ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙΙ ΤΕΧΝΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΜΟΝΟ ΓΙΑ ΥΠΗΡΕΣΙΑΚΗ ΧΡΗΣΗ. Τεχνικής Μελέτης: ΚΟΥΛΤΟΥΡΑ/ΤΕΚΕ/1112/. Ημερομηνία Υποβολής:.

Transcript

1 ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ «ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΚΑΙΝΟΤΟΜΙΑ ΣΤΗ ΔΕΥΤΕΡΟΒΑΘΜΙΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ ΤΕΚΕ » ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙΙ ΤΕΧΝΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΜΟΝΟ ΓΙΑ ΥΠΗΡΕΣΙΑΚΗ ΧΡΗΣΗ Αριθμός Πρωτοκόλλου Τεχνικής Μελέτης: ΚΟΥΛΤΟΥΡΑ/ΤΕΚΕ/1112/. Ημερομηνία Υποβολής:. 1

2 ΟΔΗΓΙΕΣ ΣΥΜΠΛΗΡΩΣΗΣ ΚΑΙ ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΕΛΕΓΧΟΥ Πριν από την υποβολή της Τεχνικής Μελέτης σας χρησιμοποιήστε τον πιο κάτω Κατάλογο Ελέγχου, για να βεβαιωθείτε ότι δεν έχετε παραλείψει οποιοδήποτε σημαντικό στοιχείο. Συμπλήρωση Έκταση Κειμένου Γραμματοσειρά το Παράρτημα ΙΙ είναι πλήρως συμπληρωμένο σε όλα τα πεδία. έχουν τηρηθεί οι περιορισμοί στην Έκταση Κειμένου (Αριθμός Σελίδων) σε όλα τα μέρη της Τεχνικής Μελέτης. έχουν χρησιμοποιηθεί τα ακόλουθα χαρακτηριστικά μορφοποίησης (έκτος όπου οι προδιαγραφές μορφοποίησης είναι προκαθορισμένες): Τύπος Γραμματοσειράς: Arial Μέγεθος γραμματοσειράς: 11 Διάστιχο: 1.5 γραμμή Αρίθμηση Σελίδων Γλώσσα Αντίγραφα Πρωτότυπο υπάρχει συνεχής αρίθμηση στις σελίδες σε όλο το κείμενο. η Τεχνική Μελέτη έχει υποβληθεί στην ελληνική γλώσσα. έχουν ετοιμαστεί τέσσερα (4) εκτυπωμένα αντίγραφα τα οποία είναι δεμένα με σπιράλ ή θερμοκόλληση σε ξεχωριστά τεύχη. τουλάχιστον ένα από τα αντίγραφα είναι το ΠΡΩΤΟΤΥΠΟ και φέρει πρωτότυπες υπογραφές του Διευθυντή, του / των Εκπαιδευτικών καθώς και σφραγίδα του Σχολείου. Παραρτήματα έχει τηρηθεί ο μέγιστος αριθμός των παραρτημάτων έχει τηρηθεί η έκταση (Αριθμός Σελίδων) για κάθε παράρτημα. Χρόνος Υποβολής έχει ληφθεί υπόψη η Καταληκτική Ημερομηνία Υποβολής Τεχνικών Μελετών (02/04/2013). 2

3 Β.1.-Β.3. ΤΥΠΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ Β.1. Τίτλος Τεχνικής Μελέτης και Κατασκευής: Αυτοκινούμενη Ψησταριά Καρβούνων (Αυτοπεριστρεφόμενη Σούβλα) Β.2. ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΟΜΑΔΑΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Β.2.1. Ονόματα Μαθητών: 1. Αλεξάνδρου Μάριος ΗΟΣ2 Παρακαλώ αναγράψετε την/τις Τάξη/εις και όλα τα ονόματα των μαθητών που λαμβάνουν μέρος. Οι ομάδες μπορούν να αποτελούνται από μαθητές που προέρχονται από «γειτονικές» μεταξύ τους τάξεις σε κάθε βαθμίδα ξεχωριστά, π.χ. δευτέρα τάξη με τρίτη τάξη Λυκείου, χωρίς περιορισμό στον αριθμό. Σε περίπτωση συμπλέγματος σε κάποιο σχολείο οι ομάδες μπορούν να αποτελούνται από μαθητές οποιασδήποτε τάξης του συμπλέγματος. Υπάρχει αλλαγή ονομάτων των μαθητών σε σύγκριση με τα ονόματα που δόθηκαν στο ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Ι Δήλωση Συμμετοχής; Παρακαλώ σημειώστε: ΝΑΙ ΟΧΙ Β.2.2. Όνομα Συντονιστή - Εκπαιδευτικού: Β.2.3.Όνομα Διευθυντή Σχολείου: Β.2.4. Σχολείο: 2. Αλεξάνδρου Νίκος ΗΟΣ2 3. Ερωτοκρίτου Νικόλας ΗΟΣ2 4. Καπλανίδης Μαρλέστης ΗΟΣ2 5. Κυρίλου Στυλιανός ΗΟΣ2 6. Μοδέστου Χρίστος ΗΟΣ2 7. Συμεού Σάββας ΗΟΣ2 8. Φυσέντζου Κωνσταντίνος ΗΟΣ2 9. Χαραλάμπους Άγγελος ΗΟΣ2 10. Ζαννέτου Κωνσταντίνος ΗΟΣ2 1. Παναγιώτης Χρυσανδρέας Β.Δ. Κώστας Πίστος Β Τεχνική Σχολή Λευκωσίας Πλήρης Ταχυδρομική Διεύθυνση: Οδός Χριστάκη Χριστοφίδη Αρ. 5 Παλουριώτισσα 1020 Λευκωσία Τηλέφωνο / Κινητό: / Τηλεομοιότυπο: Ηλεκτρονικό Ταχυδρομείο ( ): p.chrysandreas@cytanet.com.cy 3

4 Β.3 ΥΠΟΓΡΑΦΕΣ (Οι εμπλεκόμενοι υπογράφουν στην πρώτη γραμμή και συμπληρώνουν το όνομά τους στη δεύτερη) 1. Διευθυντής Σχολείου Σφραγίδα Σχολείου (Υπογραφή) Κώστας Πίστος (Ονοματεπώνυμο Διευθυντή ) 2. Συντονιστής - Εκπαιδευτικός... (Υπογραφή) (Υπογραφή) (Υπογραφή) Παναγιώτης Χρυσανδρέας Β.Δ..... (Ονοματεπώνυμο (Ονοματεπώνυμο (Ονοματεπώνυμο Συντονιστή) Εκπαιδευτικού) Εκπαιδευτικού) 1. Σύμβουλος (Υπογραφή) Παναγιώτης Βρυωνίδης Β.Δ. (Ονοματεπώνυμο Συμβούλου) 4

5 B.4. Εντοπισμός Προβλήματος και Βαθμός Επίλυσής του Το πρόβλημα που εντοπίζεται στο πλαίσιο του μαθήματος των Εργαστηρίων Οικιακών Συσκευών της Ειδικότητας Οικιακών Συσκευών, είναι η κατασκευή μιας ΝΕΑΣ Ψησταριάς Καρβούνων απεξαρτημένης από εξωτερικές πηγές ενέργειας ούτως ώστε αυτόνομα να μπορεί να λειτουργεί ο κινητήρας που περιστρέφει τις σούβλες χωρίς μπαταρίες ή τροφοδοτικό. Για την απεξάρτηση της Ψησταριάς Καρβούνων από εξωτερικές πηγές ενέργειας ούτως ώστε αυτόνομα να μπορεί να λειτουργεί ο κινητήρας που περιστρέφει τις σούβλες χωρίς μπαταρίες ή τροφοδοτικό, εξετάζονται εναλλακτικές επιλογές χρησιμοποίησης ενέργειας από το περιβάλλον. Η συγκομιδή ενέργειας από το περιβάλλον αποτελεί μια εναλλακτική επιλογή. Τα τελευταία χρόνια, η τεχνολογία συγκομιδής ενέργειας κυρίως από θερμότητα αναπτύσσεται με τεράστιο ρυθμό. Η διερεύνηση των τεχνολογιών συγκομιδής ενέργειας και η επιλογή της καταλληλότερης για χρησιμοποίηση αυτής στην κατασκευή της Αυτοκινούμενης Ψησταριάς Καρβούνων (Αυτοπεριστρεφόμενη Σούβλα) αποτελεί το αντικείμενο των πιο κάτω. Η συγκομιδή ενέργειας αποτελεί μια από τις πλέον αναδυόμενες τεχνολογίες του 21 ου αιώνα. Ως συγκομιδή ενέργειας ή αλλιώς συγκομιδή ισχύος ( Energy Harvesting, Power Scavenging ) θεωρείται η διαδικασία κατά την οποία τοπικά διαθέσιμη ενέργεια του περιβάλλοντος χώρου συλλέγεται για χρήση ή αποθήκευση αφού μετατραπεί σε ηλεκτρική ενέργεια. Οι πιθανές πηγές από όπου συλλέγεται η ενέργεια είναι η ηλιακή και οποιαδήποτε άλλη φωτεινή ακτινοβολία, η σχετική κίνηση των σωμάτων, η διαφορά της θερμοκρασίας, η ροή του αέρα, η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία καθώς και ο ακουστικός θόρυβος. Συνήθως, η ποσότητα της ισχύος που συλλέγεται μέσω της συγκομιδής ενέργειας είναι της τάξης μερικών nanowatts έως και μερικές δεκάδες watts. Παρ όλο που αυτή η ποσότητα ισχύος φαντάζει αρκετά μικρή, θα μπορούσε να συμπληρώσει ή να αντικαταστήσει τη χρήση των μπαταριών. Η διερεύνηση των διαφόρων διαθέσιμων πηγών ενέργειας από τον περιβάλλοντα χώρο, της βασικής αρχής λειτουργίας των και η επιλογή της καταλληλότερης για την τεχνολογία της συγκομιδής ενέργειας και για το πρόβλημα που αντιμετωπίζουμε, γίνεται πιο κάτω. Ενέργεια από την Ηλιακή - Φωτεινή Ακτινοβολία: Χρησιμοποιώντας την ακτινοβολία από τον ήλιο ή άλλων πηγών φωτός και εφαρμόζοντας το φωτοβολταϊκό φαινόμενο μετατρέπεται η φωτεινή ενέργεια σε ηλεκτρική. Η συγκεκριμένη μέθοδος συγκομιδής ενέργειας αποτελεί μία από τις πιο διαδεδομένες την σημερινή εποχή. Ενέργεια από Σχετικές Κινήσεις και Δονήσεις: Για την μετατροπή της κινητικής ενέργειας που παράγεται από κινήσεις ή δονήσεις σωμάτων σε ηλεκτρική ενέργεια υπάρχουν τρεις μηχανισμοί, ο ηλεκτροστατικός, ο πιεζοηλεκτρικός και ο ηλεκτρομαγνητικός. 5

6 Στον ηλεκτροστατικό ή αλλιώς χωρητικό μηχανισμό συγκομιδής ενέργειας, η ηλεκτροστατική δύναμη μεταξύ φορτισμένων σωμάτων χρησιμοποιείται για τη μετατροπή της κινητικής ενέργειας σε ηλεκτρική. Στην πιεζοηλεκτρική μέθοδο συγκομιδής ενέργειας χρησιμοποιείται το πιεζοηλεκτρικό φαινόμενο για τη μετατροπή κινητικής ενέργειας σε ηλεκτρική. Στον ηλεκτρομαγνητικό μηχανισμό, η σχετική κίνηση ενός μόνιμου μαγνητικού σώματος σε σχέση με τις σπείρες ενός πηνίου δημιουργεί μια μεταβολή του μαγνητικού πεδίου κάτι που οδηγεί στην δημιουργία μιας εναλλασσόμενης τάσης στα άκρα των περιτυλιγμάτων του πηνίου. Επομένως, η λειτουργία της ηλεκτρομαγνητικής συγκομιδής ενέργειας βασίζεται στον νόμο του Faraday. Ενέργεια από Θερμοκρασιακή Διαφορά: Η συγκομιδή θερμοηλεκτρικής ενέργειας βασίζεται στο φαινόμενο Seebeck και μετατρέπει την θερμότητα που παράγεται από θερμοκρασιακή διαφορά απευθείας σε ηλεκτρισμό. Ενέργεια από Ακουστικό Θόρυβο: Ο ακουστικός θόρυβος είναι το αποτέλεσμα των κυμάτων πίεσης που δημιουργούνται από συσκευές που παράγουν δονήσεις. Υπάρχουν μερικές έρευνες στις οποίες γίνεται προσπάθεια για συγκομιδή ενέργειας από ένα περιβάλλον στο οποίο ο ακουστικός θόρυβος είναι έντονος και συνεχής. Ενέργεια από την Ροή του Αέρα: Η αιολική ενέργεια χρησιμοποιείται ευρέως σε μεγάλη κλίμακα για την παραγωγή ενέργειας εδώ και μερικές δεκαετίες. Ενέργεια από RF Ακτινοβολία: Είναι πολύ διαδεδομένη στη σημερινή εποχή η διανομή ενέργειας σε ηλεκτρονικά συστήματα μέσω της RF ακτινοβολίας ( Radio Frequency Radiation ). Τέτοια συστήματα που όλοι έχουν συναντήσει είναι οι ηλεκτρονικές ID ετικέτες σε πολυκαταστήματα. Σε αυτήν την τεχνολογία χρησιμοποιείται μια πηγή RF ακτινοβολίας που εκπέμπει με κάποια συγκεκριμένη ισχύ το σήμα της. Την ενέργεια αυτού του σήματος τη δέχονται τα διάφορα συστήματα για να εκτελέσουν κάποιες απλές λειτουργίες. Αξιολόγηση των διαφόρων Πηγών Συγκομιδής Ενέργειας και προτεινόμενη λύση: Έχοντας μελετήσει τις διάφορες Πηγές Συγκομιδής Ενέργειας και τις αρχές λειτουργίας αυτών, καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι η καταλληλότερη για χρησιμοποίηση στην κατασκευή της Αυτοκινούμενης Ψησταριάς Καρβούνων (Αυτοπεριστρεφόμενη Σούβλα) είναι η τεχνολογία συγκομιδής ενέργειας από θερμοκρασιακή διαφορά (θερμοηλεκτρικής ενέργειας), αφού έχουμε την ενέργεια αυτή στη διάθεση μας καθ όλη τη διάρκεια της λειτουργίας της Ψησταριάς. Η τεχνολογία της συγκομιδής θερμοηλεκτρικής ενέργειας είναι να συλλέγει την ενέργεια που παράγεται όταν δύο σημεία έχουν διαφορά θερμοκρασίας και να την μετατρέπει σε ηλεκτρική ενέργεια. Η απευθείας μετατροπή αυτή γίνεται μέσω θερμοηλεκτρικών διατάξεων που ονομάζονται Θερμοηλεκτρικές Γεννήτριες (TEG s, Thermoelectric Generators). 6

7 Β.5. Μεθοδολογία, Προσέγγιση και Σχεδιασμός της Προτεινόμενης Λύσης Προσδιορίζοντας το πρόβλημα, θέσαμε το χρονοδιάγραμμα των ενεργειών που θα ακολουθηθούν για να υλοποιηθεί το όλον έργο (Παράτημα Ι: α) Χρονοδιάγραμμα Ενεργειών). Έχοντας μελετήσει τις διάφορες Πηγές Συγκομιδής Ενέργειας και τις αρχές λειτουργίας αυτών, και έχοντας καταλήξει στο συμπέρασμα ότι η καταλληλότερη για χρησιμοποίηση στην κατασκευή της Αυτοκινούμενης Ψησταριάς Καρβούνων (Αυτοπεριστρεφόμενη Σούβλα) είναι η τεχνολογία συγκομιδής ενέργειας από θερμοκρασιακή διαφορά (θερμοηλεκτρικής ενέργειας), και η απευθείας μετατροπή αυτή να γίνεται μέσω θερμοηλεκτρικών διατάξεων που ονομάζονται Θερμοηλεκτρικές Γεννήτριες (TEG s), έχουμε τώρα να επιλέξουμε τις πιο κατάλληλες Θερμοηλεκτρικές Γεννήτριες (TEG s). Για την σωστή επιλογή των Θερμοηλεκτρικών Γεννητριών (ΤΕG s) θα πρέπει να ξέρουμε τις ενεργειακές μας ανάγκες και τη θερμοκρασία στα τοιχώματα της Ψησταριάς Καρβούνων. Τα στοιχεία θερμοηλεκτρικής γεννήτριας (Thermoelectric Generating Modules) τοποθετούνται μεταξύ δύο πλακών, που χρησιμεύουν η μεν πρώτη για τη μετάδοση της θερμότητας προς τα στοιχεία θερμοηλεκτρικής γεννήτριας και η δε δεύτερη για την αποβολή της θερμότητας από τα στοιχεία θερμοηλεκτρικής γεννήτριας. Η πλάκα για την αποβολή της θερμότητας από τα στοιχεία θερμοηλεκτρικής γεννήτριας ονομάζεται Ψύκτρα. Για την καλύτερη κυκλοφορία του αέρα που έρχεται σε επαφή με την ψύκτρα και την ψύχει, τοποθετούμε ένα ανεμιστηράκι. Από μετρήσεις που έχουν γίνει, οι ενεργειακές ανάγκες σε βαρετού τύπου κινητήρα ψησταριάς καρβούνων συνεχούς ρεύματος του εμπορίου είναι τα ακόλουθα ΧΩΡΙΣ ΦΟΡΤΙΟ ΜΕ ΦΟΡΤΙΟ Τάση σε Βολτς (V) Ένταση Ρεύματος (Α) Τάση σε Βολτς (V) Ένταση Ρεύματος (Α)

8 και για το ανεμιστηράκι 90x90x25mm είναι 12V DC 2W (170mA). Η θερμοκρασία των τοιχωμάτων της ψησταριάς καρβούνων κατά τη λειτουργία της είναι κατά μέσον όρο C. Από τα στοιχεία που συλλέξαμε και εξετάζοντας τις τεχνικές προδιαγραφές διαφόρων στοιχείων θερμοηλεκτρικής γεννήτριας καταλήξαμε στο συμπέρασμα να χρησιμοποιήσουμε από την Thermonamic Electronics (Jiangxi) Corp., Ltd στοιχεία της θερμοηλεκτρικής γεννήτριας TEHP (Παράρτημα Ι β Τεχνικές προδιαγραφές του στοιχείου TEHP ). Από τα στοιχεία των τεχνικών προδιαγραφών του στοιχείου (Παράρτημα Ι β) καταλήξαμε στο συμπέρασμα να χρησιμοποιήσουμε τέσσερα στοιχεία συνδεδεμένα σε σειρά της θερμοηλεκτρικής γεννήτριας TEHP και έτσι διαμορφώσαμε το κύκλωμα της συσκευής όπως φαίνεται στο (Παράρτημα Ι γ Ηλεκτρικό Κύκλωμα Συσκευής). Το ανεμιστηράκι τροφοδοτείται μέσω ενός γραμμικού ρυθμιστή τάσης (Linear Voltage Regulator) 12V 1.5A L7812CV και ο λόγος είναι ότι παραγμένη τάση μπορεί να υπερβεί τα 12V και να υπερθερμάνει το ανεμιστηράκι. Οι ακροδέκτες 1 και 2 τροφοδοτούν τον κινητήρα της ψησταριάς και ως εκ τούτου τροφοδοτούνται μέσω ενός γραμμικού ρυθμιστή τάσης (Linear Voltage Regulator) 12V 3A KA78T12. Ο λόγος είναι ότι παραγμένη τάση μπορεί να υπερβεί τα 12V και να υπερθερμάνει τον κινητήρα. Μεταξύ των ακροδεκτών 2 και 3 έχουμε τάση που υπερβαίνει τα 12V και μπορεί αυτή η τάση να χρησιμοποιηθεί για την φόρτιση μπαταρίας. Εξετάζοντας τις Τεχνικές Προδιαγραφές του θερμοηλεκτρικού στοιχείου TEHP (Παράρτημα Ι β) έγινε και η επιλογή του μεγέθους της πλάκας μετάδοσης της θερμότητας προς τα τέσσερα στοιχεία θερμοηλεκτρικής γεννήτριας και της πλάκας αποβολής της θερμότητας (ψήκτρας) 8

9 από τα τέσσερα στοιχεία της θερμοηλεκτρικής γεννήτριας TEHP , ως επίσης και του τρόπου συναρμολόγησης των στοιχείων. Έτσι η πλάκα μετάδοσης της θερμότητας έχει διαστάσεις 100mmX240mmX10mm και η ψήκτρα 100mmX200mmX45mm. Έχοντας όλα τα δεδομένα στα χέρια μας έγιναν τα κατασκευαστικά σχέδια (Παράρτημα ΙΙ) για την πλάκα μετάδοσης της θερμότητας (Σχ1) προς τα στοιχεία θερμοηλεκτρικής γεννήτριας, την πλάκα για την αποβολή της θερμότητας (ψύκτρα) (ΣΧ2) από τα στοιχεία θερμοηλεκτρικής γεννήτριας και το κάλυμμα της κατασκευής (Σχ3) που θα συνγκρατεί και το ανεμιστηράκι και τον τερματισμό των καλωδίων. Στον πιο κάτω υπερσύνδεσμο παρουσιάζουμε την ιστοσελίδα που δημιουργήσαμε για τη συμμετοχή μας στο διαγωνισμό με όλα τα στοιχεία, φωτογραφίες και βίντεο για την συσκευή. 9

10 Β.6. Κατασκευή - Υλικά και Εργαλεία Κατά το σχεδιασμό, αποφασίστηκε να γίνει η συσκευή με τρόπο ώστε να είναι εύκολη η χρήση της και για άλλες πηγές θερμότητας. Για το σκοπό αυτό έγινε μια αλλαγή στην ψησταριά για να μπορεί να δεχτεί τη συσκευή (τοποθέτηση σιδερένιας πλάκας στο κάτω μέρος της ψησταριάς για στερέωση της συσκευής), όπως δείχνουν οι πιο κάτω φωτογραφίες Έτσι με τέσσερις βίδες γίνεται η συγκράτηση της συσκευής πάνω στην ψησταριά και είναι πολύ εύκολο να μετακινηθεί και να χρησιμοποιηθεί αλλού όπως π.χ. ηλεκτρικές κουζίνες, σόμπες ξύλων, και τη χρησιμοποίηση της ίδιας συσκευής για φόρτιση μπαταριών. Οι ακροδέκτες σχεδιάστηκαν ώστε να αλλάζονται εύκολα και για τη φόρτιση μπαταρίας να ενώνεται ακροδέκτης κατάλληλος για την περίπτωση. Κατά τη δοκιμή της συσκευής: α) σε ψησταριά καρβούνων με πυρακτωμένα κάρβουνα πετύχαμε τάσην εξόδου μέχρι και 8V. Αρκετά ικανοποιητική τάση για λειτουργία του κινητήρα της σούβλας. 10

11 β) σε ηλεκτρική κουζίνα με κεραμική εστία σε μέγιστη ένταση θερμότητας, πετύχαμε τάσην εξόδου μέχρι και 16V. Αρκετά ικανοποιητική τάση για φόρτιση μπαταρίας. Η συσκευή μεταφέρεται εύκολα και στερεώνεται εύκολα σε ψησταριά με βάση που μπορεί να δεχθεί τη συσκευή. 11

12 Β.7. Ομάδα Εργασίας 12

13 13

14 14

15 Χρονοδιάγραμμα Ενεργειών και προϋπολογιζόμενο κόστος κατασκευής Η εμπλοκή των μαθητών σε όλα τα στάδια υλοποίησης της κατασκευής φαίνεται από το Παράρτημα I α) Χρονοδιάγραμμα Ενεργειών και προϋπολογιζόμενο κόστος κατασκευής και τις πιο πάνω φωτογραφίες. Οι δεξιότητες που αποκτήθηκαν μέσα από το έργο είναι: Προγραμματισμός του έργου, Προϋπολογισμός του κόστους, Καταμερισμός ευθυνών, Έρευνα για την επιλογή της καταλληλότερης πηγής ενέργειας για τη λειτουργία της Συσκευής, Συλλογική εξαγωγή συμπερασμάτων, Μετρήσεις ενεργειακών αναγκών φορτίου, Μέτρηση θερμοκρασιών επιφανειών, Μελέτη των τεχνικών προδιαγραφών των Θερμοηλεκτρικών Γεννητριών και εφαρμογή αυτών στο σχεδιασμό του ηλεκτρικού κυκλώματος της συσκευής, Μελέτη των τεχνικών προδιαγραφών των Θερμοηλεκτρικών Γεννητριών και εφαρμογή αυτών στο σχεδιασμό της συσκευής, Σχεδιασμός και Κατασκευή των διαφόρων μερών της συσκευής, Επιλογή έτοιμων εξαρτημάτων αναγκαίων για την συσκευή, Συναρμολόγηση της συσκευής, Χρήση διαφόρων εργαλείων και οργάνων, Δοκιμή της συσκευής, μετρήσεις και εξαγωγή συμπερασμάτων. 15

16 B.8. Υλοποίηση Προϋπολογισμού Α/Α Περιγραφή Ποσότητα Μονάδα Τιμή Μονάδας Ολική Τιμή 1 Στοιχείο Θερμοηλεκτρικής Γεννήτριας 4 Τεμ Thermonamic Electronics (Jiangxi) Corp., Ltd TEHP Πλάκα Αλουμινίου 1 Τεμ mmX240mmX10mm 3 Ψήκτρα 99mmX200mmX45mm 1 Τεμ Ανοξείδωτες Βίδες 22 Τεμ. 5 Ανεμιστηράκι 90mmX90mm 12V DC 1 Τεμ. 2W SUNON EE92251-S A99 6 Γραμμικός Ρυθμιστής Τάσης (Linear 1 Τεμ. Voltage Regulator) 12V 1.5A L7812CV 7 Γραμμικός Ρυθμιστής Τάσης (Linear 1 Τεμ Voltage Regulator) 12V 3A KA78T12 8 B-7 Grid for Fan 1 Τεμ. Y-73P 3Pin Plug 1 Τεμ. Y-73J 3Pin Chassis Socket 1 Τεμ. 9 Κάλυμμα κατασκευής 1 Τεμ. 10 Ψησταριά καρβούνων 1 Τεμ. 11 Ηλεκτρικό κινητήρας ψησταριάς 12V 1 Τεμ A 12V/24V Battery Charge 1 Τεμ Controller ΟΛΙΚΟ ΚΟΣΤΟΣ Σημ: Επισυνάπτονται οι αποδείξεις και τα δικαιολογητικά. 16

17 B.9. Παράρτημα I α) Χρονοδιάγραμμα Ενεργειών και προϋπολογιζόμενο κόστος κατασκευής 17

18 β) Τεχνικές Προδιαγραφές του θερμοηλεκτρικού στοιχείου TEHP Το στοιχείο θερμοηλεκτρικής γεννήτριας TEHP mmX40mm, είναι βασικά κατασκευασμένο από Βισμούθιο Τελλούριο (Bi-Te) και μπορεί να εργαστεί σε θερμοκρασίες έως και 330 C (626 F) συνεχόμενα και διακοπτόμενα έως και 400 C (752 F). Το στοιχείο θα παράγει Συνεχές Ρεύμα όταν μεταξύ των δύο πλευρών του υπάρχει θερμοκρασιακή διαφορά. Περισσότερη ισχύς θα παράγεται όταν η θερμοκρασιακή διαφορά μεγαλώσει και θα αυξηθεί έτσι και η αποδοτικότητα του στοιχείου που μετατρέπει την ενέργεια της θερμότητας σε ηλεκτρισμό. Το στοιχείο έχει επικολλημένα φύλλα θερμικού γραφίτη στις πλευρές του τα οποία παρέχουν χαμηλή θερμική αντίσταση και κατά συνέπεια δεν είναι αναγκαία η εφαρμογή θερμικής πάστας στις πλευρές κατά την εφαρμογή του στοιχείου στην κατασκευή. 18

19 19

20 Σημαντικό: η κρύα πλευρά του στοιχείου να μην υπερβεί τους 190 C. Στερέωμα των στοιχείων: Τα στοιχεία στερεώνονται χρησιμοποιώντας τη μέθοδο της συμπίεσης. Δηλαδή το στοιχείο συμπιέζεται μεταξύ της ζεστής πλάκας και της ψήκτρας. Η συμπίεση γίνεται με ανοξείδωτες βίδες στις δύο πλευρές του στοιχείου. Δυνάμεις Συμπίεσης: Ο πίνακας πιο κάτω μας δίνει τη δύναμη συμπίεσης για το στοιχείο, που είναι αναγκαία για την καλύτερη παραγωγή ενέργειας και θερμικής επαφής. Κωδικός Μέγεθος σε mm Δύναμη Συμπίεσης Διάμετρος Βίδας / Αριθμός Βιδών / Ροπή ανά Βίδα ΤΕHP X40 240Kgs / 500Pounds 4mm / 2 / 0.128ΚgΧm 20

21 Η ροπή ανά βίδα μπορεί να υπολογιστή περίπου χρησιμοποιώντας τον πιο κάτω τύπο: Ρ οπή ανα Βίδα( inch lbs) = (0.2) ( Δ ά ι μετρο Βίδας ) ( Πίεση) ( Επιφάνεια Στοιχείου) ( Αριθμός Βίδων ) Θέση των Βίδων: Τοποθετούνται οι τρύπες των βίδων στην κατασκευή ούτως ώστε να είναι στις απέναντι πλευρές του κέντρου του στοιχείου, σε απόσταση από την πλευρά του στοιχείου 1.5mm μέχρι 13mm. Διαδικασία Συμπίεσης : Πριν γίνει το βίδωμα των βίδων, εφαρμόζεται ελαφρύ φορτίο (δύναμη) στο κέντρο του στοιχείου χρησιμοποιώντας σφικτήρα ή βάρος. Βιδώνουμε προσεκτικά τις βίδες με ειδικό εργαλείο που περιορίζει τη ροπή, με μικρά σφιξίματα και εναλλάσσοντας το βίδωμα από βίδα σε βίδα. Ελέγχουμε τη ροπή των βίδων μετά από 1-2 ώρες και μετά από μερικές ώρες χρήσης της συσκευής. 21

22 γ) Ηλεκτρικό κύκλωμα συσκευής 22

23 B.9. Παράρτημα II α) Κατασκευαστικά σχέδια 23

24 24

25 25

26 26

27 β) Φωτογραφίες Συσκευής 27