Vyžití windbeltu jako zdroj elektrické energie pro osvětlení reklamních ploch Cílem této práce je snížit náklady na zavedení a provoz reklamních ploch různé velikosti. V tomto konkrétním projektu jsem se zaměřil na standartní billboard o rozměrech 5100x2400mm, umístěný na otevřeném prostranství (dálnice, silnice atp.). V praxi se nejčastěji používají dva způsoby řešení tohoto problému. Prvním je výkop elektrického vedení z nejbližší přípojky. To je však vceku náročné na zřízení, zároveň však je zřizovatel nucen platit paušální poplatky za odběr energie ze sítě.
Druhá varianta, zároveň však ekologicky šetrnější (když porovnáme způsoby "výroby" potřebné elektrické energie), využívá fotovoltaických článků. Nevýhody jsou však zřejmé, tedy vysoké pořizovací náklady. Výhodou je pak zánik dalších provozních nákladů na provoz reklamní plochy. Naším cílem bylo tedy teoreticky zrealizovat způsob, jak co nejlaciněji provozovat reklamní plochy. Zároveň bylo také vhodné snížit náklady na zřízení. Ideální způsob zisku eletrické energie je zajisté využití obnovitelných zdrojů (podobně jako u fotovoltaických článků). Jako nejvhodnější variantou jsem shledal využití patentu "windbelt", která vyrábí el. energii z větru. Princip je jednoduchý. Proud vzduchu rozkmitá pás, ten pak pomocí magnetu vytváří ve dvou cívkách střídavý proud. Efektivita je překvapivě vysoká a jak se už na první pohled zdá, také samotná výroba je velmi levná! Tyto windbelty jsou výrobcem prezentovány ve třech variantách. U největší z nich se jedná o soustavu deseti windbeltů umístěných těsně vedle sebe, čímž vznikají jakési panely.
Parametry windbeltu od výrobce: Délka = 1000m Výška = 1000m Šířka = 50mm Důležitým parametrem je rychlost proudění větru. Výrobce udává konkrétní měsíční výkon při průměrné rychlosti větru 6 m/s. Tato hodnota je však v podmínkách České republiky takřka nedosažitelná (viz obrázek), proto budeme hodnotu výkonu lineárně snižovat pro rychlost větru 3 m/s.
Měsíční výkon Pmesic := 7200W⋅ hr
Denní, hodinový výkon tedy: Pden :=
Pmesic
Phodina :=
30
= 240⋅ W⋅ hr
Pden 24
= 10⋅ W⋅ hr
Skutečný denní výkon: Nyní tedy přepočítáme hodnoty uváděné výrobcem na hodnoty vycházející z předpokladů pro užití v podmínkách ČR.
3 Prealden := Pden⋅ 6⋅
m s m s
= 120⋅ W⋅ hr
Parametry LED osvětlení dle výrobce: Původně bylo zamíšleno užití halogenového osvětlení. Jelikož však příkon takového spotřebiče je několikanásobně vyšší, byli jsme nuceni zvolit LED světla, která jsou však svými parametry taktéž vyhovující. P1L := 4⋅ W Abychom docílili kvalitního osvětlení, bude nutné pro zvolený billboard užití čtyř LED světel. P4L := P1L⋅ 4 = 16 W
Pro noční svícení budeme počítat pro nejdelší možnou délku noci. Pro zminí období tedy zvolíme 14 hodin svícení. P4Lden := P4L⋅ 14⋅ hr = 224⋅ W⋅ hr P4Lden > Prealden Jelikož hodnota denního výkonu je přibližně dvakrát větší než hodnota výkonu jednoho windbelt panelu, budeme nuceni použít dva. P2realden := Prealden⋅ 2 = 240⋅ W⋅ hr P2realden > P4Lden
Výpočty pro baterii: I1led := I4led :=
P1L 12⋅ V P1L 12⋅ V
= 0.333 A ⋅ 4 = 1.333 A
TeorKapacitaBaterie := I4led⋅ 14⋅ hr = 18.667⋅ A⋅ hr
Z toho vyplívá, že můžeme využít téměř jakékoliv bateriové články (zapojené do série pro dosažení 12V), nebo využít autobaterii. My jsme při konstrukci uvažovali právě s autobaterií. Její parametry nejsou pro další výpočty nijak důležité, proto její hodnoty zanedbám. Důležité však je, aby kapacita baterie přesahovala hodnotu cca 10 Ah.
Schéma zapojení
Závěr Celý navržený projekt by měl být zcela funkční a schopný realizace. Pochoptelně systém napájení světel pomocí windbelt technologie se dá použít pro nejrůznější rozměry reklamních ploch, musí se však přepočítat jednotlivé výkony a příkony, které mohou být závislé na lokálních větrných podmínkách.
e výkop elektrického izovatel nucen
voz reklamní plochy.
ětru 3
