ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE P Hensemberger Monza LABORATORIO

ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE “P. Hensemberger” Monza LABORATORIO DI SISTEMI IN ELETTROTECNICA INSEGUITORE SOLARE PROGETTO D’ESAME 2007/08 di MICHELE BUZZI & RICCARDO CEREDA Supervisione: Prof. Rizzaro Giuseppe Prof. Fransosa Pasquale

Cos’è un inseguitore solare ? È un sistema atto a incrementare le prestazioni del pannello solare: orientato in direzione della fonte luminosa, produce il massimo rendimento dalle celle.

Cosa ci serve: • • Un pannello solare Un circuito rilevatore di luce Un meccanismo di posizionamento Una batteria tampone

PANNELLO SOLARE È un dispositivo in grado di convertire l‘energia solare direttamente in energia elettrica mediante effetto fotovoltaico ed è usato per generare elettricità a partire dalla luce del sole. Un pannello solare è un insieme di celle fotovoltaiche.

CELLE FOTOVOLTAICHE - Sono il componente principale del sistema - Esse convertono la luce in tensione - Sono perlopiù composte di silicio Le celle possono essere di due tipi: - MODULI CRISTALLINI: silicio monocristallino e silicio policristallino - MODULI A FILM SOTTILE: silicio amorfo…ecc

PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO Se la giunzione di silicio P-N viene esposta alla luce del sole, gli elettroni liberati dai fotoni, per effetto del campo elettrico dovuto alla giunzione P-N tendono ad accumularsi sull’elettrodo lato P, mentre sull’elettrodo lato N si accumulano le cariche positive.

Più celle = pannello solare

CIRCUITO RILEVATORE COMPOSOZIONE: • Fotoresistenze • Integrati CMOS • Transistori • Relè

FOTORESISTENZE • Struttura • Parte fotosensibile

Cono di fotoresistenze Serve per rendere perpendicolare il pannello alla luce

Integrati CMOS • L’azionamento dei motori è regolato dagli integrati CMOS che ricevono il segnale dal cono di fotoresistenze comandando motori, caricamento pila e connessione celle. • Range di funzionamento 3 -15 V

Tabella della verità SIN 0 0 1 1 DES P. L. 0 1 0 1 1 1 MSX MDX 0 1 0

Integrato 4001 NOR

Integrato 4011 NAND

Circuito degli integrali

Relè La bobina dei relè, alimentata dagli integrati, aziona i vari motori nelle due sensi di direzione

Transistor Nel nostro progetto utilizziamo NPN BC 547 Il transistor viene utilizzato come amplificatore di segnale: esso infatti è in grado di amplificare piccole variazioni di tensione sulla base (ingresso) in grandi variazioni di tensione sul collettore (uscita);

USO DEL TRANSISTOR COME INTERRUTTORE • Vb=0 Ic=0 Vc=0 transistor interdetto • Vb polarizzata direttamente Ic>o transistor in saturazione funzionante da inturruttore chiuso

PROGETTO STADI D’INGRESSO • Per trasformare la resistenza in un segnale ON/OFF utilizzeremo un transistor come “interruttore”. • Quando sulla base del transistor ci sono 0. 7 V il transistor è simile a un interruttore chiuso • Quando sulla base del transistor c’è una tensione inferiore a 0. 7/0. 8 V il transistor è simile ad un interruttore aperto

MECCANISMO DI POSIZIONAMENTO Formato da una struttura in grado di ruotare su se stessa e di inclinarsi di 270°. Tutto il sistema è movimentato da due motori monofase da 24 V in corrente alternata.

BATTERIA Per alimentare il nostro circuito ci serviamo di una batteria da 12 V e 40 Ah.

REALIZZAZIONE BASETTA • • • Stampaggio lucidi Irraggiamento rame tramite lampade UV Immersione nei sali di sviluppo Immersione nel percloruroferreo Perforazione del circuito

Stampaggio lucidi Stampaggio su carta acetata con una semplice stampante. Creiamo due stampe così che sovrapponendole perfettamente il circuito rimanga più scuro.

Irraggiamento del rame Per trasferire il circuito sulla basetta di rame ci serviamo delle lampade UV che bruciano tutto quel rame che non è coperto dal circuito stampato in precedenza. Durata 3 min

Immersione nei sali I sali di sviluppo bruciano definitivamente il rame irradiato precedentemente. Durata 10 min.

Immersione nel percloruro ferrico Questa operazione elimina tutto il rame bruciato sulla basetta, lasciando solo il circuito. Durata 20 min.

Perforazione circuito Servendoci di un trapano a colonna e di un set di tre punte (0. 7 – 0. 8 – 3 mm) abbiamo creato i fori per posizionare e saldare i nostri componenti.

Circuito assemblato

Motori asincroni monofase utilizzati

Montaggio del pannello per l’ultimazione del prodotto

COLLEGAMENTI MULTIDISCIPLINARI • Breve storia del fotovoltaico • IMPIANTI: vari tipi d’impianti fotovoltaici

CENNI STORICI FOTOVOLTAICO - 1839: Il francese Alexandre Bècquerel nota che "della corrente elettrica è generata durante alcune reazioni chimiche indotte dalla luce". Scopre così l'effetto fotogalvanico negli elettroliti liquidi. - 1876: Due scienziati britannici, Adams e Day, osservano il selenio convertire la luce del sole direttamente in elettricità, senza riscaldare un fluido e senza utilizzare parti mobili. - 1883: L'inventore statunitense Charles Fritz produce una cella solare di circa 30 centimetri quadrati a base di selenio con un'efficienza di conversione dell'1 -2 per cento. - 1963: La giapponese Sharp produce i primi moduli fotovoltaici commerciali.

RINGRAZIAMENTI SI RINGRAZIA LA DITTA EU-ENERGY di Concorezzo PER LA SUA DISPONIBILITA’ e tutti coloro che hanno collaborato al progetto

PROGETTI FUTURI DEL FOTOVOLTAICO • Maxi-centrale solare in costruzione a Brindisi da 15, 12 GW orari: sarà pronta fra tre anni, una tra le centrali più grandi d'Europa. • Portogallo: la centrale fotovoltaica più grande al mondo da 62 MW di produzione

DIVERSI TIPI D’IMPIANTI • Impianti fotovoltaici a isola • Impianti fotovoltaici connessi alla rete • BIPV Building Integrated Photo. Voltaics