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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Solarbetriebener Wasserbrunnen. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Alternative Energiequellen Der Anblick und das Geräusch von fließendem Wasser ist am beruhigendsten, sei es ein sanft plätschernder Bach oder ein tosender Wasserfall. Nichts ist mit ihnen vergleichbar. Leider hat nicht jeder Zugang zu dem Glück, sein eigenes Wunder der Natur zu besitzen. Sie können jedoch einen nahezu gleichwertigen Ersatz verwenden. Der von den alten Griechen gesungene Skulpturenbrunnen vereint die Ruhe der Natur und die Kunst des Menschen. In unserem Design kommt diese Harmonie noch deutlicher zum Ausdruck: Es wurde eine technologische Innovation hinzugefügt, die die Energie der Sonne nutzt. Brunnen Brunnen können die unterschiedlichsten Formen und Größen haben – von dezent bis sehr beeindruckend. Wenn wir an Brunnen denken, denken viele von uns an die anmutigen Figuren mythologischer Göttinnen, an die feine Kunstfertigkeit der großen Meister der Vergangenheit. Dies sind natürlich Brunnen im klassischen Stil. Allerdings können Brunnen stilistisch sehr unterschiedlich sein. Heutzutage gibt es einen Trend, kleine Springbrunnen für die Terrasse zu schaffen. Beispielsweise in Kindergärten und Kindergärten können verschiedenste preiswerte Brunnen eingesetzt werden. Eine neue Errungenschaft in diesem Bereich ist der Miniatur-Zimmerbrunnen, der in der Raumecke oder auf dem Tisch platziert werden kann. So funktioniert der Brunnen Unabhängig davon, für welche Art von Brunnen Sie sich entscheiden, benötigen Sie für die Herstellung dieselben Grundkomponenten. Erstens handelt es sich um einen Wassertank, der sich normalerweise im Inneren der Skulptur befindet. Zweitens ein Gerät zur Wasserzirkulation. Der Mechanismus des Brunnens ist sehr einfach. Es arbeitet in einem geschlossenen Kreislauf, wie in Abb. 1. Zunächst wird der Tank mit Wasser gefüllt. Von dort aus fördert die Pumpe Wasser über die interne Wasserversorgung in den oberen Teil der Struktur, von wo es frei nach unten fällt. Das Wasser fließt in Kaskaden in den Pool und der Zyklus wiederholt sich.
Da das Sanitärsystem des Brunnens ein wesentlicher Bestandteil seines Designs ist, interessieren wir uns nur für die Wasserzirkulation und die Wahl des dafür erforderlichen Pumpentyps und der Photovoltaik-Stromquelle. Wasserpumpen Wie Springbrunnen gibt es auch Pumpen in verschiedenen Formen und Größen. Pumpen werden anhand zweier Merkmale ausgewählt. Erstens die Wassermenge, die die Pumpe in einem bestimmten Zeitraum pumpen kann. Eine typische Pumpe pumpt 40 Liter Flüssigkeit pro Minute, also 40 l/min. Zweitens der Druck, unter dem Wasser zugeführt wird. Wasserdruck ist wie elektrische Spannung in einem Stromkreis. Natürlich hat Wasser Gewicht (1 Liter Wasser wiegt 1 kg). Wenn Sie also ein vertikales Rohr nehmen und es mit 10 Litern Wasser füllen, beträgt das Gesamtgewicht am Boden des Rohrs 10 kg. Wenn die Querschnittsfläche des Rohrs an der Basis 5 cm2 beträgt, ist ein Druck von mindestens 2-105 Pa (2 atm) erforderlich, um diese Wassersäule anzuheben. Daher bestimmt der Druck am Auslassende der Pumpe die Höhe, bis zu der Wasser gepumpt werden kann. Dieser Druck wird hydrostatischer Druck genannt. Die Förderhöhe ist umgekehrt proportional zur Flüssigkeitsdurchflussrate: Wenn beispielsweise die Förderhöhe abnimmt, nimmt die Durchflussrate zu. Sie müssen die Parameter der Pumpe jedoch kaum berechnen, es sei denn, Sie möchten selbst einen Brunnen bauen. Bei den meisten Fertigbrunnenkonstruktionen können Sie sofort die richtige Pumpengröße auswählen, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Bevorzugen Sie bei der Auswahl einer Pumpe für Ihren Brunnen ein Niederspannungsgerät. Dafür gibt es mehrere Gründe, nicht zuletzt die Gewährleistung der Sicherheit im Zusammenspiel von Wasser und Strom. Diese Kombination ist manchmal tödlich. Die Erfahrung zeigt, dass eine 12-V-Pumpe am besten geeignet ist. Erstens gibt es viele solcher Pumpen und sie können in Ersatzteilgeschäften, einschließlich Autohäusern, gekauft werden. Schauen Sie sich den Abschnitt an, in dem Scheibenwischer, elektrische Kraftstoffpumpen und Wassereinspritzer verkauft werden. Solarbatterie Ein weiterer Grund, sich für eine 12-V-Pumpe zu entscheiden, sind die Photovoltaik-Wandler, die sie mit Strom versorgen. Serienmäßig hergestellte Module sind für das Laden einer 12-Volt-Blei-Säure-Batterie ausgelegt. Sie werden in der Regel in Abschnitten mit einer Spannung von jeweils 12 V hergestellt, was für unsere Zwecke durchaus geeignet ist. Diese Standardisierung hat zur Entwicklung von Solarzellen mit unterschiedlichsten Strom- und Leistungseigenschaften geführt, die es ermöglichen, den benötigten fertigen Photovoltaik-Wandler auszuwählen. Bei Verwendung eines 12-Volt-Netzteils und einer Pumpe wird die Spannung automatisch angepasst. Andererseits muss der Ausgangsstrom des Solarpanels zum Pumpentyp passen.
In den meisten Fällen finden Sie Angaben zum verbrauchten Strom auf dem Pumpengehäuse. Sie müssen jedoch wissen, was diese Daten bedeuten. Der von der Pumpe aufgenommene Strom wird normalerweise unter extremen Betriebsbedingungen (bei maximalem Druck und maximaler Förderwassermenge) gemessen. Der diesen Bedingungen entsprechende Stromwert ist auf dem Pumpengehäuse angegeben. Wird die Pumpe jedoch nicht voll ausgelastet, reicht ein geringerer Strom aus. Es stimmt, sein Wert ist im Voraus schwer zu bestimmen. Im Folgenden wird beschrieben, wie Sie einen Brunnen mit typischem Design herstellen, damit Sie das Problem als Ganzes besser verstehen können. Brunnen bauen Zunächst wurde ein Brunnen für den Innenhof bestellt, wofür die Anschaffung einer Pumpe mit einer Leistung von 10 l/min bei einem Druck von 2-105 Pa (2 atm) erforderlich war. Die Pumpenparameter wurden in der Betriebsanleitung angegeben. Dann fanden sie eine Druckpumpe des gleichen Typs, der in den Hydrauliksystemen von Bussen verwendet wird. Gemäß ihren Spezifikationen lieferte die Pumpe den von mir benötigten Durchfluss bei einem höheren (als nötigen) Druck. Der Motor wurde für eine Spannung von 12 V und einen Strom von 7 A ausgelegt. Nach der Installation der Pumpe im Brunnen wurde diese an eine 12-V-Stromversorgung angeschlossen. Mithilfe eines in Reihe mit der Quelle geschalteten Amperemeters wurde festgestellt, dass die Pumpe unter normalen Bedingungen einen Strom von 2 A verbraucht. Dies muss berücksichtigt werden dass dies auf ein konkretes Beispiel zutrifft. Das Design des Brunnens kann von den oben genannten abweichen, es ist jedoch notwendig, in ähnlicher Weise vorzugehen. Es stellte sich heraus, dass der aufgenommene Strom deutlich unter dem auf dem Pumpengehäuse angegebenen Wert von 7 A lag. Die nächste Aufgabe bestand darin, eine Solarbatterie auszuwählen, die bei einer Spannung von 2 V einen Strom von 12 A erzeugen würde. Das war nicht schwierig, obwohl ich mich natürlich auf das bequemste Design konzentrieren wollte. Letztendlich fiel die Wahl auf eine Batterie vom Typ ASI-2000, hergestellt von ARCO Solar. Die Wahl erwies sich als erfolgreich. Bei voller Sonneneinstrahlung stößt die Pumpe einen Wasserstrahl bis zu einer Höhe von 30–45 cm über die Oberseite des Brunnens aus. Allerdings hängt die Höhe des Strahls von den Lichtverhältnissen ab. Wenn die Strahlen der Morgensonne auf das Solarpanel fallen, entsteht ein kleines Rinnsal. Obwohl es nicht so beeindruckend ist, ist das Bild dennoch angenehm. Gegen Mittag erscheint der Brunnen in seiner ganzen Pracht, denn der Photovoltaik-Konverter erzeugt maximale Leistung. Bei Sonnenuntergang nimmt die Stärke des Strahls wieder ab und schließlich stellt die Fontäne ihren Betrieb ein. Es ist klar, dass auch nicht allzu günstige Sonneneinstrahlung den Betrieb des Brunnens beeinträchtigt. Aufgrund der Verdunstung muss dem System Wasser zugeführt werden. Generell ist es nicht ratsam, die Pumpe ohne Wasser zu betreiben, da es sonst zu Störungen kommen kann. Im Winter sollte natürlich ein mögliches Einfrieren verhindert werden. Autor: Byers T.
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