ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ «ΥΔΓΙΑΜΟ ΚΑΙ ΚΑΣΑΚΔΤΗ ΤΒΡΙΓΙΚΟΤ ΜΟΝΣΔΛΙΚΟΤ ΑΔΡΟΚΑΦΟΤ»

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Καβάλας Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών Τμήμα Ηλεκτρολογίας ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ «ΥΔΓΙΑΜΟ ΚΑΙ ΚΑΣΑΚΔΤΗ ΤΒΡΙΓΙΚΟΤ ΜΟΝΣΔΛΙΚΟΤ ΑΔΡΟΚΑΦΟΤ» ΔΠΗΒΛΔΠΧΝ ΚΑΘΖΓΖΣΖ: ΓΡ. ΜΑΓΚΑΦΑ ΛΤΚΟΤΡΓΟ ΔΠΗΜΔΛΔΗΑ ΔΡΓΑΗΑ: ΠΑΠΑΓΟΠΟΤΛΟ ΘΧΜΑ ΚΑΒΑΛΑ 2013

ΔΤΥΑΡΙΣΗΡΙΟ ΗΜΔΙΧΜΑ Ζ παξνχζα πηπρηαθή εξγαζία είλαη απνηέιεζκα επίπνλεο θαη θνπηαζηηθήο εξγαζίαο. Θα ήζεια λα επραξηζηήζσ ηνλ ππεχζπλν θαζεγεηή θχξην Μαγθαθά Λπθνχξγν, ηνλ Γθηνχινγινπ Γεκήηξε πνπ κε ηηο ζπκβνπιέο θαη ηελ θαζνδήγεζε ηνπ βνήζεζε ψζηε λα θηάζεη ε εξγαζία ζηελ ηειηθή ηεο κνξθή θαη εγψ λα κπσ ζηνλ φκνξθν θφζκν ηνπ κνληειηζκνχ. Δπίζεο ζα ήζεια λα επραξηζηήζσ ηελ νηθνγέλεηα κνπ γηα ηελ νηθνλνκηθή θαη πλεπκαηηθή ζπκπαξάζηαζε. 1

ΠΔΡΙΔΥΟΜΔΝΑ Δηζαζσγή... 5 ΚΔΦΑΛΑΗΟ 1 ν ΗΣΟΡΗΚΑ 1.1 Αεξνπιάλν... 6 1.2 Φσηνβνιηατθά... 7 1.3 Ηζηνξία ηεο ειηαθήο πηήζεο... 10 1.3.α Ο ζπλδπαζκφο ειεθηξηθήο πηήζεο κε ειηαθά παλει... 10 1.3.β Σα πξψηα ζηάδηα ηεο ειηαθήο πηήζεο κε κνληειηζηηθά αεξνζθάθε... 11 1.3.γ Σν φλεηξν γηα επαλδξσκέλε ειηαθή πηήζε... 13 1.3.δ Λίζηα ειηαθψλ αεξνζθαθψλ πνπ πέηαμαλ κέρξη θαη ηηο κέξεο καο... 15 ΚΔΦΑΛΑΗΟ 2 ν ΚΑΣΑΚΔΤΖ 2.1 Τιηθά θαηαζθεπήο... 19 2.1.1 Καηαζθεπαζηηθφ ζρέδην... 19 2.1.2 Ξχιν ηχπνπ κπάιζα... 20 2.1.3 Πιαζηηθφ θίικ επηθάιπςεο... 26 2.1.4 Έιηθαο... 27 2.1.5 Κηλεηήξαο... 33 2.1.6 χζηεκα ηειεθαηεχζπλζεο... 36 2.1.7 Μπαηαξία... 50 2.1.8 Φσηνβνιηατθά ηχπνπ θίικ... 59 2.2 ηάδηα θαηαζθεπήο... 69 2.3 Σερληθά ραξαθηεξηζηηθά... 90 2.4 Κνζηνιφγην... 90 ΚΔΦΑΛΑΗΟ 3 ν ΜΔΣΡΖΔΗ 3.1 Πεηξακαηηθέο κεηξήζεηο... 91 ΚΔΦΑΛΑΗΟ 4 ν ΤΜΠΔΡΑΜΑΣΑ 4.1 πκπεξάζκαηα... 96 Βηβιηνγξαθία... 97 2

ΠΔΡΙΛΗΦΗ Ζ παξνχζα πηπρηαθή εξγαζία έρεη σο ζθνπφ ηε κειέηε, θαηαζθεπή θαη έιεγρν κνληειηθνχ αεξνζθάθνπο πξνθεηκέλνπ λα κπνξεί λα ιεηηνπξγεί πβξηδηθά κε ζπκβαηηθέο θαη αλαλεψζηκεο πεγέο ελέξγεηαο ψζηε λα κελ παξάγεη ξχπνπο, λα έρεη πνιιέο εθαξκνγέο θαη ρακειφ θφζηνο. Δηδηθφηεξα, ζε απηήλ ηελ εξγαζία κειεηάηαη θαη θαηαζθεπάδεηαη πβξηδηθν κνληειηθν αεξνζθάθνο ην νπνίν είλαη εμνινθιήξνπ ρεηξνπνίεην θηηαγκέλν απφ μχιν ηχπνπ κπάιζα βαζηζκέλν ζε θιαζηθά κνληέια αλεκνπηέξσλ. Γηα ηελ πινπνίεζε ηεο θαηαζθεπήο ρξεηαζηήθαλ 80 ψξεο ιεπηνκεξήο εξγαζίαο ε νπνία ηειεηνπνηήζεθε κε ηελ ηνπνζέηεζε 14 θσηνβνιηατθά ζηνηρείσλ ηεο Powersolarfilm πάλσ ζηα θηεξά ηα νπνία ζπλδένληαη απεπζείαο αλάκεζα ζε θηλεηήξα θαη κηα κπαηαξία 1800 mah ηχπνπ ιηζίνπ πνιπκεξίνπ. Σν απνηέιεζκα απηήο ηεο θαηαζθεπήο είλαη λα έρνπκε έλα αεξνζθάθνο βάξνπο 1020 γξακκάξησλ κε άλνηγκα θηεξψλ 200 εθαηνζηά, κήθνο αηξάθηνπ 107 εθαηνζηά, κέγηζηε ηαρχηεηα πηήζεο 60 km/h θαη κέγηζην χςνο πηήζεο ηα 1200 κέηξα. Με ηα θσηνβνιηατθά επηηχρακε 40% εμνηθνλφκεζε ελέξγεηαο πνπ καο δίλεη ηελ δπλαηφηεηα λα ηξνθνδνηνχκε 66 ζπλερφκελα ιεπηά έλαλ ειεθηξηθφ θηλεηήξα, δειαδή 19 ιεπηά παξαπάλσ. 3

ABSTRACT This project aims to design, build and control an rc aircraft model,to operate hybrid with conventional and renewable energy sources so as not to produce pollutants, to have many applications usage and low cost. Especially, in this project is being studied and constructed a hybrid rc aircraft model that is entirely handmade from balsa wood based on classical glider models. To implement the construction it took us 80 hours of detailed work which was completed by installing 14 solar cell films of Powersolarfilm on the wings which are connected directly between the engine and a lithium polymer battery 1800 mah capacity. The result of this construction is to have an aircraft weighing 1020 grams with wingspan of 200 cm, a fuselage length 107 cm, maximum flight speed of 60km/h and a maximum altitude 1200 meters. The solar cell fils achieved 40 % energy savings enables us to feed 66 continuous minutes an electric motor that gives us 19 more minutes on flight. 4

ΔΙΑΓΧΓΗ Ζ ηθαλφηεηα ελφο αεξνζθάθνπο λα πεηάεη πεξηζζφηεξε ψξα έρεη γίλεη ζηφρνο εξεπλψλ γηα ηελ πνιηηηθή αεξνπνξία αιιά θαη γηα ηα κε επαλδξσκέλα αεξνζθάθε. Απηέο νη έξεπλεο έρνπλ απαζρνιήζεη αξθεηά ηελ θνηλσλία καο γηα πνιηηηθέο αιιά θαη ζηξαηησηηθέο εθαξκνγέο. Ζ απαηηνχκελε δηάξθεηα πηήζεο γηα εθαξκνγέο φπσο επηηήξεζε ζπλφξσλ, επηηήξεζε δαζψλ γηα ππξθαγηέο ή ζαλ θαηαζθνπεπηηθά απφ ηνλ ζηξαηφ είλαη γηα κεξηθέο ψξεο κφλν. Χζηφζν άιιεο εθαξκνγέο εθηφο αηκφζθαηξαο φπσο πιαηθφξκεο επηθνηλσλίαο, πξφβιεςε θαηξνχ θ.ά. ρξεηάδεηαη λα ιεηηνπξγνχλ ζπλερφκελα γηα κέξεο, εβδνκάδεο αθφκα θαη ρξφληα. Γηα ηελ ζηηγκή ν κφλνο ηξφπνο λα ην επηηχρνπκε απηφ είλαη κε ηελ εθαξκνγή θσηνβνιηατθψλ ζηνηρείσλ. Σα θσηνβνιηατθά ζηνηρεία κπνξνχλ λα ζπιιέγνπλ ηελ εκέξα ειηαθή ελέξγεηα απφ ηελ νπνία έλα πνζφ ηεο ζα ρξεζηκνπνηείηαη ζηελ απεπζείαο ηξνθνδνζία ζην ζχζηεκα θαη ε ππφινηπε ζα απνζεθεχεηαη ζε ζπζηνηρίεο κπαηαξηψλ γηα ηηο λπρηεξηλέο ψξεο. ηα αεξνζθάθε γηα λα επηηχρνπκε κεγάιε απηνλνκία πξέπεη απφ ηελ αξρή ηεο θαηαζθεπήο λα κειεηήζνπκε ηνλ ζρεδηαζκφ θαη πνιινχο άιινπο παξάγνληεο πνπ ζα καο δψζνπλ ην κέγηζην ηηο απφδνζεο πνπ δεηάκε. Έηζη θαη ην αεξνζθάθνο καο έρεη ζρεδηαζηεί βάζε ελφο αλεκνπηέξνπ κε κεξηθέο κεηαηξνπέο ζηελ αεξνηνκή θαη ηελ άηξαθην γηα λα έρνπκε θαιχηεξε πηεηηθή ηθαλφηεηα θαη λα κπνξέζνπκε λα εθαξκφζνπκε επάλσ ηνπ ηα θσηνβνιηατθά ζηνηρεία, ηελ κπαηαξία θαη ηνλ θηλεηήξα κε απνηέιεζκα λα έρνπκε έλα πβξηδηθφ αεξνζθάθνο κε ηηο πηεηηθέο ηθαλφηεηεο ησλ αλεκνπηέξσλ πνπ ζα καο δψζεη κηα κεγάιε απηνλνκία. 5

ΚΔΦΑΛΑΙΟ 1 0 ΙΣΟΡΙΚΑ 1.1 Αεξνπιάλν ηηο 17 Γεθεκβξίνπ 1903, ζ' έλα απφκεξν ςαξνρψξη ησλ ΖΠΑ, δχν θαηαζθεπαζηέο πνδειάησλ πέηαμαλ ην πξψην αεξνπιάλν, αιιάδνληαο ηνλ θφζκν γηα πάληα. Ζ πξψηε πηήζε ησλ αδειθψλ Ράηη δηάξθεζε κφιηο 12 δεπηεξφιεπηα θαη δηάλπζε απφζηαζε 37 κέηξσλ, ιηγφηεξν απφ ην κήθνο ελφο ζεκεξηλνχ Airbus Α320 ή ελφο Boeing 747. Ήηαλ ε πξψηε θνξά πνπ ν άλζξσπνο πξαγκαηνπνίεζε κηα απνιχησο ειεγρφκελε κεραλνθίλεηε πηήζε κε έλα αεξνπιάλν βαξχηεξν απφ ηνλ αέξα. Ο Γνπίικπεξ (1867-1912) θαη ν Όξβηι Ράηη (1871-1948) άξρηζαλ λα ελδηαθέξνληαη γηα ηηο πηήζεηο ην 1878, φηαλ ν παηέξαο ηνπο Μίιηνλ ηνπο ράξηζε έλα ιαζηηρέλην παηρλίδη, πνπ έκνηαδε κε ειηθφπηεξν. Γεθαπέληε ρξφληα αξγφηεξα ηα δχν αδέιθηα άλνημαλ κηα εηαηξεία θαηαζθεπήο θαη εκπνξίαο πνδειάησλ ζηε γελέηεηξά ηνπο Νηέηηνλ ηνπ Οράην. Όζα έκαζαλ γηα ηα πνδήιαηα -ε αλάγθε γηα κηα αλζεθηηθή, ειαθξά θαηαζθεπή, ε ζπνπδαηφηεηα ηεο ηζνξξνπίαο, ηνπ ειέγρνπ θαη ηεο αληίζηαζεο ηνπ αέξα- ήηαλ αλεθηίκεηα εθφδηα γηα ηελ θαηαζθεπή ελφο αεξνπιάλνπ. Σν 1899 άξρηζαλ λα θαηαζθεπάδνπλ αλεκφπηεξα θαη λα αλαθαιχπηνπλ κέζα απφ ηελ πξάμε ηνπο λφκνπο ηεο αεξνλαπηηθήο, κε ηε δεκηνπξγία κηαο αεξνδπλακηθήο ζήξαγγαο ζην Νηέηηνλ. Σν 1903 ήηαλ έηνηκνη λα πξαγκαηνπνηήζνπλ ην κεγάιν άικα, αθνχ θαηαζθεχαζαλ αμηφπηζηνπο θηλεηήξεο θαη έιηθεο. Σν πεδίν ησλ δνθηκψλ ηνπο ήηαλ έλα παξαζαιάζζην ρσξηφ ζηε Βφξεηα Καξνιίλα, πνπ νλνκαδφηαλ Κίηη Υνθ. Σν δηάιεμαλ γηα ηνπο ζηαζεξνχο αλέκνπο ηνπ θαη ηηο πνιιέο ακκνπδηέο ηνπ, ρξήζηκεο γηα ηε θάζε ηεο πξνζγείσζεο θαη ηελ απνθπγή αηπρεκάησλ θαη αλεπηζχκεησλ ηξαπκαηηζκψλ. Σν αεξνπιάλν πνπ θαηαζθεχαζαλ είρε ην φλνκα Flyer 1 (Αεξνπφξνο 1). Ήηαλ δηπιάλν θαη θαηαζθεπαζκέλν απφ μχιν ειάηεο. Δίρε βάξνο 341 θηιά καδί κε ηνλ πηιφην, κήθνο 6,5 κέηξα, άλνηγκα πηεξχγσλ 12,3 κέηξα, ελψ ην έλα θηεξφ ηνπ ήηαλ κεγαιχηεξν απφ ην άιιν θαηά κεξηθά εθαηνζηά, πξνθεηκέλνπ λα ππάξρεη κεγαιχηεξε επζηάζεηα ζην αεξνπιάλν. Ζ κεραλή ήηαλ πξσηφηππε θαηαζθεπή ηνπ ππαιιήινπ ησλ Ράηη, Σζάξιη Σέεινξ, θαη δαλεηδφηαλ πνιιά ζηνηρεία απφ ηελ ηερλνινγία ηνπ πνδειάηνπ, επεηδή νη θηλεηήξεο ησλ απηνθηλήησλ είραλ πνιχ κεγάιν βάξνο. Ο πηιφηνο ήηαλ ηνπνζεηεκέλνο κπξνχκπηα θαη κε έλα κνριφ θαηεχζπλε ην πεδάιην. Ζ πξψηε πηήζε ηνπ Flyer 1 έγηλε ζηηο 14 Γεθεκβξίνπ κε πηιφην ηνλ Γνπίικπνπξ, πνπ θέξδηζε ηνλ Όξβηι ζην ζηξίςηκν ηνπ λνκίζκαηνο. Γελ ήηαλ ην ίδην ηπρεξφο θαη ζηελ πηήζε, αθνχ ην αεξνπιάλν δελ πξφιαβε λα πάξεη χςνο θαη θαηέπεζε, επηπρψο ρσξίο ν Γνπίικπνπξ λα πάζεη ην παξακηθξφ. Σν αεξνπιάλν έπαζε δεκηέο θαη ρξεηάζηεθαλ ηξεηο κέξεο γηα λα επηζθεπαζηνχλ. 6

ηηο 17 Γεθεκβξίνπ ην Flyer ήηαλ έηνηκν κε ηνλ Όξβηι ζην θφθπηη». Ήηαλ 10:35 ην πξσί, φηαλ ην αεξνπιάλν απνγεηψζεθε απηνδχλακα θαη κεηά απφ 12 δεπηεξφιεπηα ζηνλ αέξα πξνζγεηψζεθε θαλνληθά. Ο Όξβηι Ράηη είρε γξάςεη ηζηνξία. ηε ζπλέρεηα, ηα δχν αδέιθηα πξαγκαηνπνίεζαλ, ελαιιάμ, ηξεηο αθφκα πηήζεηο ζε επζεία γξακκή, κε ηελ ηειεπηαία λα δηαξθεί 59 δεπηεξφιεπηα θαη λα δηαλχεη κηα απφζηαζε 260 κέηξσλ. Σχήμα 1.1 Φωτογραφία του Flyer 1 1.2 Φσηνβνιηατθά Ενχκε κηα πεξίνδν φπνπ ε δηφγθσζε ησλ πεξηβαιινληηθψλ πξνβιεκάησλ ζε ζπλδπαζκφ κε ηελ εμάληιεζε ησλ νξπθηψλ ελεξγεηαθψλ πφξσλ θαη ηα ηεξάζηηα βήκαηα ζηελ ηερλνινγία ησλ θσηνβνιηατθψλ ζπζηεκάησλ θάλνπλ πιένλ εθηθηή ηελ ρξήζε ηνπο. Πψο θηάζακε φκσο σο εδψ θαη πνηά είλαη ε ηζηνξία ησλ θσηνβνιηατθψλ; Ζ πξψηε γλσξηκία ηνπ αλζξψπνπ κε ην θσηνβνιηατθφ θαηλφκελν έγηλε ην 1839 φηαλ ν Γάιινο θπζηθφο Edmond Becquerel (1820-1891) αλαθάιπςε ην θσηνβνιηατθφ θαηλφκελν θαηά ηελ δηάξθεηα πεηξακάησλ ηνπ κε κηα ειεθηξνιπηηθή επαθή θηηαγκέλε απφ δχν κεηαιιηθά ειεθηξφδηα ρήκα 1.2 Φσηνγξαθία Edmond Becquerel 7

Σν επφκελν ζεκαληηθφ βήκα έγηλε ην 1876 φηαλ νη Adams (1836-1915) θαη ν θνηηεηήο ηνπ Day παξαηήξεζαλ φηη κηα πνζφηεηα ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο παξαγφηαλ απφ ην ζειήλην (Se) φηαλ απηφ ήηαλ εθηεζεηκέλν ζην θσο ρήκα 1.3 Φσηνγξαθία Adams Σν 1918 ν Πνισλφο Czochralski (1885-1953) πξφζζεζε ηελ κέζνδν παξαγσγήο εκηαγσγνχ κνλνθξπζηαιιηθνχ ππξηηίνπ (Si) κε ηελ ζρεηηθή έξεπλα ηνπ θαη ε νπνία κάιηζηα ρξεζηκνπνηείηαη βειηηζηνπνηεκέλε αθφκα θαη ζήκεξα. ρήκα 1.4 Φσηνθξαθία Czochralski Μηα ζεκαληηθή αλαθάιπςε έγηλε επίζεο ην 1949 φηαλ νη Mott θαη Schottky αλέπηπμαλ ηελ ζεσξία ηεο δηφδνπ ζηαζεξήο θαηάζηαζεο. ην κεηαμχ ε θβαληηθή ζεσξία είρε μεδηπισζεί. Ο δξφκνο πιένλ γηα ηηο πξψηεο πξαθηηθέο εθαξκνγέο είρε αλνίμεη. Ζ πξψηε ειηαθή θπςέιε ήηαλ γεγνλφο ζηα εξγαζηήξηα ηεο Bell ην 1954 απφ ηνπο Chapin, Fuller θαη Pearson. Ζ απφδνζε ηνπ ήηαλ 6% εθκεηάιιεπζε ηεο πξνζπίπηνπζαο ειηαθήο αθηηλνβνιίαο. Σέζζεξα ρξφληα κεηά, ην 1958 ε ηερλνινγία ησλ θσηνβνιηατθψλ ζπζηεκάησλ πξνζαξηάηαη ζηνλ ρψξν ησλ δηαζηεκηθψλ εθαξκνγψλ φηαλ ηνπνζεηήζεθε έλα απηφλνκν θσηνβνιηατθν ζχζηεκα ζηνλ δνξπθφξν Vanguard I 8

Σχήμα 1.5 Φωτοφραφία Δορυφόρου Vanguard Σν ζχζηεκα απηφ ιεηηνχξγεζε επηηπρψο γηα 8 νιφθιεξα ρξφληα θαη ήηαλ έλα απφ ηα πξψηα θσηνβνιηατθά ζπζηήκαηα. Απφ ην ρξνληθφ απηφ ζεκείν θαη κεηά, ηα θσηνβνιηατθά ζπζηήκαηα άξρηζαλ λα ελζσκαηψλνληαη ζηαδηαθά ζε δηάθνξεο εθαξκνγέο θαη ε ηερλνινγία λα βειηηψλεηαη ζπλερψο. Σν 1962 ε κεγαιχηεξε θσηνβνιηατθή εγθαηάζηαζε ζηνλ θφζκν γίλεηαη ζηελ Ηαπσλία απφ ηελ Sharp, ζε έλαλ θάξν. Ζ εγθαηεζηεκέλε ηζρχο ηνπ ζπζηήκαηνο είλαη 242Wp. Σα θσηνβνιηατθά μεθίλεζαλ ινηπφλ λα θάλνπλ ηελ εκθάληζε ηνπο αιιά ιφγσ ηνπ πςεινχ θφζηνπο παξαγσγήο ε εθαξκνγή ηνπο ήηαλ δπλαηή κφλν ζε εηδηθέο πεξηπηψζεηο απηφλνκσλ ζπζηεκάησλ. Ζ έξεπλα φκσο πξνρσξνχζε θαη ε απφδνζε ησλ θσηνβνιηατθψλ ζπλερψο βειηησλφηαλ. Κπξηφηεξνο πειάηεο ησλ θσηνβνιηατθψλ ηηο δεθαεηίεο πνπ αθνινχζεζαλ είλαη ε NASA. Οη πςειέο ηηκέο ζηα θσηνβνιηατθά ήηαλ ν ζεκαληηθφηεξνο ιφγνο πνπ δελ ππήξρε πεξηζζφηεξν ελζνπζηψδεο απνδνρή απφ ηελ αγνξά. Δλδεηθηηθά ε ηηκή ησλ θσηνβνιηατθψλ μεθηλάεη απφ ηα 500$ αλά εγθαηεζηεκέλν Watt ην 1956, ελψ κεηά απφ 14 ρξφληα, ην 1970 αγγίδεη ηα 100$/Watt. Σo 1973 νη βειηηψζεηο ζηηο κεζφδνπο παξαγσγήο θέξλνπλ ην θφζηνο ησλ θσηνβνιατθψλ ζηα 50$/Watt. Ζ πξψηε εγθαηάζηαζε θσηνβνιηατθψλ πνπ θηάλεη ζηα επίπεδα ηνπ 1MW (κεγαβαη) γίλεηαη ζηελ Καιηθφξληα ην 1980 απφ ηελ ARCO Solar ρξεζηκνπνηψληαο ηαπηφρξνλα θαη ζχζηεκα παξαθνινχζεζεο ηεο ηξνρηάο ηνπ ειίνπ 2 αμφλσλ (dual-axis trackers). Ζ εμέιημε αξρίδεη πιένλ λα γίλεηαη κε ηαρχηεξνπο ξπζκνχο. Σν 1983 ε παγθφζκηα παξαγσγή θσηνβνιηατθψλ θηάλεη ηα 22MW θαη ν ζπλνιηθφο ηδίξνο ηα 250.000.000$. Σν 1999 ε εηαηξία Spectrolab ζε ζπλεξγαζία κε ην NREL αλαπηχζζνπλ έλα θσηνβνιηατθφ ζηνηρείν κε απφδνζε 32,3%!!!. Σν ζηνηρείν απηφ είλαη ζπλδπαζκφο ηξηψλ πιηθψλ (ζηξψζεσλ) θαη εηδηθφ γηα εθαξκνγέο ζε ζπγθεληξσηηθά ζπζηήκαηα CPV. Σελ ίδηα ρξνληά ην ξεθφξ ζηελ απφδνζε ησλ Thin Films θηάλεη ζην 18.8%. Ζ παξαγσγή φισλ ησλ ηερλνινγηψλ ησλ θσηνβνιηατθψλ πάλει θηάλεη ζπλνιηθά ηα 200 MegaWatt. 9

Σν 2004 πηα, ε πνξεία είλαη αζηακάηεηε. Ζ καδηθή είζνδνο κεγάισλ εηαηξεηψλ ζηνλ ρψξν ησλ θσηνβνιηατθψλ θέξλεη ηελ καδηθή παξαγσγή θαη απηή κε ηελ ζεηξά ηεο ηελ ηηκή ησλ δηαζπλδεδεκέλσλ ζπζηεκάησλ ζηα 6,5 επξψ/wp. Γεξκαλία θαη Ηαπσλία θπξηαξρνχλ ζηελ θαηαζθεπή θσηνβνιηατθψλ πάλει θαη πιένλ ζε φιεο ηηο αλαπηπγκέλεο ρψξεο αξρίδνπλ, κε ηνλ έλαλ (παξαγσγή εμνπιηζκνχ) ή ηνλ άιινλ ηξφπν (θαηαζθεπή θσηνβνιηατθψλ εγθαηαζηάζεσλ), λα πηνζεηνχλ ηηο ηερλνινγίεο ησλ θσηνβνιηατθψλ θαη λα ηηο παγηψλνπλ ζηελ ζπλείδεζε ησλ επελδπηψλ αιιά θαη ησλ θαηαλαισηψλ ελέξγεηαο. Ζ ζπλνιηθή παξαγσγή ην 2004 έθηαζε ηα 1.200 MegaWatt θσηνβνιηατθψλ ζηνηρείσλ ελψ ν ηδίξνο ηεο ίδηαο ρξνληάο άγγημε ηα 6.500.000.000$. ήκεξα κε νηθνλνκίεο κεγάιεο θιίκαθαο έρνπλ επηηεπρζεί κεγάιεο απνδφζεηο ζηα θξπζηαιιηθά θπξίσο πιηθά θαη αξθεηέο ρψξεο κε πξσηνπφξεο ηελ Γεξκαλία θαη ηελ Ηαπσλία έρνπλ ήδε επελδχζεη ηεξάζηηα θνλδχιηα κε ζθνπφ ηελ επξχηεξε εθκεηάιιεπζε ηεο θσηνβνιηατθήο ηερλνινγίαο. Ήδε βέβαηα νη ρψξεο απηέο έρνπλ αξρίζεη θαη απνιακβάλνπλ ηνπο θαξπνχο ηεο εμειηγκέλεο ηερλνγλσζίαο ηνπο. 1.3 Ιζηνξία ηεο ειηαθήο πηήζεο 1.3.α Ο ζπλδπαζκφο ειεθηξηθήο πηήζεο κε ειηαθά πάλει Ζ ρξήζε ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο γηα ηελ ψζεζε ηπηάκελσλ νρεκάησλ δελ είλαη θαηλνχξηα. Ζ πξψηε απφ απηέο ήηαλ ζην Medon ηεο Γαιιίαο ην 1884 απφ έλα πεδαιηνπρνχκελν αεξφζηαην κε πδξνγφλν. ε απηήλ ηελ πεξίνδν ην ειεθηξηθφ ζχζηεκα ήηαλ αλψηεξν κε κνλαδηθφ αληίπαιν ηελ αηκνκεραλή. Αιιά κε ηνλ εξρνκφ ησλ βελδηλνθηλεηήξσλ ε πξνψζεζε ησλ ειεθηξηθψλ ηπηάκελσλ νρεκάησλ ζηακάηεζε γηα πεξίπνπ έλαλ αηψλα. ηεο 30 Ηνπλίνπ ηνπ 1957 ν ζπληαγκαηάξρεο H. J. Taplin απφ ηελ Μεγάιε Βξεηαλία θαηαζθεχαζε θαη θαηέγξαςε ηελ πξψηε ηειεθαηεπζπλφκελε πηήζε κε ην Radio Queen ην νπνίν ρξεζηκνπνηνχζε έλα κνηέξ κε κφληκν καγλήηε θαη κηα κπαηαξία αξγχξνπ ςεπδαξγχξνπ. Γπζηπρψο δελ ζπλέρηζε κε απηφ ηα πείξακα. Πεξηζζφηεξε εμέιημε ζε απηφλ ηνλ ηνκέα έγηλε απφ ηνλ πξσηνπφξν Γεξκαλφ, Fred Militky, ν νπνίνο θαηάθεξε επηηπρψο πηήζε κε ην κνληέιν ηνπ ην 1957. Απφ απηήλ ηελ ζηηγκή ε ειεθηξηθή πηήζε δερφηαλ ζηαζεξή αλάπηπμε ζηνλ ηνκέα ησλ θηλεηήξσλ θαη ησλ κπαηαξηψλ. 10

ρήκα 1.6 Φσηνγξαθία Radio Queen, 1957 Σξία ρξφληα πξηλ ηα πεηξάκαηα ηνπ Taplin θαη ηνπ Militky, ην 1954 ην θσηνβνιηατθφ θαηλφκελν γελλήζεθε ζηα ηειεθσληθά εξγαζηήξηα ηεο Bell. Ο Daryl Chapin, ν Calvin Fuller, θαη ν Geraid Pearson δεκηνχξγεζαλ ηελ πξψηε ζειηθνλνχρν θσηνβνιηατθή θπςέιε ηδαληθή λα κεηαηξέςεη αξθεηή απφ ηελ ειηαθή ελέξγεηα ζε ειεθηξηθή γηα θαζεκεξηλή ρξήζε. Αξρηθά κε ηελ απφδνζε ηνπο λα είλαη ζην 4% θαη κε κηα ξαγδαία εμέιημε έθηαζε ην 11%. ρήκα 1.7 Φσηνγξαθία Gerald pearson,daryl Chapin and Calvin Fuller, 1954 1.3.β Σα πξψηα ζηαδία ηεο ειηαθήο πηήζεο κε κνληειηζηηθά αεξνζθάθε Σελ 4ε Ννεκβξίνπ ηνπ 1974, ε πξψηε πηήζε απφ έλα ειηαθφ αεξνζθάθνο επηηεχρζεθε ζηελ απνμεξακέλε ιίκλε Camp irwin ζηελ Καιηθφξληα. Σν SUNRISE I, ζρεδηάζηεθε απφ ησλ R.J. Boucher ζηελ εηαηξία Astro Flight Inc. ζην πιαίζην κηαο ζχκβαζεο κε ηελ ARPA, πέηαμε γηα 20 ιεπηά ζε πςφκεηξν πεξίπνπ ζηα 100 κέηξα ζηελ πξψηε ηνπ πηήζε. Σν άλνηγκα ησλ θηεξψλ ηνπ ήηαλ 9.76κ θαη ην βάξνο ηνπ ζηα 12.25 kg κε ηελ απφδνζε ησλ 4096 θπςειψλ λα θζάλεη ηα 450 W. Πηήζεο ησλ 3σλ κε 4σλ σξψλ επηηεχρζεθαλ θαηά ησλ ρεηκψλα αιιά ην SUNRISE I έπαζε ζεκαληηθέο δεκηέο φηαλ θαηά ηελ πηήζε έπηαζε κηα απξφζκελε αλεκνζχειια. Έηζη κηα βειηησκέλε έθδνζε ηνπ ην SUNRISE II θαηαζθεπάζηεθε θαη δνθηκάζηεθε ζηεο 12 11

επηεκβξίνπ ηνπ 1975. Με ην ίδην εθπέηαζκα θηεξψλ θαη κεησκέλν βάξνο ζηα 10.21 kg απηήλ θνξά ην SUNRISE II είρε 4480 ειηαθέο θπςέιεο κε απφδνζε 14% πνπ παξήγαγαλ 600W. Ύζηεξα απφ πνιιέο εβδνκάδεο δνθίκσλ ην SUNRISE II θαηαζηξάθεθε κεηά απφ ιαλζαζκέλε εληνιή ηεο ηειεθαηεχζπλζεο. Παξ 'φια απηά ε ηζηνξία ηεο πξψηεο ειηαθήο πηήζεο επηηεχρζεθε. ρήκα 1.8 Φσηνγξαθία Sunrise II, 1975 ηελ άιιε πιεπξά ηνπ αηιαληηθνχ, ν Helmut Bruss δνχιεπε έλα ειηαθφ κνληειηζηηθφ αεξνζθάθνο ην θαινθαίξη ηνπ 1975 ρσξίο λα γλσξίδεη γηα ηελ ηνπ Boucher. Άηπρνο ιφγν ππεξζέξκαλζεο ησλ ειηαθψλ θπςειψλ ζην κνληέιν ηνπ δελ θαηάθεξε θάπνηα πηήζε κε απνηέιεζκα ε πξψηε πηήζε ζηελ Δπξψπε λα επηηεπρζεί απφ ηνλ θίιν ηνπ Fred Militky κε ην Solaris έλαλ ρξφλν αξγφηεξα. ηεο 16 Απγνχζηνπ ηνπ 1976 νινθιήξσζε ηξεηο πηήζεο ησλ 150 ιεπηψλ θζάλνληαο ην πςφκεηξν ησλ 50 κέηξσλ. ρήκα 1.9 Φσηνγξαθία Solaris, 1976 Μέρξη θαη ζήκεξα πνιινί θαηαζθεπαζηέο κνληειηζηηθψλ αεξνζθαθψλ πξνζπαζνχλ λα πεηάμνπλ κε ηελ ειηαθή ελέξγεηα, κε ην πάζνο απηφ λα γίλεηαη φιν θαη πνην πξνζηηφ. Φπζηθά ζηελ αξρή ε απηνλνκία δηαξθνχζε γηα ιίγα δεπηεξφιεπηα, άιια γξήγνξα ηα δεπηεξφιεπηα έγηλαλ ιεπηά θαη ψξεο. Κάπνηνη δηέπξεςαλ φπσο ν Dave Beck απφ ην Wisconsin ηεο USA, φπνπ έζεζε δχν ξεθφξ κε ην ειηαθφ κνληειηζηηθφ αεξνζθάθνο ηνπ ζηελ θαηεγνξία F5 SOL open. Σνλ Αχγνπζην ηνπ 1996 ην Solar Solitude πέηαμε ζε απφζηαζε 38.84 ρηιηφκεηξα ζε επζεία γξακκή θαη δχν ρξφληα 12

αξγφηεξα έπηαζε ην πςφκεηξν ησλ 1283m. ρήκα 1.10 Φσηνγξαθία Solar Solitude, 1996 Αιιά ν αξρεγφο ηεο θαηεγνξίαο είλαη αθφκα ν Wolfgang Schaeper φπνπ θξαηάεη φια ηα ξεθφξ: Γηάξθεηα (11 ψξεο 34 ιεπηά 18 δεπηεξφιεπηα), Απφζηαζε ζε επζεία γξακκή (48.31 km), κέγηζην πςφκεηξν (2065m), ηαρχηεηα (80.63 km/h), Απφζηαζε ζε θπθιηθή πνξεία (190 km), θαη ηαρχηεηα (62.15 km/h). απηέο νη επηδφζεηο επηηεχρζεθαλ κε ην Solar Excel απφ ην 1990 κέρξη ην 1999 ζηελ Γεξκαλία. ρήκα 1.11 Φσηνγξαθία Solar Excel, 1990 1.3.γ Σν φλεηξν γηα επαλδξσκέλε ειηαθή πηήζε Αθνχ είρε απνδεηρηεί φηη ηα ειηαθά κνληειηζηηθά αεξνζθάθε θαηφξζσζαλ λα πεηάμνπλ κε επαξθήο ζπλζήθεο θσηηζκνχ, ε λέα πξφθιεζε ζηα ηέιε ηνπ 70 ήηαλ κηα επαλδξσκέλε πηήζε. ηεο 19 Οθησβξίνπ 1978 Britons David Williams and Fred ζα πξνζπαζνχζαλ κε ην Solar One κηα πηήζε ζην Lasham Airfield, Hampshire. Αξρηθά πξννξηδφηαλ λα πεηάμεη κε αλζξψπηλε δχλακε ψζηε λα επηηεπρηεί κηα πηήζε πάλσ απφ ην θαλάιη ηεο Μάγρεο, αιιά απηφ ζα νδεγνχζε ζε έλα πνιχ βαξχ κνλνπιάλν θαη έηζη επηθαιεζηήθαλ ηελ ειηαθή ελέξγεηα. Σν ζρέδην ήηαλ λα ρξεζηκνπνηνχζνπλ κπαηαξηέο Ni-Cd ψζηε λα απνζεθεχζνπλ αξθεηή ελέξγεηα γηα κηα πηήζε κηθξήο δηάξθεηαο. Οη θαηαζθεπαζηέο ηνπ ήηαλ πεπεηζκέλνη φηη κε θσηνβνιηατθά κεγαιχηεξεο απφδνζεο φπσο απηά πνπ ρξεζηκνπνίεζαλ ζην Sunrise ζα κπνξνχζε λα πεηάμεη ρσξίο κπαηαξηέο αιιά ε εμσπξαγκαηηθή ηνπο ηηκή ήηαλ ην κφλν εκπφδην. 13

ηεο 29 Απξηιίνπ ηνπ 1979 ν Larry Mauro πέηαμε γηα πξψηε θνξά ην Solar Riser κηα πβξηδηθή έθδνζε ηνπ αησξνπηέξνπ Easy Riser, ζην αεξνδξφκην Flabob Airport ηεο Καιηθφξληαο. Ζ δχλακε ησλ 350W απφ ηα θσηνβνιηατθά δελ ήηαλ αξθεηή ψζηε λα εθθηλήζνπλ απεπζείαο ηνλ θηλεηήξα θαη έηζη ηνπνζεηήζεθε κηα κπαηαξία φπνπ ζα θνξηίδεηαη απφ ηα θσηνβνιηατθά. Μεηά απφ κηα ηξίσξε θφξηηζε ε κπαηαξία Ni-Cd ήηαλ έηνηκε λα εθθίλεζεη ησλ θηλεηήξα γηα 10 ιεπηά πεξίπνπ. Ζ κεγαιχηεξή ηνπ πηήζε θάιπςε 800m ζε πςφκεηξν απφ 1.5m έσο 5m. ρήκα 1.12 Φσηνγξαθία Solar Riser, 1979 ε απηφ ην θξίζηκν ζεκείν ζην λα επηηεπρηεί θάπνηα πηήζε ρσξίο απνζήθεπζε ελεξγείαο ζε κπαηαξηέο ην θαηάθεξε Γξ.Paul b. MacCready κε ηελ AeroVironment Inc, κηα εηαηξία πνπ ηδξχζεθε ζηελ Pasadena ηεο Καιηθφξληαο. Αθνχ απέδεημε ηνλ Αχγνπζην ηνπ 1977 πηήζε κε αλζξσπνθηλεηήξηα δχλακε κε ην Gossamer Condor θαη ζηηο 12 Ηνπιίνπ ηνπ 1979 ηελ δηάζρηζε ηνπ θαλαιηνχ ηεο Μάγρεο κε ην Gossamer Albatross επίζεο κε αλζξσπνθηλεηήξηα δχλακε. Μεηά απφ απηέο ηεο επηηπρίεο, ε Dupond ρξεκαηνδφηεζε ησλ Γξ. MacCready ψζηε λα θαηαζθεπάζεη κηα κηθξφηεξε έθδνζε ηνπ Gossamer Albatross πνπ ζα νλνκαδφηαλ Gossamer Penguin θαη ζα κπνξνχζε λα πεηάμεη επαλδξσκέλν κε ηελ δχλακε ηεο ειηαθήο ελεξγείαο κφλν. Ο R.J. Boucher ζρεδηαζηήο ηνπ Sunrise I θαη II πξφζθεξε θαη απηφο ζην πξφγξακκα πξνκεζεχνληάο ηνπο κε ηνλ θηλεηήξα θαη ηηο θσηνβνιηαηθέο θπςέιεο απφ ηα δπν θαηεζηξακκέλα αεξνπιάλα ηνπ. ηηο 18 Μαΐνπ ηνπ 1980 ην Gossamer Penguin κε ηνλ 13ρξνλν γην ηνπ MacCready, Marshall ζαλ πηιφην φπνπ ζα ζεσξνχληαλ θαη ν πξψηνο πηιφηνο πνπ ζα είρε νδεγήζεη έλα αεξνπιάλν απηνχ ηνπ είδνπο. ρήκα 1.13 Φσηνγξαθία Gossamer Penguin, 1980 14

Αλ θαη ην Gossamer Penguin δελ ζεσξνχληαλ θαη ην πην αζθαιέο αεξνπιάλν πνπ ζα κπνξνχζε λα πηινηάξεη θάπνηνο, ε εηαηξία ελζαξξχλζεθε απφ απηφ ην απνηέιεζκα θαη έηζη ρξεκαηνδφηεζε θαη πάιη ησλ MacCready ψζηε λα θαηαζθεπάζεη έλα θαηλνχξην αεξνπιάλν πνπ ζα κπνξνχζε λα δηαζρίζεη ην Αγγιηθφ θαλάιη. Σν Solar Challenger κε εθπέηαζκα 14.2m ήηαλ έλα κνλνπιάλν κε 16,128 ειηαθέο θπςέιεο πνπ παξήγαγαλ 2500W. ηηο 7 Ηνπιίνπ ηνπ 1981 πέηαμε απφ ην Puntoise-Cormeilles θνληά ζην Παξίζη κέρξη ην Manson θνληά ζην Λνλδίλν ζε 5 ψξεο θαη 23 ιεπηά θαιχπηνληαο ηελ απφζηαζε ησλ 262,3 Km κε κνλαδηθή πεγή ελέξγεηαο ηνλ ήιην ρσξίο θαλέλα κέζνλ απνζήθεπζεο. Απφ ηφηε έρνπκε αξθεηά ηέηνηα θαηνξζψκαηα απφ πιεπξά Δπξψπεο θαη Ακεξηθήο κέρξη θαη ζήκεξα. ρήκα 1.14 Φσηνγξαθία Solar Challenger, 1981 1.3.δ Λίζηα ειηαθψλ αεξνζθαθψλ πνπ πέηαμαλ κέρξη θαη ηηο κέξεο καο: Ο πίλαθαο παξαθάησ καο παξνπζηάδεη ηα ειηαθά αεξνπιάλα ηα νπνία θηηάρηεθαλ θαη πέηαμαλ κέρξη θαη ην 2008. Απφ ην κηθξφηεξν έσο θαη ην κεγαιχηεξν είλαη φια ηαμηλνκεκέλα κε ην έηνο θαηαζθεπήο ηνπο. Αεξνπιάλα ηα νπνία είλαη αθφκα ζε θάζε θαηαζθεπήο ή θάπνηα ηα νπνία δελ πέηαμαλ πνηέ δελ πεξηιακβάλνληαη. Α/Α ΟΝΟΜΑ ΔΣΟ 1 Sunrise 1974 2 Sunrise II 1975 3 Solaris 1976 ΥΔΓΗΑΣΖ R.J. Boucher from Astro Flight, USA R.J. Boucher from Astro Flight, USA Fred Militky, Germany ΑΝΟΗ -ΓΜΑ ΦΣΔ- ΡΧΝ ΜΔ- Ζ ΥΟ- ΡΓΖ ΜΖ ΚΟ ΔΜΒΑ Γ-ΟΝ ΦΣΔΡΧ -Ν ASPE -CT RATI- O ΒΑΡ- Ο 9.75 0.86 4.38 8.36 11.4 12.25 9.75 0.86 4.38 8.36 11.4 10.21 2.06 0.20 0.41 10.3 0.61 4 Ra 1977 Prof. Dr. V. 1.37 0.12 0.84 0.16 11.9 0.19 ΒΑΡΟ ΜΔ ΔΠΗΒΑΣΖ 15

Kupciks 5 Utopie 1977 Dr. Roland Stuck, France 2.53 0.20 1.32 0.51 12.6 0.97 6 Solar- Prof. Dr. V. 1978 Student Kupciks 1.96 0.22 1.04 0.43 8.91 0.93 7 Solar One 1978 David 104.3 Williams and 20.72 1.17 6.70 24.15 17.8 2 Fred To 8 Solar-X4 1979 H. Schenk 2.50 0.17 1.13 0.42 14.8 0.85 9 Solar Günter 1979 Silberfuchs Rochelt 4.00 0.25 1.52 1.00 16.0 2.10 10 Solar Riser* 1979 Larry Mauro 9.14 1.04 2.44 9.52 8.8 55.80 124.7 11 Solar-HB79 1980 Helmut Bruss 2.80 0.24 1.45 0.67 11.7 1.51 12 Solair I* 1980 Günter 120.0 16.00 1.38 5.40 22.00 14.0 Rochelt 0 200.0 Dr. Paul B. 13 MacCready Gossamer 1980 from Penguin* Aerovironmen 21.64 2.63 57.00 8.2 30.84 67.7 t 14 Solar-HB80 1981 Helmut Bruss 2.84 0.23 1.48 0.65 12.5 1.72 Dr. Paul B. 15 MacCready Solar 1981 from Challenger* Aerovironmen 14.80 1.48 9.22 21.83 9.0 99.79 153.0 t Helmut Bruss, 16 Solus Solar 1984 F.W. 3.20 0.29 0.88 0.93 11.0 2.20 Biesterfeld 17 Poly 1986 Helmut Bruss 3.24 0.29 0.88 0.97 10.8 2.48 18 Combi 1987 Peter Hartwig 2.96 0.26 0.85 0.77 11.4 2.29 19 Solariane 1987 Franz Weissgerber, Ernst 3.08 0.28 1.72 0.85 11.2 1.80 Schöberl 20 Helios (model) 1989 Erich Töpfer 2.14 0.18 0.39 11.8 1.40 21 Bloch 1989 Edwin Bloch 2.90 0.24 0.70 12.0 1.25 22 Grosholz 1989 Rainer Grosholz 3.07 0.19 0.60 15.8 1.85 23 Combi 2 1989 Helmut Bruss 2.95 0.28 1.54 0.77 11.3 1.70 24 Ikaros 1989 Franz Weissgerber 2.50 0.23 0.58 10.8 1.80 25 Bleher 1989 Wolfgang Bleher 2.00 0.24 0.49 8.18 1.37 26 Romarino 1989 Urs Schaller 2.00 0.20 0.40 10.0 1.80 27 Sol-e-moi 1989 Alfred Hitzler 3.00 0.17 0.50 18.0 2.10 28 Wolf 1989 Josef Wolf 3.00 0.21 0.63 14.3 1.60 29 WS-Solar 1989 Wener 2.50 0.22 0.55 11.3 1.55 30 Ariane Ultra 1989 31 Solar Voyager Schleidt Franz Weissgerber 1.98 0.21 1.14 0.41 11.0 3.02 1990 Volker Klein 3.20 0.25 0.79 13.0 1.30 32 Mardini 1990 Hans-Jakob Sommerauer 2.40 0.25 0.60 9.6 2.50 33 Sollisolar 1990 Edwin Bloch 2.98 0.23 0.69 12.9 1.23 34 PB 26-FL 1990 Marco Buholzer 2.60 0.22 0.58 11.8 2.30 35 Solarbaby 1990 Werner Dettweiler 1.70 0.16 0.28 10.4 1.25 36 Bleher 1990 Wolfgang Bleher 2.00 0.22 0.44 9.03 1.55 37 Uccello 1990 Josef Kapfer 2.70 0.23 0.63 11.5 1.90 38 Sole 1990 Franz 2.50 0.17 0.43 14.6 1.20 16

Florentino Weissgerber 39 Soli 1990 Ernst Schöberl 2.08 0.18 0.38 11.5 1.50 40 Playboy 1990 Thomas Bley 2.40 0.19 0.45 12.8 1.35 41 WS12 (then Dr. Wolfgang 1990 WS16) Schaeper 2.50 0.16 1.10 0.41 15.2 0.84 42 Solar Flyer 1990 Peter Hartwig 2.64 0.23 1.48 0.61 11.5 1.60 43 Blue Chip 1990 Hans W. Müller 2.20 0.23 1.25 0.50 9.66 0.75 44 Solarmax 1990 Erich Töpfer 3.48 0.30 1.59 1.04 11.6 2.54 45 Sollisolar 89- Edwin Bloch 0.23 1.34 0.68 13.1 2 1990 2.98 1.24 46 Phönix 1990 Jens Stattler 2.62 0.21 1.29 0.56 12.2 1.18 47 Sunseeker 1990 Eric Raymond 48 Solar UHU 1991 Graupner (Ref. 4274) 2.30 0.23 1.20 0.53 10.0 1.45 49 Blue-Wing 1991 Norbert Ladenburger, 2.34 0.18 1.05 0.42 13.0 0.75 Germany 50 Solar Schilti Jean-Pierre 1991 1 Schiltknecht 1.74 0.19 1.16 0.34 9.0 0.70 51 Solar Schilti Jean-Pierre 1991 2 Schiltknecht 1.99 0.18 1.05 0.36 11.1 0.82 52 Silizi Solar 1991 Horst Groner 2.25 0.21 1.30 0.47 10.7 1.08 53 Solix 1991 Ernst Schöberl 2.37 0.20 1.30 0.48 11.7 1.05 54 Solar mini challenger 1992 Astro Flight 1.55 0.18 0.28 8.5 0.94 55 Rival-8 Palo Lishak, 1992 Solaris Slovakia 1.96 0.22 1.13 0.43 8.9 0.66 56 Pathfinder 1994 AeroVironme 207.0 29.50 2.40 70.80 nt, NASA 3.60 12.3 0 57 MikroSol 1995 Sieghard Dienlin 1.13 0.19 58 Solair II* 1996 Günter 140.0 20.00 0.86 6.12 17.00 23.5 Rochelt 0 59 Icaré II* 1996 UNI Stuttgart, 270.0 Rudolf Voit- 25.00 1.03 7.70 25.70 24.3 0 Nitschmann 60 Lo 120 Solar 1996 Hugo Post 15.46 1.03 16.00 14.9 Solarflugzeu Uwe 61 1996 18.00 1.50 27.00 12.0 g* Heinemann Dr. Antonio 62 O sole mio*) 1996 20.00 1.23 24.50 16.3 Bubbico 63 Solar Solitude 1996 Dave Beck 2.70 0.20 0.55 13.3 2.00 64 NanoSol 1996 Sieghard Dienlin 1.11 0.16 65 Centurion 1997 AeroVironme 533.0 61.80 2.40 3.60 148.32 25.8 nt, NASA 0 66 Trosollmuffe Bernd 1997 l Bossmann 2.50 0.25 0.62 10.1 1.14 67 Global Flyer 1997 Helmut Bruss 2.50 0.23 1.20 0.57 11.0 1.04 68 Pathfinder AeroVironme 247.5 1998 36.30 2.40 3.60 87.12 15.1 Plus nt, NASA 0 69 Solar Excel 1998 Wolfgang Schaeper 2.10 0.16 1.02 0.35 12.8 0.72 DLR Institute 70 Solitair 1998 of Flight 5.20 Systems 71 PicoSol 1998 72 LFMA 1998 Sieghard Dienlin Louis Fourdan, Michel Astier, 0.99 0.13 1.90 0.25 1.15 0.47 7.75 1.20 252.0 230.0 360.0 190.0 280.0 0 130.0 0 220.0 862.0 315.0 17

France 73 Helios 1999 AeroVironme 600.0 75.30 2.48 3.60 186.60 30.4 nt, NASA 0 74 Sunrazor 2000 Patrick Berry 2.70 0.30 0.81 (Sunriser) 9.06 1.10 75 Goldcap 2 2001 Helmut Bruss 76 Solarus 2001 Jonas Romblad 2.30 0.19 0.44 12.0 0.48 Royal 77 FlyG 2002 Institute of Technology, 6.00 0.60 2.70 3.60 10.0 10.00 KTH 78 Solar Pleaser 2003 Unknown 1.04 0.15 1.01 0.15 7.0 0.25 79 No Name 2003 Matt Keennon 0.14 0.015 0.12 0.00 9.3 0.001 7 80 Solar Splinter 2003 Paul Breed 4.27 0.35 2.13 1.50 12.2 4.50 81 Sol-Mite 2004 Ralph Bradley 0.81 0.12 0.10 6.5 0.13 André Noth, Walter Engel, 82 Sky-Sailor 2005 Roland 3.20 0.24 1.82 0.78 13.2 2.50 Siegwart, EPFL 83 Zephyr 2005 QinetiQ 18.00 1.55 27.90 11.6 30.00 Alan Cocconi 84 Solong 2005 from 4.75 0.32 1.50 15.0 12.60 AcPropulsion 85 NanSun 2006 Troy Tegeder 3.20 0.40 2.60 1.28 8.0 4.10 Louis Dube, 86 Howie Mark 2006 Joshua Alves, Corey 2.43 0.20 0.49 12.2 0.45 Ohnstad 87 SunSailor 2006 Technion IIT, Haifa, Israel 4.20 0.32 2.20 1.35 13.1 3.60 Carl Engel 88 Aphelion 2006 and Adam Woodworth 3.13 0.22 14.0 from MIT 0.70 89 2.765 g Solar MAV 90 SolFly 2007 91 Micro-Mite 2007 2007 Brian Daniels 0.14 Helmut Schweig Ralph Bradley 0.07 0.20 0.04 0.05 0.15 0.0057 3.4 0.01 4.0 0.002 2 <0.00 1 0.009 5 930.0 18

ΚΔΦΑΛΑΙΟ 2 0 ΚΑΣΑΚΔΤΗ 2.1 ΤΛΙΚΑ ΚΑΣΑΚΔΤΗ Καηαζθεπαζηηθφ ζρέδην Ξχιν ηχπνπ κπάιζα Πιαζηηθφ θηικ επηθάιπςεο Έιηθαο Κηλεηήξαο πζηήκαηνο ηειεθαηεχζπλζεο Μπαηαξία Φσηνβνιηαηθα ηχπνπ θίικ 2.1.1 Καηαζθεπαζηηθφ ζρέδην: ρήκα 2.1 θσηνγξαθία ζρεδίνπ Σν θαηαζθεπαζηηθφ ζρέδην δείρλεη ην κνληέιν κε ιεπηνκέξεηεο ζε ηξία επί κέξνπο ζρέδηα, ηελ πιάγηα φςε, ηελ θάηνςε θαη ηελ πξφζζηα φςε, (αλ θαη ζηα πεξηζζφηεξα αεξνκνληειηζηηθά ζρέδηα, φπσο θαη ζην παξάδεηγκα, δελ εκθαλίδεηαη ε πξφζζηα φςε ζην ζχλνιφ ηεο αιιά κφλν νξηζκέλα ηκήκαηα). πλήζσο είλαη ζε θιίκαθα 1:1 (θπζηθφ κέγεζνο) νπφηε κπνξείο λα κεηξήζεηο ηηο δηαζηάζεηο ησλ θνκκαηηψλ απ' επζείαο ζην ζρέδην. Όηαλ δελ κπνξνχκε λα απνζπάζνπκε ηηο πιεξνθνξίεο πνπ ρξεηαδφκαζηε απφ κία φςε, ηφηε ν ζρεδηαζηήο καο παξαπέκπεη ζηηο ηνκέο - λνεηά θνςίκαηα ηνπ κνληέινπ - 19

θάζεηα ζηελ επηθάλεηα ηεο φςεο. πλήζσο ππάξρνπλ βέιε πνπ δείρλνπλ ηελ δηεχζπλζε πνπ θνηηάκε ηελ ηνκή. ρήκα 2.2 Φσηνγξαθία πιάγηαο φςεο κχηεο Δπάλσ θαίλεηαη ε πιάγηα φςε ηεο "κχηεο" κε ηελ έλδεημε ηεο ηνκήο Α-Α. Αξηζηεξά θαίλεηαη ε ηνκή Α-Α. Απφ ηελ ηνκή απηή ζπλάγεηαη φηη ε κχηε απαξηίδεηαη απφ έλα ρνληξφ θχιιν κπάιζα ζηε κέζε θαη δχν ιεπηά θχιια εθαηέξσζελ. Δπίζεο φηη ην κεζαίν θνκκάηη έρεη θνπεί ζην εζσηεξηθφ ηεο δηαθεθνκέλεο γξακκήο αθήλνληαο θελφ ρψξν. Σέινο θαίλεηαη φηη ηα μχια ηεο κχηεο είλαη ζηξνγγπιεκέλα ζηελ πεξηθέξεηα. Δπηζεκαίλνπκε φηη ζηα θαηαζθεπαζηηθά ζρέδηα ησλ κνληέισλ, ε θάηνςε ηνπ θηεξνχ δείρλεη ηα θνκκάηηα ζηελ επίπεδε ζέζε πνπ ζα ζπλαξκνινγεζνχλ πξηλ ηνλ ζρεκαηηζκφ ηεο δηέδξνπ. Γελ είλαη ε πξνβνιή ελφο ζπλαξκνινγεκέλνπ θηεξνχ. ρεκα 2.3 Φσηνγηξαθία πξνβνιήο θηεξνχ ην ζρήκα ε πξνβνιή ηνπ θηεξνχ εκθαλίδεηαη κε γξίδν ρξψκα ζην θάησ επίπεδν. Σν θαηαζθεπαζηηθφ ζρέδην δελ αληαπνθξίλεηαη ζ' απηή, αιιά ζηηο πξαγκαηηθέο δηαζηάζεηο ηνπ θηεξνχ, φπσο απηφ εκθαλίδεηαη ζην επάλσ κέξνο ηνπ ζρήκαηνο. 2.1.2 Ξχιν ηχπνπ κπιζα: Σν επίζεκν φλνκα ηνπ είλαη Ochroma Lagopus. Αλήθεη ζηελ νηθνγέλεηα Bombacaceae. Γηα λα δεηο έλα δέληξν κπάιζα ζα πξέπεη λα ηαμηδέςεηο έσο ην Δθνπαδφξ, ή ηελ Κφζηα Ρίθα. Σα κηθξά δελδξχιιηα κπάιζα είλαη πάξα πνιιά, ζαλ λα βξίζθνληαη ζε θπηψξηα. Υξεηάδνληαη φκσο κηα ιεπηεπίιεπηε ηζνξξνπία πγξαζίαο, θσηφο, ζεξκνθξαζίαο θαη αεξηζκνχ, θαη γη' απηφ νη πηζαλφηεηεο λα επηβηψζνπλ είλαη 20

πνιχ κηθξέο. Δηζη ινηπφλ, ιίγα δέληξα μεπεξλνχλ απηνχο ηνπο θηλδχλνπο θαη κεηά απφ 5-6 ρξφληα πνπ είλαη ψξηκα, βξίζθνληαη αξαηά - αξαηά κέζα ζηελ ππθλή βιάζηεζε. ρήκα 2.4 Φσηνγξαθίεο Αξηζηεξά: Γελδξχιηα κπάιζα ελφο έηνπο - Γεμηά: Χξηκα δέλδξα κπάιζα 5 εηψλ Σν χςνο ηνπ ψξηκνπ δέληξνπ θηάλεη ηα 15-20 κέηξα θαη ε δηάκεηξνο ηνπ ηα 35 εθ, αιιά επεηδή κεγαιψλεη γξήγνξα ε ππθλφηεηα ηνπ δελ είλαη νκνηνγελήο. Μφλν ην 15-18% είλαη θαηάιιειν γηα κνληειηζηηθή ρξήζε θαη ην ππφινηπν (πάιη κηθξφ πνζνζηφ ηνπ αξρηθνχ θνξκνχ) θαιχπηεη άιιεο αλάγθεο απφ δηαζηεκηθά νρήκαηα κέρξη νδνληνγιπθίδεο. Οη πινηνκεκέλνη θνξκνί ςεθάδνληαη κε θάξκαθα γηα λα κελ πξνζβιεζνχλ απφ έληνκα ή κχθεηεο, ξίρλνληαη ζην πνηάκη θαη κεηά 10-15 κέξεο θηάλνπλ ζην πξψην εξγνζηάζην επεμεξγαζίαο. Δθεί θφβνληαη, μεξαίλνληαη πξνζεθηηθά ζε θνχξλν θαη δηαλέκνληαη ζην εκπφξην. Σχήμα 2.5 φωτογραφία διαφόρων τομών ξφλου μπάλςα ηνπο αεξνκνληειηζηέο, ε κπάιζα πξνζθέξεηαη θαηεξγαζκέλε ζε θχιια, ζε περάθηα (ηεηξάγσλα, παξαιιειφγξακκα, ηξίγσλα, ρείιε πξνζβνιήο, ρείιε εθθπγήο), θαη ζε 21

θαδξνλάθηα (κπινθ) ζε πιήζνο δηαζηάζεσλ θαη ππθλνηήησλ. Πξνζθέξεηαη επίζεο ζε κνξθή θφληξα - πιαθέ. Απηφ πνπ θάλεη ηελ κπάιζα κνλαδηθή Γελ είλαη φηη είλαη ην ειαθξχηεξν μχιν, φπσο λνκίδνπλ κεξηθνί, ζπλδπάδεη ηελ κεγάιε αληνρή κε ην κηθξφ βάξνο. Έρεη δειαδή θαιφ ιφγν αληνρή πξνο βάξνο (Α/Β), ή αληνρή πξνο ππθλφηεηα(α/π). Απνξξνθά ηελ θξνχζε θαη ηνπο θξαδαζκνχο θαη δελ ζθεπξψλεη ζηελ δέζηε, ην θξχν θαη ηελ καθξφρξνλε απνζήθεπζε. Δπί πιένλ έρεη θαιά "λεξά" θαη θφβεηαη, ηξίβεηαη θαη θνιιηέηαη εχθνια. Ζ αληνρή ηεο κπάιζα εμαξηάηαη βαζηθά απφ ηελ ππθλφηεηα ηεο. Όζν κεγαιψλεη ε ππθλφηεηα, κεγαιψλεη θαη ε αληνρή αιιά ν ιφγνο Α/Π δελ κέλεη ίδηνο ζε φιε ηελ θιίκαθα. πγθεθξηκέλα φζν πξνρσξνχκε ζε κεγαιχηεξεο ππθλφηεηαο ε αληνρή ζηηο πεξηζζφηεξεο θαηαπνλήζεηο κεγαιψλεη αθφκα πεξηζζφηεξν. ηελ αξρή θαίλεηαη ινγηθφ φηη γηα ηα ηκήκαηα πνπ δέρνληαη θνξηία ζα έπξεπε λα δηαιέμνπκε ηελ ππθλφηεξε (βαξχηεξε) κπάιζα κε ηηο κηθξφηεξεο δηαηνκέο, γηα λα πεξηνξίζνπκε ην ηειηθφ βάξνο. Οη κηθξέο δηαηνκέο φκσο είλαη ηνπηθά επιχγηζηεο, δπζθνιεχνπλ ηελ ζπλαξκνιφγεζε θαη δελ δέλνπλ θαιά ηνλ ζθειεηφ. Αληίζεηα δηαιέγνληαο κεγάιεο δηαηνκέο, κπνξνχκε λα ρξεζηκνπνηήζνπκε κηθξφηεξεο ππθλφηεηεο, αιιά φρη ηφζν κηθξέο πνπ λα ηζνθαξίζνπκε ην βάξνο ηεο κηθξήο δηαηνκήο θαη ηαπηφρξνλα λα δηαηεξνχκε ηελ αληνρή ηεο, κε απνηέιεζκα λα βαξαίλνπκε ρσξίο ιφγν ηελ θαηαζθεπή. ηελ πξάμε γηα ηα θαηαπνλνχκελα ηκήκαηα (π.ρ δνθνί) νδεγνχκεζα ζε ελδηάκεζεο ιχζεηο δηαηνκήο-ππθλφηεηαο, ελψ γηα ηα ππφινηπα πνπ απιψο δηακνξθψλνπλ ην ζρήκα (π.ρ αθξνπηεξχγηα), επηιέγνπκε πάληα ηελ ειαθξχηεξε. Γεληθά ε πξνηεηλφκελε δηαηνκή ηεο μπιείαο κπνξεί λα γίλεη αηηία γηα βαξεηά θαηαζθεπή αλ δελ επηιέμνπκε ηηο ελδεδεηγκέλεο ππθλφηεηεο. Οη ρξήζεηο ηεο κπάιζα αλάινγα κε ηελ ππθλφηεηά ηεο Δπεμήγεζε: kg/m 3 = θηιά αλά θπβηθφ κέηξν, lb/cf = ιίβξεο αλά θπβηθφ πφδη ΥΑΡΑΚΣΗΡΙΜΟ ΠΤΚΝΟΣΗΣΑ kg/m 3 =(lb/cf) ΥΡΗΗ ΠΟΛΤ ΔΛΑΦΡΗΑ (πνιχ καιαθή) 65-96 (4-6) ζθειεηνί κνληέισλ ειεχζεξεο πηήζεο εμσηεξηθψλ θαη εζσηεξηθψλ ρψξσλ - αθξνπηεξχγηα θάζε ηχπνπ 22

ΔΛΑΦΡΗΑ (καιαθή) 96-128 (6-8) ηκήκαηα ρηηζηψλ ζθειεηψλ - ζθακκέλα ζπκπαγή θνκκάηηα (blocks) - επηθάιπςε κε θχιια μχινπ - κνλνθφκκαηα θηεξά κηθξψλ αλεκνπηέξσλ - έιηθεο ιαζηηρνθίλεησλ (πνπ δηπιψλνπλ) ΜΔΣΡΗΑ-ΔΛΑΦΡΗΑ (κέηξηα-καιαθή) 128-144 (8-9) ηκήκαηα κεγαιχηεξσλ κνληέισλ (πιεπξίδηα θ.ι.π.) - κεγάιεο δηαηνκέο πήρεσλ, ρείιε πξνζβνιήο θαη εθθπγήο - νπξαία απφ κνλνθφκκαην μχιν - κνλνθφκκαηα θηεξά θαη άηξαθηνη κηθξψλ αλεκνπηέξσλ ΜΔΣΡΗΑ 144-160 (9-10) γεληθέο εθαξκνγέο - ρείιε εθθπγήο - λεχξα αηξάθησλ ρσξίο κεγάια θνξηία ΜΔΣΡΗΑ-ΒΑΡΔΗΑ (κέηξηα-ζθιεξή) 160-192 (10-12) δνθνί θηεξψλ θαη λεχξα αηξάθησλ - ρείιε εθθπγήο κηθξήο δηαηνκήο - έιηθεο ιαζηηρνθίλεησλ (πνπ δελ δηπιψλνπλ) ΒΑΡΔΗΑ (ζθιεξή) 192-224 (12-14) δνθνί κηθξήο δηαηνκήο - πξφζζεηα πξνζηαηεπηηθά ρεηιέσλ πξνζβνιήο - κχηεο αλεκνπηέξσλ ΠΟΛΤ ΒΑΡΔΗΑ (πνιχ ζθιεξή) 224-296 (14-16) βνεζεηηθέο (γηαινραξηηζηξεο, θ.ι.π.) ρξήζεηο θαιίκπξεο Ση ξφιν παίδεη ν αξρηθφο πξνζαλαηνιηζκφο ελφο θχιινπ ζηνλ θνξκφ; Υαξαθηεξηζηηθφ ηνπ δέληξνπ κπάιζα είλαη φηη εθηφο απφ ηνπο γλσζηνχο πεξηθεξεηαθνχο εηήζηνπο δαθηχιηνπο, εκθαλίδεηαη θαη αθηίλεο πνπ μεθηλνχλ απφ ην θέληξν πξνο ηελ πεξηθέξεηα. Αλάινγα κε ηνλ 23

πξνζαλαηνιηζκφ πνπ είραλ ηα θχιια ζηνλ θνξκφ έρνπλ δηαθνξεηηθέο ηδηφηεηέο θαη νλνκάδνληαη κε ηα γξάκκαηα A, B, C. ρήκα 2.6 Φσηνγξαθία δέληξνπ κπάιζα Σν θχιιν Α πνπ θφπεθε θάζεηα πξνο ηηο αθηίλεο είλαη πνιχ εχθακπην. Αληίζεηα ην θχιιν C πνπ θφπεθε παξάιιεια κε ηηο αθηίλεο (quarter grain) αληηζηέθεηαη ζηελ θάκςε θαη ηνλ ιπγηζκφ. Δλδηάκεζεο ηδηφηεηεο ζα έρεη ην θφςηκν Β θαη ηα ππφινηπα ηπραία θνςίκαηα ΑΒ θαη ΒC. ρήκα 2.7 Φσηνγξαθία Πσο κπνξείο λα θαηαιάβεηο ηελ θνπή ησλ θχιισλ A, B, C απφ ηελ άθξε ηνπο Κοπή "Α" Κοπή "Β" 24

Κοπή "C" ρήκα 2.8 Φσηνγξαθία Πσο κπνξείο λα θαηαιάβεηο ηελ θνπή ησλ θχιισλ A, B, C απφ ηελ επηθάλεηά ηνπο. Χρήσεις λεπτών υύλλων μπάλσα ανάλογα με το κόψιμό τοσς ΚΟΦΗΜΟ ΚΑΣΑΛΛΖΛΟΣΔΡΟ ΓΗΑ: ΑΚΑΣΑΛΛΖΛΟ ΓΗΑ: A θάιπςε θηεξψλ, ζσιελσηέο αηξάθηνπο - θάιπςε θακπχισλ επηθαλεηψλ αηξάθησλ πιεπξίδηα B γεληθή ρξήζε C πιεπξίδηα, ζχλζεηα ρείιε εθθπγήο - νπξαία θηεξά κηθξψλ κνληέισλ θάιπςε θακπχισλ επηθαλεηψλ AB + BC εμαξηάηαη απφ ην αλ ην ηπραίν θφςηκν πιεζηάδεη πεξηζζφηεξν ηηο ηδηφηεηεο ηνπ Α ή ηνπ Β ή ηνπ C Αξα νη ηδηφηεηεο ελφο ιεπηνχ θχιινπ (έσο 3 ρηι πάρνο) εμαξηψληαη θαη απφ ηνλ πξνζαλαηνιηζκφ πνπ είρε ζηνλ αξρηθφ θνξκφ. πκπεξαίλνπκε ινηπφλ φηη γηα λα θηηάμνπκε έλα γεξφ θαη ειαθξχ κνληέιν πξέπεη λα εθκεηαιιεπηνχκε φρη κφλν ηελ ππθλφηεηα αιιά θαη ην θφςηκν ηεο μπιείαο, ηδίσο ηελ πνιχ καιαθή C. 25

2.1.3 Πιαζηηθφ θηικ επηθάιπςεο: Tα ζπλζεηηθά θηικο πξσηνθπθινθφξεζαλ ζηα ηέιε ηεο δεθαεηίαο ηνπ '60, θαη απεηέιεζαλ κηα εππξφζδεθηε θαηλνηνκία ζηνλ ηνκέα ηεο επηθάιπςεο. Δίλαη έλα ζπλζεηηθφ ιεπηφ θχιιν, πνπ ζην θάησ κέξνο έρεη κηα επίζηξσζε απφ ρξψκα θαη κηα απφ ζεξκνεπαίζζεηε θφιια (hot melt). Γηα ηελ απνζήθεπζε ε θάησ πιεπξά πξνζηαηεχεηαη απφ έλα θχιιν άιινπ πιηθνχ (ραξηί ή πιαζηηθφ) πνπ αθαηξείηαη πξηλ ηελ ρξήζε. Οηαλ ην δεζηάλεηο ελεξγνπνηείηαη ε θφιια θαη ηαπηφρξνλα ην θηικ ηεληψλεη. Ζ ηειεπηαία ηδηφηεηα νθείιεηαη ζην φηη θαηά ηελ παξαγσγή ηνπ έρεη πξνηελησζεί ζε κία δηεχζπλζε - ζπαληψηεξα θαη ζηηο δχν. Απηή ε εζσηεξηθή ηάζε ην θάλεη λα επαλέιζεη ζηελ θπζηνινγηθή ηνπ θαηάζηαζε κφιηο καιαθψζεη κε ηελ ζεξκφηεηα. Σα δαξψκαηα κπνξνχλ επίζεο λα θχγνπλ αλ ην ηξαβήμεηο φζν είλαη δεζηφ, ζε κία θαηεχζπλζε. Βέβαηα ε ηθαλφηεηά ηνπ λα δψζεη ηελησκέλε επηθάλεηα πξνυπνζέηεη ζσζηή αξρηθή ηνπνζέηεζε. Γελ κπνξεί λα ζπκπηχζζεηαη ζπλέρεηα. ρήκα 2.9 Φσηνγξαθία πιαζηηθψλ θηικ επηθάιπςεο Κπθινθνξνχλ δηάθνξα φκνηα ζηελ εκθάληζε πιηθά κε θπξηφηεξνπο εθπξνζψπνπο ηα πνιπεζηεξηθά θαη ην πνιππξνππιέλην, ελψ πξφζθαηα βγήθε θαη άιιν έλα πιηθφ κε βάζε ηηο b>πνιπνιεθίλεο. Οια απηά έρνπλ δηαθνξεηηθή επαηζζεζία ζηελ ζεξκφηεηα, θαη ηθαλφηεηα θνιιήκαηνο ή ηεληψκαηνο. Τπάξρνπλ απνρξψζεηο ζε opaque, κεηαιιηθά, πεξιέ, δηαθαλή, αθφκα θαη άρξσκα. Οια πιελ ησλ δηαθαλψλ έρνπλ πεξίπνπ ην ίδην πάρνο (αιιά φρη θαη ην ίδην βάξνο), ελψ ηα δηαθαλή κπνξνχλ λα θαηαζθεπαζηνχλ πηφ ιεπηά νπφηε είλαη θαη πηφ ειαθξά (ηδίσο αλ δελ έρνπλ ρξψκα θαη θφιια). Τπάξρνπλ θζελφηεξα θηικο γηα δηαθνζκήζεηο (πξνζζήθε ισξίδσλ ή ζρεκάησλ ζε κηθξή έθηαζε) πνπ είλαη απηνθφιιεηα, δειαδή θνιιάλε ρσξίο ζέξκαλζε. πλαθή επελδπηηθά πιηθά έρνπλ ίλεο πθάζκαηνο ή γπαιηνχ, θαη απφ απηά κεξηθά δελ έρνπλ θφιια, ηελ νπνία πξνζζέηνπκε εκείο ζην μχιν. Πνιιά απφ απηά δέρνληαη - ή επηβάιιεηαη - πεξαηηέξσ θαηεξγαζία κε βεξλίθη. Σν βαζηθφ εξγαιείν είλαη έλα ζίδεξν κε ξπζκηδφκελε ζεξκνθξαζία, ζαλ θαη απηφ πνπ ζηδεξψλνπκε ηα ξνχρα. Οκσο απηφ είλαη νγθψδεο θαη βαξχ, θαη γη' απηφ πξνηηκνχληαη ηα εηδηθά γηα ηελ επηθάιπςε αεξνκνληειηζηηθά ζίδεξα (sealing iron), θαη πξναηξεηηθά ην κηθξφηεξν ζεξκαηλφκελν ιεπηδάθη (trim sealing tool) θαη ην εηδηθφ πηζηνιάθη - ζεζνπάξ (heat gun). 26

Απαξαίηεηα επίζεο είλαη έλαο ράξαθαο, έλα κεγάιν ςαιίδη, κεξηθέο κπηεξέο θαξθίηζεο, θαη πνιιά μπξαθάθηα ή αληαιιαθηηθέο ιεπίδεο γηα ην καραηξάθη. Δλα αθφκα βνήζεκα πνπ εκείο ζεσξνχκε απαξαίηεην γηα κηα πεηπρεκέλε επηθάιπςε είλαη ην θεξσκέλν μεζθνλφπαλν (tack cloth). Με απηφ απνκαθξχλνπκε ηελ ζθφλε απφ ηελ μχιηλε επηθάλεηα. Δδψ ρξήζηκε είλαη θαη κηα ειεθηξηθή απνξξνθεηηθή ζθνχπα. Πξναηξεηηθά βνεζήκαηα είλαη ην πξνζηαηεπηηθφ πάληλν παπνπηζάθη γηα ην ζίδεξν (hot shock iron cover), ην καιαθφ γάληη (hot glove), ε ιαβίδα γηα ην ηξάβεγκα (cover tugger ), ην ηξππεηήξη (woodpecker), δηάθνξα θνπηηθά (trim tools), ην εηδηθφ ζεξκφκεηξν θ.α. Σα ειεθηξηθά εξγαιεία ζπκθέξεη λα είλαη γηα 220-240 Volts γηα λα κελ ρξεηαζηεί κεηαζρεκαηηζηήο. ρήκα 2.10 Φσηνγξαθία εηδηθφ ζίδεξν θαη ην εηδηθφ ζεζνπάξ γηα ηελ επηθάιπςε κε πιαζηηθφ θηικ ρήκα 2.11 Φσηνγξαθία Αξηζηεξά: Σν κηθξφ ζίδεξν γηα ηηο δπζπξφζηηεο πεξηνρέο Γεμηά: Πξνζηαηεπηηθφ χθαζκα γηα λα κε γδέξλεη ην ζίδεξν ηελ επηθάλεηα ηνπ πιαζηηθνχ θηικ. ρήκα 2.12 Φσηνγξαθία Κνπηηθφ εξγαιείν γηα ην "μάθξηζκα" ηνπ πιαζηηθνχ θηικ - Ξπξαθάθηα αζθαιείαο - Γάληη κε αληηνιηζζεηηθή επηθάλεηα γηα ην ηξάβεγκα ηνπ θηικ - Γάληη κε βεινχδηλε επηθάλεηα γηα ην ζηξψζηκν ηνπ θηικ. 2.1.4 Έιηθαο: Ζ ειηθνθφξα κεραλή ζηελ πξαγκαηηθφηεηα είλαη έλαο ζπλδπαζκφο δχν κεραλψλ. Μηάο κεραλήο πνπ παξέρεη έλα πεξηζηξεθφκελν άμνλα, (θηλεηήξαο εζ. θαχζεο, ει. κνηέξ, ιάζηηρν θ.ι.π.), θαη ηεο έιηθαο (κηάο άιιεο απιήο "κεραλήο") πνπ ζηξέθεηαη καδί ηνπ. 27

Ζ έιηθα ηνπ αεξνπιάλνπ παίξλεη ηελ ελέξγεηα πνπ πξνζθέξεηαη ζηνλ άμνλά ηεο θαη δίλεη θηλεηηθή ελέξγεηα ζηνλ αέξα. Γηα ηελ επηηάρπλζε ηεο κάδαο ηνπ αέξα ή έιηθα αζθεί πάλσ ηνπ κία δχλακε. Με ηελ αξρή δξάζε-αληίδξαζε θαη ε κάδα ηνπ αέξα ζπξψρλεη ηελ έιηθα κε κία ίζε θαη αληίζεηε δχλακε, πνπ ηειηθά θηλεί ην αεξνπιάλν θαη πνπ νλνκάδεηαη "έιμε" (ή ψζε). Απηή κπνξεί λα είλαη ζηαζεξή ή λα απμνκεηψλεηαη ζηελ δηάξθεηα ηεο πηήζεο. Οηαλ ππάξρεη έιμε ην κνληέιν πεηάεη κε κεγαιχηεξε ηαρχηεηα απφ ηελ "θπζηνινγηθή" ηαρχηεηα νιίζζεζεο, ηα θηεξά παξάγνπλ κεγαιχηεξε άλησζε θαη κπνξεί λα θξαηεζεί ζην ίδην χςνο ή λα θεξδίζεη χςνο αλ πεξηζζεχεη ελέξγεηα. Γηα λα αληηιεθζείο θαιχηεξα ηελ ζεσξία ηεο έιηθαο, θαληάζνπ ηελ ζαλ έλα θηεξφ. Σν ζρήκα ησλ θχιισλ, ε γσλία πξνζβνιήο ηεο θαη ε αεξνηνκή είλαη έλλνηεο θαηαλνεηέο. Ζ κφλε δηαθνξά είλαη φηη ε έιηθα είλαη έλα πεξηζηξεθφκελν θηεξφ, κε ηνλ αξηζκφ Reynolds λα αιιάδεη απφ ηελ ξίδα ζην αθξνπηεξχγην. Δμεηάδνληαο κεξηθέο δεθάδεο ζεσξηψλ γηα ην πνηά έιηθα είλαη ε θαηαιιειφηεξε γηα θάζε ηχπν κνληέινπ, θαηαιήμακε ζην ζπκπέξαζκα φηη ηειηθά θαλείο δελ έρεη ηελ "κπζηηθή ζπληαγή". Θα πξέπεη λα δνθηκάζεηο πνιιέο έιηθεο ζην ίδην κνληέιν, θαη λα επηιέμεηο πεηξακαηηθά ηελ θαιχηεξε. ΣΑ ΥΑΡΑΚΣΗΡΙΣΙΚΑ ΣΗ ΔΛΙΚΑ Γηάκεηξνο (diameter) Δίλαη ε δηάκεηξνο ηνπ δίζθνπ πνπ δηαγξάθνπλ ηα αθξνπηεξχγηα. ηε δίθπιιε έιηθα ηζνχηαη κε ηελ απφζηαζε ησλ δχν άθξσλ ηεο. Οζν κεγαιψλεη ε δηάκεηξνο ε έιηθα γίλεηαη πηφ απνδνηηθή (απνξξνθά θαιχηεξα ηελ ηζρχ ηνπ άμνλα), αιιά ην πφζν κεγάιε κπνξεί λα είλαη, θαζνξίδεηαη απφ ηηο ζηξνθέο πνπ πξέπεη λα ιεηηνπξγήζεη ν θηλεηήξαο, ηελ αληνρή ηεο, ην κήθνο ηνπ ζπζηήκαηνο πξνζγείσζεο θ.α. ρήκα 2.13 Φσηνγξαθία δηάκεηξνο έιηθαο Βήκα (pitch) Μία βίδα πξνρσξάεη ζε θάζε πιήξε πεξηζηξνθή ηεο φζν θαη ε απφζηαζε πνπ έρνπλ νη βφιηεο ηεο, δειαδή φζν είλαη ην βήκα ηεο. Αλ θαη ε έιηθα δελ βηδψλεη ζε ζθιεξφ πιηθφ, αιιά ζηνλ αέξα, γηα ηελ θαηαλφεζε ηνπ φξνπ "βήκα", ζα ηελ ζεσξήζνπκε θαη απηή ζαλ κία βίδα. 28

Αξα βήκα είλαη ε απφζηαζε πνπ ζα πξνρσξνχζε ε έιηθα ζεσξεηηθά, ζε κία πιήξε πεξηζηξνθή ηεο, αλ αθνινπζνχζε πηζηά ηελ θιίζε/γσλία πνπ έρνπλ ηα πηεξχγηά ηεο. Με ην κηθξφ ή ςηιφ βήκα (κηθξή θιίζε), έρνπκε: Μεγαιχηεξε ηαρχηεηα πεξηζηξνθήο, γξήγνξε επηηάρπλζε, θαη άλνδν ζε κεγάιε γσλία. Με ην κεγάιν ή ρνληξφ βήκα (κεγάιε θιίζε) έρνπκε: Μηθξή ηαρχηεηα πεξηζηξνθήο, κηθξή επηηάρπλζε, ήπηα άλνδν. Σν ςηιφ βήκα κπνξεί λα ζπγθξηζεί κε ηελ πξψηε ηαρχηεηα ηνπ απηνθηλήηνπ, ελψ ην ρνληξφ βήκα κε ηελ ηέηαξηε ηαρχηεηα. Ο αξηζκφο ησλ θχιισλ ρήκα 2.14 Φσηνγξαθία βήκα έιηθα ρήκα 2.15 Φσηνγξαθία θχιισλ έιηθα Ζ πιεηνλφηεηα ησλ ειίθσλ ησλ αεξνκνληέισλ είλαη δίθπιιεο. Οη ηξίθπιιεο θαη νη ηεηξάθπιιεο επηιέγνληαη ζηα κνληέια scale αλ ην πξσηφηππν είρε ηέηνηα έιηθα, θαη ζηα ινηπά κνληέια αλ ην ζχζηεκα πξνζγείσζεο είλαη θνληφ, ή γηα λα πεξηνξίζνπκε ηελ ηαρχηεηα ησλ αθξνπηεξχγησλ. Δηδηθά ζε κνληέια ηαρχηεηαο θαη κεραλνθίλεηα ειεχζεξεο πηήζεο ζπλαληάκε θαη κνλφθπιιεο. Σν ζρήκα ησλ αθξνπηεξχγησλ Οη θαηαζθεπαζηέο έδσζαλ ζηηο έιηθέο ηνπο δηάθνξα ζρήκαηα αθξνπηεξχγησλ ζηελ πξνζπάζεηά ηνπο λα πξνζθέξνπλ ήζπρεο έιηθεο. Δλα αθξνπηεξχγην κε κεγαιχηεξε αληίζηαζε, ζα παξάγεη κεγαιχηεξν ζφξπβν. Σν ρεηξφηεξν ζρήκα ζ' απηή ηελ πεξίπησζε είλαη ην ηεηξαγσληζκέλν. Αλ θαη ην ζηξνγγπιεκέλν αθξνπηεξχγην δελ είλαη αλαγθαζηηθά ην θαιχηεξν ζρήκα, είλαη εχθνιν λα γίλεη θαη λα αλαπαξαρζεί κε αθξίβεηα θαη ζην άιιν άθξν. Δρεη πιένλ απνδεηρζεί φηη ην θαιχηεξν ζρήκα είλαη ην νπηζζνθιηλέο 20-35 κνηξψλ, κε δηάθνξεο κνξθέο, φπσο ε άθξε απφ ην θακππισηφ ζπαζί (γηαηαγάλη). 29

ρήκα 2.16 Φσηνγξαθία Αξηζηεξά: έιηθα APC. Γεμηά: έιηθα BOLLY Έιηθεο κε δηπινχκελα θχιια (folding props) Οη έιηθεο κε δηπινχκελα πηεξχγηα εθαξκφδνληαη ζε ειεθηξνθίλεηα αλεκφπηεξα θαη ειηθνθφξα ειεχζεξεο πηήζεο. ηελ θάζε ηεο έιμεο ε θπγφθεληξνο θέξλεη ηα πηεξχγηα ζε θαλνληθή ζέζε ελψ, ζηελ θάζε ηεο νιίζζεζεο ε αληίζηαζε ηνπ αέξα (ίζσο θαη άιινο θαηάιιεινο κεραληζκφο), ηα θέξλνπλ ζε ζέζε παξάιιειε κε ηελ κχηε ηεο αηξάθηνπ. Δηζη θαη κεηψλεηαη ε αληίζηαζε ηεο νιίζζεζεο, θαη πξνζηαηεχεηαη ε καιαθή έιηθα απφ ηελ πξνζγείσζε (ηα πεξηζζφηεξα απφ απηά ηα κνληέια δελ έρνπλ ζθέιε πξνζγείσζεο, αιιά πξνζγεηψλνληαη κε ηελ θνηιηά). ρήκα 2.17 Φσηνγξαθία απφ έιηθεο κε δηπινχκελα πηεξχγηα Βαζκφο απφδνζεο Ο βαζκφο απφδνζεο (ή ιφγνο απφδνζεο) ηεο έιηθαο, φπσο θαη γηα άιιεο πεξηπηψζεηο είλαη ην θιάζκα: απνδηδφκελν έξγν / πξνζθεξφκελν έξγν. Σν απνδηδφκελν έξγν ηζνχηαη κε ην γηλφκελν ηεο έιμεο (ηεο δχλακεο πνπ ε έιηθα έιθεη), επί ηελ απφζηαζε πνπ έιηθα κεηαθηλείηαη (ζηελ πξάμε καδί κε ην αεξνπιάλν). Έηζη φηαλ είηε ε έιμε, είηε ε κεηαηφπηζε, είλαη κεδέλ, θαη ην απνδηδφκελν έξγν είλαη κεδέλ, θαη ε απφδνζε είλαη θαη απηή κεδέλ. Άξα αλ ε έιηθα πξνσζείηαη θάζε πεξηζηξνθή φζν θαη ην βήκα ηεο, απηφ ζεκαίλεη φηη δελ ππάξρεη γσλία πξνζβνιήο, άξα δελ ππάξρεη θαη έιμε. Αληίζηνηρα αλ ην αεξνπιάλν είλαη αθίλεην ζην έδαθνο ελψ ε έιηθα γπξίδεη, δελ πθίζηαηαη κεηαηφπηζε. Μεηαμχ απηψλ ησλ δχν αθξαίσλ πεξηπηψζεσλ βξίζθνληαη νη πξαγκαηηθέο ζπλζήθεο ηεο πηήζεο. Μεξηθνί ηζρπξίδνληαη φηη φηαλ ε έιηθα έρεη γιίζηξεκα 30% ζεκαίλεη φηη ε έιηθα έρεη βαζκφ απφδνζεο 70%. Όκσο απηφο δελ είλαη ν ζσζηφο ηξφπνο λα ππνινγίζεηο ηνλ βαζκφ απφδνζεο, αθνχ αθνξά ζχγθξηζε απνζηάζεσλ θαη φρη έξγσλ. 30

Τπνινγηζκφο βαζκνχ απφδνζεο έιηθαο (ζε ππνζεηηθή πεξίπησζε) Τπελζπκίδνπκε φηη: ηελ ηζνηαρή πηήζε, ε έιμε ηζνχηαη κε ηελ αληίζηαζε ηνπ αεξνπιάλνπ (πνπ είλαη εχθνιν λα ππνινγηζηεί). Αλ ηελ ζρέζε [ έξγν = αληίζηαζε * κεηαηφπηζε ] δηαηξέζνπκε επί ηνλ ρξφλν (sec) παίξλνπκε ηελ ζρέζε [ [ έξγν/sec = αληίζηαζε * κεηαηφπηζε / sec ] ή [ ηζρχο = αληίζηαζε * ηαρχηεηα ]. Δζησ φηη ε αληίζηαζε ελφο κνληέινπ ζε ηαρχηεηα V = 125 km/h (= 25 m/sec), είλαη = 3,5 kgf (= 35 Newtons), θαη ε ηζρχο πνπ έρεη ν άμνλαο ηνπ θηλεηήξα ζε απηή ηελ πεξίπησζε είλαη : 1,5 hp (= 1120 joule/sec). Παξαγφκελν έξγν απφ ηελ έιηθα αλά δεπηεξφιεπην : (δχλακε) 35 * (ηαρχηεηα) 25 = 875 joules Πξνζθεξφκελν έξγν ζηελ έιηθα αλά δεπηεξφιεπην : 1120 joules Άξα απφδνζε ηζνχηαη κε 875/1120*100 = 78% ΤΛΙΚΟ Ξχιν Σν μχιν ήηαλ ην θαιχηεξν πιηθφ γηα έιηθεο έσο ηελ εθαξκνγή ησλ ζπλζεηηθψλ πιαζηηθψλ. Οη μχιηλεο δηαηεξνχλ ην βήκα ηνπο, είλαη ειαθξχηεξεο, έρνπλ κηθξφηεξε γπξνζθνπηθή αληίδξαζε, δπγίδνληαη επθνιψηεξα, εκθαλίδνπλ ιηγφηεξνπο θξαδαζκνχο, αληέρνπλ ζε ηαρεία πεξηζηξνθή κεηψλνληαο ηνλ θίλδπλν λα εθηνμεχζνπλ θάπνην ζπαζκέλν θχιιν απφ ηελ θπγφθεληξν θαη ηελ θφπσζε. Μεηαπνηνχληαη επθνιψηεξα θαη θηλίξνληαη ζε γπαιηζηεξή επηθάλεηα κε βεξλίθη. Σν κεηνλέθηεκά ηνπο είλαη ε κηθξή αληνρή ηνπο ζε κία απιή επαθή κε ηνλ δηάδξνκν ζηελ πξνζγείσζε, θαη ζπαληψηεξα ε ηάζε ηνπο λα ζθεπξψζνπλ. Νάυινλ Οη έιηθεο απφ ζθέην λάυινλ είλαη θαιέο κφλν γηα λα αλαθαηεχεηο ηηο κπνγηέο ζνπ. ηελ πηήζε ηα πηεξχγηά ηνπο ζηξεβιψλνπλ κεηαβάιινληαο ην βήκα, ηαιαληνχληαη εκπξφο πίζσ, θαη ζπάλε επθνιψηαηα εθηνμεχνληαο ηα θχιια, ηδίσο ζηνλ θξχν θαηξφ. Απαηηνχλ έλα ειάρηζην πνζνζηφ πγξαζίαο γηα λα δηαηεξνχλ ηελ ζρεηηθή αληνρή ηνπο. Σηο πεξηζζφηεξεο θνξέο έρνπλ κεγάιε αληζφηεηα ζηελ θαηαλνκή ηνπ πιηθνχ, πνπ θάλεη ηελ δπγνζηάζκηζή ηνπο δχζθνιε θαη ρξνλνβφξα. Οη κεγάιεο λαυινλ είλαη ηφζν βαξηέο, πνπ κε ηελ θπγφθεληξν κπνξεί λα εθηαζνχλ σο θαη 3 ρηιηνζηά ζε θάζε θχιιν. Δίλαη ε θζελή ιχζε γηα ηα κηθξφηεξα κνληέια ησλ αξραξίσλ πνπ πξνζγεηψλνληαη αλψκαια. Πνηέ κε βάιεηο απιή λαυινλ έιηθα ζε θηλεηήξα κεγαιχηεξν απφ.25θ.η. (4 θ.ε.). 31

Δκπινπηηζκέλεο λάυινλ (glass reinforced nylon) Οη πεξηζζφηεξεο έιηθεο πνπ ζπλαληάκε ζε θαζεκεξηλή βάζε είλαη λάυινλ εκπινπηηζκέλεο κε κηθξέο ίλεο πάινπ ζε πνζνζηά 30-50%. Καη απηέο έρνπλ ηα κεηνλεθηήκαηα ηνπ απινχ λάυινλ, αιιά ζε κηθξφηεξν βαζκφ. Σν βαζηθφηεξν κεηνλέθηεκα είλαη θαη εδψ ην φξην ζηηο θαηαπνλήζεηο ηεο πεξηζηξνθήο. Μία έιηθα εκπινπηηζκέλνπ λαυινλ πνπ ζα κπνξνχζε λα αληέμεη ζηηο 50.000 ζαι ζε έλα ειεθηξνθηλεηήξα (πνπ δελ έρεη θξαδαζκνχο) κπνξεί λα ζπάζεη ζηηο 15.000 ζαι ζε έλα δίρξνλν ή ηεηξάρξνλν θηλεηήξα απφ ηνπο θξαδαζκνχο. Γηα ηνλ κέζν αεξνκνληειηζηή νη έιηθεο απφ εκπινπηηζκέλν λαυινλ είλαη ε ζηάληαξ επηινγή. Δίλαη θζελέο θαη νη θαιέο κάξθεο έρνπλ θαιή απφδνζε. Σν κεηνλέθηεκα είλαη φηη ππάξρεη θαη πιήζνο απφ κάξθεο (αλάκεζα ζηηο αξραηφηεξεο), πνπ δελ έρνπλ ζρεδηαζηεί ή θαηαζθεπαζηεί ζσζηά. Δπνμηθέο κε λήκαηα πάινπ/άλζξαθα Οη έιηθεο απφ επνμηθή ξεηίλε είλαη εκπινπηηζκέλεο κε λήκαηα πάινπ ή άλζξαθα. Σα λήκαηα απηά δελ είλαη κηθξά θνκκαηάθηα (φπσο ζηηο λάυινλ), αιιά καθξπά λήκαηα πνπ έρνπλ αλαπηπρζεί κε πξνζνρή κέζα ζην θαινχπη, θαη ηξέρνπλ απφ άθξε ζε άθξε. Σν κπζηηθφ ηεο θαιήο πνηφηεηαο θαη αληνρήο βξίζθεηαη ζηελ ρξήζε ζσζηήο ξεηίλεο θαη ζηελ πάθησζε φζν πεξηζζφηεξεο πνζφηεηαο ηλψλ είλαη δπλαηφλ κέζα ζην θαινχπη (55-65%). Γη' απηφ κφιηο βγαίλνπλ απφ ην θαινχπη έρνπλ γχξσ - γχξσ έλα ιεπηφ ζηξψκα πιηθνχ (flash) πνπ ρξεηάδεηαη λα αθαηξεζεί θαη λα θηληξηζηεί ε πεξηθέξεηα. Απηφ απμάλεη ην θφζηνο ησλ εξγαηηθψλ πνπ έρεη θαη ηελ κεγαιχηεξε ζπκκεηνρή ζην ζπλνιηθφ θφζηνο ηεο. Κάζε κία έιηθα ρξεηάδεηαη απφ 15 έσο 115 εξγαηνιεπηά γηα ηελ νινθιήξσζή ηεο (αλάινγα θαη κε ην κέγεζνο). Οη "πάινπ" κπνξεί λα παξαρζνχλ ζε νηνδήπνηε ρξσκαηηζκν, ελψ νη "άλζξαθα" πάληα ζα εηλαη καχξεο. Πιεξνθνξηαθά ηα λήκαηα aramide (Kevlar) είλαη πνιχ εχθακπηα γηα λα παξαρζεί απφ απηά κία έιηθα. Οη επνμηθέο έιηθεο έρνπλ ηελ κεγαιχηεξε αληνρή (ζηνλ αέξα) θαη ηελ κηθξφηεξε παξακφξθσζε απφ ηα θνξηία, θαη γη' απηφ κπνξνχλ λα θαηαζθεπαζηνχλ κε ζηελά θαη ιεπηά θχιια. Γπζηπρψο θαη απηέο ηξαπκαηίδνληαη αλ αθνπκπήζνπλ ην έδαθνο θαηά ηελ ιεηηνπξγία ηνπο. Πνιιέο πνπ εμσηεξηθά εκθαλίδνπλ χθαζκα λεκάησλ άλζξαθα, ζηνλ ππξήλα ηνπο έρνπλ λήκαηα πάινπ γηα νηθνλνκία πιηθνχ, αιιά έηζη απμάλνπλ ηελ αληνρή ζηελ ζξαχζε. Οη "πάινπ" θαηλνκεληθά παξάγνπλ έλα πηφ καιαθφ ζφξπβν, θαη νη "άλζξαθα" παξάγνπλ έλα πηφ κεηαιιηθφ ζφξπβν. Αζρεηα κε ην ηη λνκίδεη ην απηί, ηα φξγαλα δείρλνπλ φηη πηφ αζφξπβεο είλαη νη δεχηεξεο. Γεληθά κία έιηθα πάινπ/ξεηίλεο κπνξεί λα αληηθαηαζηήζεη επαμίσο κία έιηθα άλζξαθα/ξεηίλεο, εθηφο απφ ηηο πεξηπηψζεηο ησλ πνιχ πςειψλ ζηξνθψλ. 32

2.1.5 Κηλεηήξαο Οη θηλεηήξεο κφληκνπ καγλήηε ε αιιηψο brushless έρνπλ ζρεδφλ αληηθαηαζηήζεη ηνπο θηλεηήξεο κε ςήθηξεο. Ζ κεγάιε ηνπο δχλακε θαη απφδνζε ηνπο θάλνπλ σο ηελ θαιχηεξε επηινγή ζησλ κνληειηζκφ. Αξρή ιεηηνπξγίαο: ρήκα 2.18 Φσηνγξαθία θηλεηήξα brushless ε κεγάιν πνζνζηφ ε δνπιεηά ελφο ειεθηξηθνχ θηλεηήξα είλαη λα κεηαηξέπεη ηελ ειεθηξηθή ελέξγεηα ζε κεραληθή, φπσο είλαη θαη ε πεξηζηξνθή κηαο πξνπέιαο. Τπάξρνπλ δπν θχξηα ζηνηρεία πνπ θάλνπλ ηνπο ειεθηξηθνχο θηλεηήξεο λα ιεηηνπξγνχλ: 1. πζρεηηζκφο ειεθηξηθνχ θαη καγλεηηθνχ πεδίνπ - Κάζε θίλεζε παξάγεη καγλεηηθφ πεδίν, θαη θάζε καγλεηηθφ πεδίν παξάγεη ειεθηξηθή θφξηηζε. 2. Μαγλεηηθή αιιειεπίδξαζε Οη καγλήηεο ζα επζπγξακκηζηνχλ αλ ηνπο ηνπνζεηήζεηο ησλ έλαλ δίπια ζησλ άιιν. Όινη νη ειεθηξηθνί θηλεηήξεο απνηεινχληαη θπξίσο απφ δπν καγλήηεο. Ο έλαο απφ απηνχο είλαη κφληκνο καγλήηεο θαη ν άιινο είλαη έλα ζπείξσκα θνιινδίνπ φπνπ αλ ησλ δηαπεξάζεη ξεχκα γίλεηαη ειεθηξνκαγλήηεο. Ο θηλεηήξαο είλαη ζρεδηαζκέλνο ψζηε ηα καγλεηηθά πεδία απηψλ ησλ καγλεηψλ λα είλαη πάληα αληίζεηα θαη λα έρνπλ σο απνηέιεζκα ηελ θίλεζε ηνπ ξφηνξα. ηνπο θηλεηήξεο κε ςήθηξεο γηα λα έρνπκε αληίζεηα καγλεηηθά πεδία ηξνθνδνηνχκε κε ξεχκα κέζν ησλ ςεθηξψλ κε κεραληθή επαθή ηεο πεξηειίμεηο πνπ είλαη ηνπνζεηεκέλεο πάλσ ζησλ ξφηνξα. Όζν ν ξφηνξαο πεξηζηξέθεηε, νη ςήθηξεο ηξνθνδνηνχλε δηαθνξεηηθά ζπεηξψκαηα. Σν ηειηθφ απνηέιεζκα είλαη ην ξεχκα λα δηαξξέεηαη ζε δηαθνξεηηθά ζπεηξψκαηα ζε δηαθνξεηηθέο ζηηγκέο αιιάδνληαο ζπλερψο ην καγλεηηθφ πεδίν θαη πεξηζηξέθνληαο ησλ άμνλα καο. 33

Σν θχξην πξφβιεκα πνπ αληηκεησπίδνπκε ζε απηψλ ηχπν θηλεηήξα είλαη ε επαθή πνπ ππάξρεη κεηαμχ ησλ ςεθηξψλ θαη ησλ ηπιηγκάησλ φπνπ πξνθαινχλ κεγάιεο ηξηβέο θαη ζπηλζεξηζκνχο, κε απνηέιεζκα απηνί νη ζπηλζεξηζκνί λα ηνλίδνπλ ηελ αηκφζθαηξα θνληά ζησλ θηλεηήξα θαη λα δεκηνπξγνχλ φδνλ. Ζ ιχζε ζε απηά ηα πξνβιήκαηα είλαη νη θηλεηήξεο κφληκνπ καγλήηε ε αιιηψο brushless. Οη θηλεηήξεο brushless ιεηηνπξγνχλ κε ηελ ίδηα θηινζνθία κε ηελ κφλε δηαθνξά λα είλαη φηη κφληκνη καγλήηεο βξίζθνληαη ζηνλ ξφηνξα θαη νη ειεθηξνκαγλήηεο ζηνλ ζηάηε. Απφ ηελ ζηηγκή πνπ νη ειεθηξνκαγλήηεο βξίζθνληαη ζησλ ζηάηε δελ ρξεηάδεηαη ε ρξήζε ηεο ςήθηξαο. Ο ειεθηξνληθφο ξπζκηζηήο ηαρχηεηαο (ESC) θξνληίδεη γηα ηελ κεηαβνιή ησλ ξεπκάησλ ζηνπο ειεθηξνκαγλήηεο. Πιενλεθηήκαηα θηλεηήξσλ ηχπνπ brushless Γελ ρξεηάδνληαη ςήθηξεο Γελ ρξεηάδεηαη θαζαξηζκφο ηεο πεξηνρήο ησλ ςεθηξψλ Γελ ππάξρνπλ ηξηβέο πνπ λα επηβξαδχλνπλ ησλ θηλεηήξα Μηθξφηεξε θαηαλάισζε ηζρχνο θαη κεγαιχηεξε δηάξθεηα πηήζεο ιφγν ησλ κεησκέλσλ ηξηβψλ Μεγαιχηεξε ζρέζε δχλακεο/ βαξνο Σχπνη θηλεηήξσλ brushless Τπάξρνπλ δπν είδε θηλεηήξσλ brushless ζησλ κνληειηζκφ νη inrunner θαη outrunner. ηνπο inrunner θηλεηήξεο έρνπκε ηνπο κφληκνπο καγλήηεο εζσηεξηθά θαη ηνπο ειεθηξνκαγλήηεο εμσηεξηθά. Αληίζεηα ζηνπο outrunner θηλεηήξεο έρνπκε ηνπο κφληκνπο καγλήηεο εμσηεξηθά φπνπ είλαη ελσκέλα καδί κε ησλ άμνλα θαη ηνπο ειεθηξνκαγλήηεο εζσηεξηθά ζην ζηαζεξφ θέιπθνο ηνπ θηλεηήξα. Υαξαθηεξηζηηθά Outrunners Υακειέο ζηξνθέο (rpm), κεγάιε ξνπή Ληγφηεξν απνδνηηθή απφ inrunners Γελ ρξεηάδεηαη κεησηήξαο Ληγφηεξν ζνξπβψδεηο ζηελ ιεηηνπξγία ηνπο 34

ρήκα 2.19 Φσηνγξαθίεο θηλεηήξσλ outrunner inrunners Τςειέο ζηξνθέο, κηθξή ξνπή Μεγαιχηεξε απφδνζε Υξεηάδεηαη κεησηήξα Πνην ζνξπβψδεο ζηελ ιεηηνπξγία ηνπο ρήκα 2.20 Φσηνγξαθίαa θηλεηήξα inrunner 35

Σερληθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ θηλεηήξα καο: ρήκα 2.21 Φσηνγξαθία θηλεηεξα πβξηδηθνχ αεξνζθάθνπο Brushless Outrunner Kv: 924rpm/v Operating current: 6A 14A Peak current: 17A Suggested battery: 1300 2200mAh 3S1P Weight: 59g Dimension:27.6 x 32mm 2.1.6 πζηήκαηνο ηειεθαηεχζπλζεο Ο ζεκεξηλφο αεξνκνληειηζηήο πνπ επηιέγεη ζαλ κέζν δηαθπβέξλεζεο ηελ αζχξκαηε επηθνηλσλία, έρεη κεγαιχηεξνπο ζηφρνπο απφ ην λα νδεγήζεη καθξπά ην κνληέιν ηνπ θαη λα ην μαλαθέξεη πίζσ. Δίηε πξφθεηηαη γηα αθξνβαηηθφ, είηε γηα αλεκφπηεξν, είηε γηα νπνηνδήπνηε άιιν ηχπν κνληέινπ, ε επηθνηλσλία κε ηνλ δέθηε εθεί ςειά πξέπεη λα δηαθξίλεηαη απφ πηζηφηεηα. Κη αλ δερηνχκε ηνλ θαλφλα φηη ην ζχζηεκα ζα θαιχςεη κία γεληά κνληέισλ (απφ ην εθπαηδεπηηθφ έσο ην αγσληζηηθφ), ε θνηλή ινγηθή καο ιέεη θαη πάιη φηη πξέπεη λα δηαιέμεηο κφλν έλα, αιιά θαιφ ζχζηεκα. 36

Σα ζχγρξνλα ζπζηήκαηα είλαη άξηζηα δείγκαηα ειεθηξνληθήο ηερληθήο, θηηαγκέλα απφ γλσζηνχο νίθνπο ηεο Δπξψπεο, ηεο Ακεξηθήο θαη ηεο Ηαπσλίαο. Μπνξνχκε δε λα ηζρπξηζηνχκε φηη, ν αζζελήο θξίθνο ηεο επηθνηλσλίαο βξίζθεηαη πιένλ ζην κνληέιν θαη ζηα κεραληθά κέξε ηνπ ή ζηνπο ζπζζσξεπηέο ηξνθνδνζίαο ηνπο θαη φρη ζην ειεθηξνληθφ κέξνο φπσο ζπλέβαηλε πξηλ κεξηθά ρξφληα. Οπσο ζα πεξίκελε θαλείο, απφ ηελ ηαρχηεηα εμέιημεο ησλ ειεθηξνληθψλ θαη ηνλ ζπλαγσληζκφ ησλ εηαηξεηψλ, ηα λέα ζπζηήκαηα έρνπλ πάξα πνιιέο δπλαηφηεηεο, ίζσο πεξηζζφηεξεο απ' φηη ρξεηάδεηαη ζηελ πξάμε ν αεξνκνληειηζηήο, πνπ απμάλνπλ ηηο δπζθνιίεο ρξήζεο θαη θπζηθά ην θφζηνο. Οη πεξηζζφηεξνη ππνςήθηνη αγνξαζηέο κηάο ηειεθαηεχζπλζεο είλαη λένη κε κηθξφ ραξηδηιίθη αιιά κε κεγάιε αγάπε ζην άζιεκα θαη επηκνλή λα αζρνιεζνχλ κε ηελ εμειηγκέλε ηερλνινγηθά θαηεγνξία ηνπ. Πσο ζα αγνξάζνπλ ινηπφλ ην θαιχηεξν αιιά ζπγρξφλσο θαη αθξηβφηεξν ζχζηεκα; Σν επηζπκεηφ ραξαθηεξηζηηθφ ηνπ ζπζηήκαηνο είλαη λα επηθνηλσλεί κε ηνλ δέθηε πνπ έρεη ην κνληέιν θαη λα ειέγρεη φια ηα servo ρσξίο δηαθνπέο. Σα ζπζηήκαηα πνπ κπνξνχλ λα θαιχςνπλ απιά απηή ηελ απαίηεζε δελ είλαη αθξηβά. Με ηηο πιεξνθνξίεο πνπ αθνινπζνχλ ζα κπνξέζεηο λα ηα ηαμηλνκήζεηο κε θξηηήξην ηηο δπλαηφηεηέο ηνπο θαη λα θάλεηο ηελ ζσζηή αγνξά. ρήκα 2.22 θσηνγξαθία απφ Παιαηά ζπζηήκαηα ηειεθαηεχζπλζεο ζην κνπζείν ηεο ΑΜΑ Απφ πνηά κέξε απνηειείηαη έλα πιήξεο ζχζηεκα ηειεθαηεχζπλζεο; Απφ ηνλ πνκπφ (transmitter) πνπ θξαηάκε ζην ρέξη καο Απφ ηνλ δέθηε (receiver) θαη ηνπο ζεξβνκεραληζκνχο (servos) πνπ ηνπνζεηνχληαη κέζα ζην κνληέιν ' απηά πεξηιακβάλνληαη νη αληίζηνηxεο κπαηαξίεο επαλαθνξηηδφκελεο ή φρη, (batteries, accumulators) θαη ν δηαθφπηεο ησλ ζπζζσξεπηψλ ηνπ δέθηε (switch) 37

Κνκκάηηα ηνπ ζπζηήκαηνο ζεσξνχληαη επίζεο ν θνξηηζηήο (charger) ησλ επαλαθνξηηδφκελσλ ζπζζσξεπηψλ (φηαλ ππάξρνπλ) θαη ην βηβιίν κε ηηο νδεγίεο ρξήζεο (manual) Πσο ιεηηνπξγεί ην ζχζηεκα ζε γεληθέο γξακκέο; Ο πνκπφο ζηέιλεη ζπλερψο έλα ζήκα δηακνξθσκέλν κε εληνιέο γηα ηελ ζέζε θάζε ζέξβν. Ο δέθηεο πηάλεη ην ζήκα, ην απνθσδηθνπνηεί θαη ην πξνσζεί ζηα αληίζηνηρα servo. Οηαλ ηα ρεηξηζηήξηα ηνπ πνκπνχ είλαη ζηελ νπδέηεξε ζέζε ηφηε θαη ηα servo παξακέλνπλ θεληξαξηζκέλα. Μεηαθηλψληαο έλα ρεηξηζηήξην πξνο κία θαηεχζπλζε ηξνπνπνηείηαη ην ζήκα θαη ζηξίβεη ην αληίζηνηρν servo ζηελ πξνθαζσξηζκέλε θνξά (δεμηά ή αξηζηεξά). Δάλ ην ίδην ρεηξηζηήξην κεηαθηλεζεί αληίζεηα, ζα θηλεζεί ην ίδην servo, αιιά πξνο ηελ αληίζεηε θνξά. Ζ θίλεζε ησλ servo αθνινπζεί ηελ θίλεζε ησλ ρεηξηζηεξίσλ κε αλαινγία (proportional). Πξάγκαηη αλ θηλήζνπκε ην ρεηξηζηήξην έσο έλα πνζνζηφ ηεο δηαδξνκήο θαη ην servo ζα θηλεζεί έσο ην ίδην πνζνζηφ ηεο νιηθήο δπλαηήο δηαδξνκήο ηνπ. Δπίζεο φζν ρξφλν θξαηάκε ην ρεηξηζηήξην ζηαζεξφ κε κία θιίζε, ην servo ζα κέλεη αθίλεην ζηελ ζέζε κε ηελ αληίζηνηρε εθηξνπή. Γηα νξηζκέλεο εληνιέο φπσο ην αλέβαζκα ή θαηέβαζκα ηνπ ζπζηήκαηνο πξνζγείσζεο, ρξεζηκνπνηνχκε δηαθφπηε δχν ζέζεσλ θαη ην servo θηλείηαη αλαγθαζηηθά απφ άθξε ζε άθξε. ρήκα 2.23 Φσηνγξαθία θηλήζεσλ ρεηξηζηεξίσλ θαη servo Σν κεγάιν πιενλέθηεκα είλαη ε δπλαηφηεηα ηεο ηαπηφρξνλεο ιεηηνπξγίαο φισλ ησλ θαλαιηψλ δειαδή ηνπ ηαπηφρξνλνπ ειέγρνπ ηεο ζέζεσο φισλ ησλ ζπλδεδεκέλσλ servo. Δδψ βξίζθεηαη θαη ε δπζθνιία ζηνλ ρεηξηζκφ. Πξέπεη λα κάζεηο λα αμηνπνηείο ην δψξν απηφ πξνο φθεινο ηεο πηήζεο, φπσο ν θαιιηηέρλεο ρξεζηκνπνηεί φια ηα ζρνηλάθηα γηα λα δσληαλέςεη ηελ καξηνλέηα ηνπ. Γηεπθξηλίδνπκε φηη πνιιά απφ ηα ζηνηρεία πνπ αλαιχνπκε εδψ δελ αθνξνχλ ηα κηθξά ζπζηήκαηα πνπ πξνζθέξνληαη κε δηάθνξα παηρλίδηα. Πφζα θαλάιηα ρξεηάδνληαη; Με ηνλ φξν θαλάιη ελλννχκε έλα θχθισκα ζηνλ πνκπφ θαη ηνλ δέθηε πνπ δίλεη ηελ δπλαηφηεηα λα εθηειέζνπκε κία αλεμάξηεηε θίλεζε ζην κνληέιν. πλήζσο θάζε θαλάιη ειέγρεη έλα servo. Αλ ζπλδέζνπκε ζην ίδην θαλάιη καδί δχν ή πεξηζζφηεξα servo (γηα ιφγνπο πνπ δελ ζα εμεηάζνπκε εδψ) ηφηε απηά ζα θηλνχληαη ηαπηφρξνλα θαη πξνο ηελ ίδηα θνξά κε ηελ ίδηα εληνιή. Γηα ηνλ έιεγρν ησλ ηξηψλ πεδαιίσλ θαη ησλ ζηξνθψλ ηνπ θηλεηήξα ρξεηάδνληαη 4 θαλάιηα. Απηά ιέγνληαη θχξηα ή πξσηεχνληα θαλάιηα. Γηα θάζε επη πιένλ ιεηηνπξγία φπσο πηεξχγηα θακππιφηεηαο, αλαζπξφκελν ζχζηεκα πξνζγείσζεο θ.ι.π. ρξεηάδεηαη 38

απφ έλα αθφκε θαλάιη. Γηα λα ηθαλνπνηήζνπλ απηέο ηηο απαηηήζεηο ηα ζπζηήκαηα πξνζθέξνληαη απφ δχν έσο θαη δέθα θαλάιηα. Πάξα πνιιά κνληέια αξρηθήο εθπαίδεπζεο, ζρεδηαζκέλα κε ηθαλνπνηεηηθφ βαζκφ επζηάζεηαο, ρξεηάδνληαη κφλν 2 ή 3 θαλάιηα. Απηφ νδεγεί ηνλ λέν αεξνκνληειηζηή ζην ζπκπέξαζκα νηη έλα ζχζηεκα κε ηνλ αληίζηνηρν αξηζκφ θαλαιηψλ θαη κηθξφ θφζηνο ζα είλαη φηη πξέπεη. Ση ζα θάλεη φκσο φηαλ πνιχ ζχληνκα ζα ρξεηάδεηαη θη άιια θαλάιηα; Απηφο πνπ κπνξεί λα δεη κπξνζηά δελ ζα θαηαδηθαζηεί ζε κεησκέλεο δπλαηφηεηεο ρεηξηζκψλ. Δπηιέγεη απφ ηελ αξρή ην ζχζηεκα πνπ ζα ηνλ θαιχπηεη θαη ζην κέιινλ ή ην ζχζηεκα πνπ κπνξεί λα επεθηαζεί ζε άιιε θάζε ρσξίο δπζαλάινγν θφζηνο. Ζ άπνςή καο είλαη φηη ην ζχζηεκα δελ πξέπεη λα έρεη ιηγφηεξα απφ ηα 4 πξσηεχνληα θαλάιηα. Δλα - δχν παξαπάλσ δελ δηαθνξνπνηνχλ ζεκαληηθά ηελ ηηκή ηνπ πνκπνχ θαη ηνπ δέθηε. Σν ζχζηεκα η/θ κπνξεί λα ιεηηνπξγήζεη ρσξίο πξφβιεκα έζησ θαη αλ δελ ζπλδεζνχλ φια ηα servo. Οη εληνιέο εθπέκπνληαη θαη ιακβάλνληαη θαλνληθά, γηα φια ηα θαλάιηα, απιά θηλνχληαη κφλν ηα servo πνπ είλαη ζπλδεδεκέλα. Με βάζε ην παξαπάλσ, πνιινί θαηαζθεπαζηέο πνπιάλε καδί κε ηνλ πνκπν-δέθηε απφ έλα έσο ηξία servo. Δηζη φρη κφλν θξαηνχλ ηελ αξρηθή ηηκή ηνπ ζπζηήκαηνο ρακειά, αιιά επηηξέπνπλ ζηνλ αεξνκνληειηζηή λα ζπκπιεξψζεη ην ζχζηεκα κε φπνην ηχπν servo ζέιεη απφ ηελ κεγάιε πνηθηιία πνπ ππάξρεη κε θξηηήξην ηηο ηερληθέο πξνδηαγξαθέο θαη ην θφζηνο. Γηα ηελ ηζηνξία: Με ηελ παιηά ηερλνινγία (1950-1970) γηα λα θηλεζεί έλα servo απαηηνχλην δχν θαλάιηα. Δλα γηα ηελ κία θνξά πεξηζηξνθήο θαη έλα γηα ηελ αληίζηξνθε. Αλ θαη ζήκεξα απηφ δελ ηζρχεη, ελ ηνχηνηο ν Graupner εμαθνινπζεί λα ραξαθηεξίδεη ηα ζπζηήκαηά ηνπ κε ην δηπιάζην αξηζκφ θαλαιηψλ πνπ έρνπλ. ε πνηά ζπρλφηεηα πξέπεη λα εθπέκπεη; Γηα λα ιεηηνπξγήζνπλ δχν ζπζηήκαηα ηαπηφρξνλα ζηελ ίδηα γεσγξαθηθή πεξηνρή, πξέπεη λα έρνπλ δηαθνξεηηθέο ζπρλφηεηεο. Αλ έρνπλ ηελ ίδηα ζπρλφηεηα, θάζε πνκπφο ζα παξεκβάιεη ηνλ δέθηε ηνπ άιινπ επνκέλσο δελ κπνξνχλ λα ιεηηνπξγήζνπλ ηαπηφρξνλα. Ζ ζπρλφηεηα επηθνηλσλίαο πνκπνχ-δέθηε είλαη έλα ζνβαξφηαην ζηνηρείν πνπ πξέπεη λα εξεπλεζεί πξίλ ηελ αγνξά ηνπ ζπζηήκαηνο. Σα θξηηήξηα είλαη ηέζζεξα: 1. Ζ ζπρλφηεηα λα επηηξέπεηαη απφ ηηο δηαηάμεηο ηνπ θξάηνπο. 2. Ζ ζπρλφηεηα λα είλαη ειεχζεξε απφ κφληκεο εμσηεξηθέο παξεκβνιέο ηεο πεξηνρήο. 3. Να κελ έρνπλ πνιινί άιινη αεξνκνληειηζηέο ηελ ίδηα ζπρλφηεηα ζην ίδην κνληεινδξφκην. 4. Να είλαη επηηξεπφκελε γηα "ηπηάκελα κνληέια" ζε αληηδηαζηνιή κε ηηο επηηξεπφκελεο κφλν γηα "επίγεηα κνληέια" (κνληέια απηνθηλήησλ θαη πινίσλ). 39

Σα ζπζηήκαηα ηειεθαηεχζπλζεο γηα κνληειηζκφ πξνζθέξνληαη ζην εμσηεξηθφ ζε πνιιέο ζπρλφηεηεο ζηηο κπάληεο 26-27 MHz, 31-32 MHz, 35-36 MHz, 40-41 MHz, 50 MHz, 52-53-54 MHz, 60 MHz, 72 MHz, 75 MHz θαη ζε ειάρηζηεο ζηα UHF (459 MHz). ηα ζεκεξηλά ζπζηήκαηα είλαη δπλαηή ε αιιαγή ζπρλφηεηαο κε ηελ αιιαγή ηνπ δεχγνπο ησλ "θξπζηάιισλ", πάληα φκσο κέζα ζηα φξηα ηεο ίδηαο κπάληαο. Γηα λα βάιεηο ζπρλφηεηα άιιεο κπάληαο πξέπεη λα αιιάμεη ην module ηνπ πνκπνχ θαη φινο ν δέθηεο. Ζ επηινγή ηεο ζπρλφηεηαο είλαη ζπνπδαία απφθαζε θη φκσο ηηο πεξηζζφηεξεο θνξέο είλαη ζέκα ηχρεο. Ο πξνλνεηηθφο αεξνκνληειηζηήο έρεη έλα ή δχν αθφκα δεπγάξηα θξπζηάιισλ καδί ηνπ γηα λα κπνξεί λα πεηάεη ζπρλφηεξα αλ ππάξρεη ζπλσζηηζκφο ζε κία ζπρλφηεηα. "Ιπτάμενες" και "επίγειες" συχνότητες Δδψ πξέπεη λα αλαθέξνπκε ηελ αλάγθε ηεο κνηξαζηάο ησλ επηηξεπνκέλσλ ζπρλνηήησλ ζε κία νκάδα γηα ηα επίγεηα ηειεθαηεπζπλφκελα κνληέια (απηνθίλεηα θαη πινία) θαη ζε κία άιιε γηα ηα ηπηάκελα (αεξνπιάλα θαη ειηθφπηεξα). Οζν θαη αλ είλαη δπλαηφλ λα γίλεη έιεγρνο ησλ ζπρλνηήησλ ζηα κνληεινδξφκηα (ζε ζπγθεθξηκέλνπο ρψξνπο) πνπ ζπγθεληξψλνπλ ην 100% ησλ αεξνκνληειηζηψλ, δελ είλαη δπλαηφλ λα γίλεη ζηνλ επξχηεξν ρψξν ηδίσο γχξσ απφ έλα κνληεινδξφκην. Ο λένο κε ην κνληέιν απηνθίλεην ή ην πινίν κπνξεί λα βξεί θαηάιιεινπο ρψξνπο πηφ εχθνια απφ ηνλ αεξνκνληειηζηή, θαη λα πάεη εθεί λα ιεηηνπξγήζεη ην ζχζηεκά ηνπ αγλνψληαο ηελ χπαξμε ηνπ θνληηλνχ κνληεινδξνκίνπ. Γηα λα κελ ππάξρνπλ ινηπφλ ηέηνηνπ είδνπο παξεκβνιέο, ηα θξάηε απεθάζηζαλ λα κνηξάζνπλ ηηο δηαζέζηκεο ζπρλφηεηεο ζε "επηηξεπφκελεο κφλν γηα ηπηάκελα κνληέια" θαη ζε "επηηξεπφκελεο κφλν γηα επίγεηα κνληέια". Δίλαη επλφεην φηη ν έιεγρνο απηνχ ηνπ απαξαίηεηνπ δηαρσξηζκνχ κπνξεί λα γίλεη απνηειεζκαηηθά κφλν απφ ηα θαηαζηήκαηα εηδψλ κνληειηζκνχ ηελ ζηηγκή πνπ πνπιάλε ην ζχζηεκα. Κχθισκα Δπηινγήο ζπρλνηήησλ (Synthesizers) Μαο δίλνπλ ηε δπλαηφηεηα λα επηιέγνπκε ηελ ζπρλφηεηα εθπνκπήο ην πνκπνχ γπξίδνληαο δχν δηαθφπηεο, φπσο ζηνπο αζπξκάηνπο ησλ αεξνπιάλσλ θ.ι.π. Γηα λα γίλεη απηφ φκσο πξέπεη ν πνκπφο λα είλαη θιεηζηφο. ηελ αληίζεηε πεξίπησζε, ηε ζηηγκή πνπ αιιάδεη θάπνηνο ζπρλφηεηα απφ ηελ κία άθξε έσο ηελ άιιε ηεο κπάληαο ζα έθαλε παξεκβνιή ζε φια ηα άιια ζπζηήκαηα πνπ ιεηηνπξγνχζαλ ηαπηφρξνλα. ε ζπλδπαζκφ κε απηή ηε ηερλνινγία, ππάξρνπλ δέθηεο πνπ ζπληνλίδνπλ απηφκαηα ζηελ ζπρλφηεηα πνπ επηιέγεηαη λα εθπέκςεη ν πνκπφο ΣΟΤ. Πνηφο ηχπνο δηακφξθσζεο είλαη πξνηηκφηεξνο; Σα ζπζηήκαηα AM είλαη θζελφηεξα αιιά ε επηθνηλσλία κέζσ FM είλαη πηζηφηεξε. Σν FM απνξξίπηεη θαιχηεξα ηηο κηθξνπαξεκβνιέο πνπ πάληα ππάξρνπλ ζηνλ "αέξα", θαη δελ επεξεάδεηαη απφ ηνλ ζηαηηθφ ειεθηξηζκφ ηεο αηκφζθαηξαο. ήκεξα φια ηα ζπζηήκαηα είλαη FM, κε δηάθνξεο παξαιιαγέο θαη νλνκαζίεο SSM, FMsss, FMSI. 40

Αο μεθαζαξίζνπκε εδψ κία πιάλε: Σν FM δελ είλαη απξφζβιεην ζηελ παξεκβνιή ελφο ΑΜ ηεο ίδηαο ζπρλφηεηαο, νχηε θαη αληίζηξνθα. Νέα πξνζπάζεηα λα θηηαρηεί ην απξφζβιεην απφ παξεκβνιέο ζχζηεκα πηνζέηεζε ην γλσζηφ απφ άιινπο ηνκείο PCM (Pulse Code Modulation).Σν ζήκα PCM είλαη βαζηθά έλα ζήκα FM πνπ πεξηιακβάλεη θψδηθα. Αλ απνπζηάδεη ν θψδηθαο ν δέθηεο δελ αλαγλσξίδεη ην ζήκα άξα δελ δέρεηαη ηνλ ππφινηπν (μέλν) παικφ. Τπάξρεη ην SPCM (1024 step, 10 bit) θαη ην ZPCM (512 step, 9 bit). Πνιινί πνκπνί έρνπλ ηελ δπλαηφηεηα επηινγήο κεηαμχ ηξηψλ ηχπσλ δειαδή FM, SPCM θαη ZPCM. Οη δέθηεο δελ έρνπλ ηέηνηα δπλαηφηεηα επηινγήο. Γηα θάζε έλα απφ ηνπο πξναλαθεξζέληεο ηχπνπο επηιέγεηαη ν αληίζηνηρνο δέθηεο. ΠΔΡΙΓΡΑΦΗ ΣΧΝ ΣΜΗΜΑΣΧΝ ΣΟΤ ΤΣΗΜΑΣΟ Ο πνκπφο Δίλαη ε βάζε, κα θαη ε βηηξίλα ηνπ ζπζηήκαηνο, γηαηί ηα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ επεξεάδνπλ πνιχ ηνλ ππνςήθην αγνξαζηή. Η θαηαιιειφηεηα γηα ηνπο ηχπνπο ησλ ηπηάκελσλ κνληέισλ Σν πξψην πξάγκα πνπ πξέπεη λα εμεηάζεη ν αεξνκνληειηζηήο είλαη αλ ν πνκπφο απεπζχλεηαη ζε ηπηάκελα κνληέια ή ζε κνληέια απηνθηλήησλ ή ζε κνληέια πινίσλ. Δίλαη πξνθαλέο φηη πνκπνί πνπ έρνπλ ζρεδηαζηεί απνθιεηζηηθά γηα ηηο δχν άιιεο θαηεγνξίεο δελ θάλνπλ γηα ηπηάκελα κνληέια. Ζ δεχηεξε ζεκαληηθή ιεπηνκέξεηα είλαη αλ ν πνκπφο (πνπ είλαη θαηάιιεινο γηα ηπηάκελα κνληέια) απεπζχλεηαη ζε φινπο ηνπο ηχπνπο ησλ ηπηάκελσλ κνληέισλ ή κφλν γηα κνληέια αεξνπιάλσλ ή κφλν γηα κνληέια ειηθνπηέξσλ. Απηφ θαζνξίδεηαη απφ ην είδνο θαη ηελ αλάπηπμε ησλ δηαθφξσλ δηαθνπηψλ γηα ηηο δεπηεξεχνπζεο ιεηηνπξγίεο ή/θαη απφ ην πξφγξακκα ηνπ ππνινγηζηή ηνπ. πλήζσο νη κνληέξλνη πνκπνί κε ππνινγηζηή έρνπλ θαη ηηο ηξείο δπλαηφηεηεο πξνγξακκαηηζκνχ (αεξνπιάλα, αλεκφπηεξα, ειηθφπηεξα). ρήκα 2.24 Φσηνγξαθία Αξηζηεξά: Ο θιαζζηθφο πνκπφο κε δχν ρεηξηζηήξηα. Μέζε: Πνκπφο κε έλα ρεηξηζηήξην ηξηψλ αμφλσλ. Γεμηά: Πνκπφο Δπξσπατθνχ ζηπι 41

Σν ζρήκα ηνπ πνκπνχ Ο ελδηαθεξφκελνο πξέπεη λα απνθαζίζεη αλ εμππεξεηείηαη θαιχηεξα εξγνλνκηθά απφ ην θιαζζηθφ Ηαπσληθφ/Ακεξηθάληθν ζρήκα πνκπνχ ή απφ ην Δπξσπατθφ ζρήκα ηνπ πνκπνχ. Οη πξψηνη θξαηηψληαη κε ηηο παιάκεο (ελαιιαθηηθά κπνξνχλ λα θξεκαζηνχλ απφ ηνλ ιαηκφ) ελψ νη δεχηεξνη κπαίλνπλ ζε κία νξηδφληηα βάζε γηα κεγαιχηεξε ζηαζεξφηεηα θαη ιφγνπ ηνπ φγθνπ θαη ηνπ βάξνπο ηνπο αλαγθαζηηθά θξεκηψληαη απφ ηνλ ιαηκφ. Σα stick Σα stick είλαη νη κνρινί ειέγρνπ ησλ βαζηθψλ ιεηηνπξγηψλ ηνπ πνκπνχ. Σα stick κπνξεί λα είλαη κνλναμνληθά, δηαμνληθά ή ηξηαμνληθά. Οζα πξννξίδνληαη γηα λα ειέγρνπλ ηα θχξηα πεδάιηα, έρνπλ ειαηήξηα θαη επηζηξέθνπλ ακέζσο ζην θέληξν ηνπο κφιηο αθεζνχλ ειεχζεξα. Σν αθξηβέο θεληξάξηζκα, ρσξίο ηδφγνπο, είλαη απαξαίηεην. Σν stick πνπ ειέγρεη ηνλ θηλεηήξα δελ έρεη ειαηήξην επαλαθνξάο ζηελ θαηεχζπλζε απηή, αιιά κία θαζηάληα, γηα λα κέλεη ζηηο δηάθνξεο ζέζεηο πνπ απαηηεί ε πηήζε. ρήκα 2.25 Φσηνγξαθία απφ Αξηζηεξά: stick ελφο άμνλα - ειέγρεη έλα θαλάιη. Μπνξεί λα είλαη ηνπνζεηεκέλν θαη ζηελ θάζεηε δηεχζπλζε. Μέζε: stick δχν αμφλσλ - ειέγρεη δχν θαλάιηα. Γεμηά: stick ηξηψλ αμφλσλ - ειέγρεη ηξία θαλάιηα (πεξηζηξέθεηαη θαη γχξσ απφ ηνλ εαπηφ ηνπ) Tα trims είλαη ηνπνζεηεκέλα ζηελ θαηεχζπλζε ηεο θάζε θίλεζεο - εηδηθά ζην ηξηαμνληθφ stick ην trim ηνπ ηξίηνπ άμνλα είλαη ηνπνζεηεκέλν επάλσ ζηελ θεθαιή ηνπ stick. Αλ θξαηάκε ηνλ πνκπφ κε ηηο παιάκεο θαη ηα stick κε ηνπο αληίρεηξεο, ηφηε απηά πξέπεη λα είλαη θνληά. Αλ ν πνκπφο θξεκηέηαη (κε κία βάζε) απφ ηνλ ιαηκφ, ηφηε κπνξνχκε λα πηάζνπκε ηα stick κε ηα δχν δάρηπια (αληίρεηξα θαη δείθηε) γη' απηφ πξέπεη λα είλαη καθξπά. πκθέξεη ην χςνο ησλ stick λα είλαη ξπζκηδφκελν. Πφζα "modes" ππάξρνπλ θαη πνηφ λα δηαιέμσ; Δρεηο δεη πνηέ θαλέλα απηνθίλεην λα έρεη ηηκφλη πνπ ζηξέθνληάο ην αξηζηεξά ην απηνθίλεην λα ζηξίβεη δεμηά; Οχηε ζα δεηο πνηέ. Αλ θαη έλαο νδεγφο ζα κπνξνχζε λα εθπαηδεπηεί λα θάλεη αληίζεηεο θηλήζεηο, έρεη επηθξαηήζεη ε ινγηθή. Δηζη αλ θαη νη αληηζηνηρίεο κεηαμχ ησλ θηλήζεσλ ησλ stick θαη ησλ θηλήζεσλ ησλ πεδαιίσλ, κπνξνχλ λα πξνγξακκαηηζηνχλ απφ ηνλ θαζέλα, φπσο ηνπ αξέζεη, ζπλήζσο αθνινπζνχκε ηελ αληηζηνηρία πνπ έρεη ην ρεηξηζηήξην "κπαζηνχλη" ελφο ειαθξνχ αεξνζθάθνπο. Ζ θίλεζε ησλ πεδαιίσλ θιίζεο (ailerons) αξηζηεξά - δεμηά ζπκθέξεη λα γίλεηαη κε ηελ θίλεζε ηνπ αληίζηνηρνπ stick επίζεο ζηελ θαηεχζπλζε αξηζηεξά - δεμηά, ελψ ε θίλεζε ησλ πεδαιίσλ αλφδνπ - θαζφδνπ (elevator) ζπκθέξεη 42

λα γίλεηαη θάζεηα, φπσο θαη ζην πξαγκαηηθφ αεξνπιάλν, κε ηξάβεγκα πξνο ην ζψκα λα αλπςψλεηαη ε κχηε θαη κε ζπξψμηκν λα θαηεβαίλεη ε κχηε ηνπ ζθάθνπο. Ο έιεγρνο ηνπ πεδαιίνπ δηεχζπλζεο (rudder) ζπκθέξεη λα γίλεηαη επίζεο ζε θαηεχζπλζε δεμηά - αξηζηεξά, ελψ νη ζηξνθέο ηνπ θηλεηήξα (throttle) ζπκθέξεη λα ειέγρνληαη ζε θάζεην άμνλα, ζπξψρλνληαο ηνλ κνριφ λα απμάλνπλ θαη ηξαβψληαο ηνλ λα κεηψλνληαη. Δλψ ην αεξνπιάλν έρεη έλα stick, πνδσζηήξηα θαη "καλέηα", νη κνληειηζηέο πξέπεη λα θάλνπλ ηα ίδηα κφλν κε ηα stick ηνπ πνκπνχ. Ο θιαζζηθφο κνληειηζηηθφο πνκπφο έρεη δχν stick (φιεο νη άιιεο παξαιιαγέο ή έρνπλ εθιείςεη ή θπθινθνξνχλ ζε κηθξφ πνζνζηφ). Αλάινγα κε ηελ θαηαλνκή ησλ 4 θπξίσλ ειέγρσλ (θαλαιηψλ) ζηα δχν stick, έρνπκε 4 ζπλδπαζκνχο πνπ νλνκάδνπκε "modes". Σν mode II πξνηηκάηαη απφ ηνπο πεξηζζφηεξνπο αεξνκνληειηζηέο, γηαηί ην δεμί stick πνπ ειέγρεη ηα ailerons θαη elevator αλαπαξηζηά ην ρεηξηζηήξην ελφο κεγάινπ αεξνπιάλνπ. Αληίζεηα ηα mode I θαη mode III βξίζθνπλ φιν θαη πηφ πνινχο ππνζηεξηθηέο γηαηί έρνληαο ηα δχν πξναλαθεξζέληα πεδάιηα ζε δηαθνξεηηθά stick ππνηίζεηαη φηη ηα ειέγρνπλ θαιχηεξα. Σν mode IV ζπλαληάηαη ζπάληα, φπσο επίζεο θαη ηα ηξηαμνληθά single sticks πνπ απεπζχλνληαη κφλν ζε δεμηφρεηξεο. Γελ είλαη πεξίεξγν φηη αλάινγα κε ηελ γεσγξαθηθή πεξηνρή επηθξαηνχλ θαη δηαθνξεηηθά modes, αθνχ ν λένο καζαίλεη απφ ηνπο παιηφηεξνπο κε ην mode πνπ έκαζαλ λα πεηάλε θη απηνί. Σν πηζαλφηεξν είλαη φηη κε φπνην mode κάζεηο λα πεηάο, ζα ζπλερίζεηο ζε φιε ζνπ ηελ αεξνκνληειηζηηθή θαξηέξα. Γελ είλαη εχθνιν κεηά απφ ρξφληα εμνηθίσζεο θαη αλάπηπμεο ησλ αλαθιαζηηθψλ ζνπ λα πεηάμεηο κε άιιε δηάηαμε ρεηξηζκψλ ρσξίο λα δψζεηο θάπνηα ιάζνο θίλεζε. Καηά ηελ αγνξά ηνπ ζπζηήκαηνο πξέπεη λα εμαζθαιίζεηο είηε φηη ν πνκπφο ζα έρεη απφ ηελ αξρή ην mode πνπ επηζπκείο, είηε φηη ε αιιαγή απφ ην έλα mode ζην άιιν είλαη εθηθηή. Ση είλαη ηα "ηξίκ" (trim); Γελ ππάξρεη κνληέιν πνπ λα κελ εκθαλίζεη θάπνηα ζηηγκή εθηξνπέο ζηελ πηήζε. Απηφ είλαη πηφ ινγηθφ λα ζπκβεί ζηηο πξψηεο πηήζεηο πνπ ην κνληέιν είλαη αθφκα αδνθίκαζην. Απηέο νη εθηξνπέο ζα κπνξνχζαλ λα δηνξζσζνχλ θηλψληαο ειάρηζηα ηα stick ψζηε λα δψζεηο εληνιή ζηα αληίζηνηρα πεδάιηα λα εθηξαπνχλ έλα κηθξφ πνζνζηφ. Δίλαη φκσο αδχλαην λα ζηαζεξνπνηήζεηο ηα stick λα δίλνπλ ζπλερψο απηφ ην ζήκα ζε φιε ηελ πηήζε. Απηφ ην αλαιακβάλνπλ νη αληηζηαζκηζηηθνη κνρινί, ηα "trim". 43

ρήκα 2.26 Φσηνγξαθία απφ κεραληθά trim Αξηζηεξά: Μεηαθηλψληαο ην trim αιιάδεη ην νπδέηεξν ζεκείν ηνπ πεδάιηνπ (ηνπ servo) Γεμηά: Η νιηθή θίλεζε ηνπ πεδάιηνπ αλαπηχζεηαη ηζφηηκα εθαηέξσζελ ηνπ λένπ νπδέηεξνπ ζεκείνπ πξψρλνληαο ιίγν έλα trim αιιάδεη ην νπδέηεξν ζεκείν ηνπ πεδαιίνπ. Αλεμάξηεηα απφ απηφ, ην ρεηξηζηήξην δίλεη θαλνληθφ ζήκα, κε ηε δηαθνξά φηη ην πεδάιην μεθηλά απφ λέν νπδέηεξν ζεκείν, κε ηελ νιηθή δηαδξνκή θαηαλεκεκέλε εθαηέξσζελ. Σν trim κπνξεί λα θηλήζεη ην servo κέρξη ην 10% ηεο νιηθήο δηαδξνκήο ηνπ. Σα κεραληθά ηξηκ δελ έρνπλ απηφκαηε επαλαθνξά ζην θέληξν, δειαδή κέλνπλ φπνπ ηα ζπξψμεηο. Σα ειεθηξηθά trim επαλέξρνληαη ζην θέληξν αιιά ζ' απηή ηελ πεξίπησζε δελ κπνξείο λα αληηιεθζείο κε κηά καηηά πφζν ηξηκ έρεηο δψζεη ζην ζπγθεθξηκέλν θαλάιη. Trim έρνπλ κφλν ηα 4 πξσηεχνληα θαλάιηα. πλήζσο ην trim θάζε θαλαιηνχ βξίζθεηαη δίπια απφ ην stick ηνπ. Αιιά ζε κεξηθνχο πνκπνχο κπνξείο λα αληαιιάμεηο ηηο αληηζηνηρίεο ησλ trim ψζηε φησλ ζέιεηο λα ηξηκκάξεηο π.ρ. ην elevator, λα ην θάλεηο κε ην άιιν ρέξη ρσξίο λα αθήζεηο ην stick πνπ ην ειέγρεη. Οη ππφινηπνη δηαθφπηεο θαη πνηελζηφκεηξα ε έλα πνκπφ κπνξείο λα βξείο ή λα ηνπνζεηήζεηο κφλνο ζνπ. Γηαθφπηεο ζηηγκηαίαο ελέξγεηαο (γηα ηελ έλαξμε ηνπ ρξνλφκεηξνπ, ηελ ελεξγνπνίεζε ηνπ snap roll θ.ι.π.) Γηαθφπηεο δχν ζέζεσλ (γηα έιεγρν θαλαιηψλ ή κίμεσλ) Γηαθφπηεο ηξηψλ ζέζεσλ (γηα έιεγρν θαλαιηψλ ή κίμεσλ) Πνηελζηφκεηξα γξακκηθήο θίλεζεο (γηα έιεγρν θαλαιηψλ) Πνηελζηφκεηξα πεξηζηξνθηθά (γηα έιεγρν θαλαιηψλ) Οη ζέζεηο ησλ δηαθνπηψλ, κνριψλ θαη πνηελζηνκέηξσλ, πξέπεη λα είλαη θαη απηέο εξγνλνκηθέο. Τπάξρνπλ πνκπνί πνπ ζνπ δίλνπλ ηελ δπλαηφηεηα λα επηιέμεηο εζχ πνπ ζα βάιεηο θάζε επη πιένλ δηαθφπηε. Αλ φκσο απηφ δελ είλαη δπλαηφ, ηφηε έζησ θαη αλ κπνξείο λα αιιάμεηο ηα modes νη ππφινηπνη δηαθφπηεο ζα κείλνπλ ζε ζέζε πνπ ηα έβαιε ν θαηαζθεπαζηήο θαη πνπ βνιεχεη κφλν ηνπο δχν απφ ηνπο ηέζζεξεηο δπλαηνχο ζπλδπαζκνχο mode. Ση δείρλεη ην απιφ φξγαλν ηνπ πνκπνχ; Σν φξγαλν ζηελ βάζε ηεο θεξαίαο ζε άιιεο κάξθεο δείρλεη ηελ ηζρχ ηεο εμφδνπ ηνπ ζήκαηνο θαη ζε άιινπο ηελ ηάζε ηεο κπαηαξίαο. Δίηε ην έλα είηε ην άιιν είλαη πνιχ θαιή έλδεημε γηα ηελ θαηάζηαζε ηεο κπαηαξίαο θαη ηελ αζθάιεηα ηεο πηήζεο. 44

Ση δείρλεη ε νζφλε ; Ζ νζφλε ππάξρεη φηαλ ν πνκπφο έρεη κηθξνυπνινγηζηή. Δθεί εκθαλίδνληαη ηα κελνχ θαη νη εληνιέο ηνπ πξνγξάκκαηνο, ν ρξφλνο πηήζεο, θαη ε ηάζε ηεο κπαηαξίαο. Η θεξαία Ζ θιαζζηθή θεξαία ή αληέλα, είλαη πηπζζφκελε. Σν κήθνο ηεο είλαη ζπλήζσο ζπλάξηεζε ηνπ κήθνπο θχκαηνο (ηεο κπάληαο) πνπ εθπέκπεη. ε άιινπο πνκπνχο ρσλεχεηαη κέζα ζηελ θάζα θαη ζε άιινπο είλαη εμσηεξηθή θαη μεβηδψλεηαη γηα ηε κεηαθνξά. Τπάξρνπλ θαη θνληέο ζε θπζηθφ κέγεζνο θεξαίεο, πνπ επηηπγράλνπλ ην ίδην απνηέιεζκα κε ηερληθή πνπ ιέγεηαη "θεληξηθή θφξηηζε" (centre loaded). Καη απηέο είλαη δηαθνξεηηθέο γηα θάζε κπάληα. Με ηέηνηα θεξαία ν πνκπφο ίζσο λα έρεη κεησκέλε εκβέιεηα θαη απηφ πξέπεη λα ην γλσξίδεη ν αεξνκνληειηζηήο πνπ ζέιεη λα πεηάμεη πνιχ καθξπά. Ο δέθηεο Αλ θαη φινη νη κνληέξλνη δέθηεο είλαη πξαθηηθά κηθξνί ζε κέγεζνο, ππάξρεη ε ηάζε λα γίλνπλ αθφκα κηθξφηεξνη. ηα κηθξά κνληέια ν mini ή micro ή pico δέθηεο είλαη ε κνλαδηθή ιχζε γηα ηνλ πεξηνξηζκέλν ρψξν ηνπο, ή ην κηθξφ ηνπο βάξνο. Αιιά θαη ζηνπο κεγάινπο (θιαζζηθνχο) δέθηεο ππάξρνπλ δηαθνξεηηθά ζρήκαηα, πνπ έρνπλ ζεκαζία κφλν αλ πξέπεη ν δέθηεο λα ρσξέζεη ζε ζηελή άηξαθην αλεκφπηεξνπ (νπφηε θαηαιιειφηεξν είλαη ην καθξφζηελν ζρήκα). Οη ππνδνρέο γηα ηα πξηδάθηα ησλ servo είλαη ζπλήζσο ελζσκαησκέλεο ζηελ πιαθέηα ηνπ δέθηε. Παιηφηεξα νη ππνδνρέο απηέο θξέκνληαλ έμσ απφ ηελ θάζα, ε θάζε κία κε ρσξηζηή θαισδίσζε. ρήκα 2.27 Φσηνγξαθία απν δέθηε ηνπο πνιχ κηθξνχο δέθηεο ηεο ηάμεσο ησλ 1-4 γξακκαξίσλ!!!, ηα θαιψδηα ησλ επίζεο κηθξνζθνπηθψλ ζεξβνκεραληζκψλ θνιιηνχληαη απ' επζείαο ζηελ πιαθέηα ηνπο. 45

Δπεηδή δελ ζπκθέξεη λα ππάξρνπλ ρσξηζηά module γηα αιιαγέο ζηνλ ηχπν ηεο δηακφξθσζεο ή ηελ κπάληα ησλ ζπρλνηήησλ, νη δέθηεο πιένλ πξνζθέξνληαη νινθιεξσκέλνη κε πξνθαζνξηζκέλνπο ζπλδπαζκνχο ησλ δχν απηψλ παξακέηξσλ. Σν εχξνο ιήςεο εμαξηάηαη απφ ηηο πξνδηαγξαθέο ηνπ θξάηνπο πνπ ζα ρξεζηκνπνηεζνχλ. Απηφ επεξεάδεη θαη θφζηνο ηνπο. Πξνηηκνχληαη νη δέθηεο ζηελνχ εχξνπο (narrow band) πνπ επηηξέπνπλ ηελ ηαπηφρξνλε ιεηηνπξγία πεξηζζνηέξσλ ζπζηεκάησλ κέζα ζε κία κπάληα δηαζέζηκσλ δηαχισλ. ήκεξα έλαο δέθηεο ζηελνχ εχξνπο λνείηαη απηφο πνπ κπνξεί λα ιεηηνπξγήζεη κε δηαρσξηζκφ 10 KHz. Γπζηπρψο ζε δέθηεο πνιχ κηθξνχ κεγέζνπο (1-4 γξακκαξίσλ), πνπ πξννξίδνληαη γηα κνληέια εζσηεξηθψλ ρψξσλ, ν κηθξφηεξνο δηαρσξηζκφο πξνο ην παξφλ είλαη 20 ΚΖz. Δλαο άιινο ηχπνο δεθηψλ, πνπ πεξηνξίδνπλ νξηζκέλεο αηηίεο παξεκβνιψλ απφ ζπλδπαζκνχο ζπρλνηήησλ ζην ίδην κνληεινδξφκην, είλαη νη δέθηεο "δηπιήο κεηαηξνπήο" (dual conversion), κε δχν ζηάδηα κίμεο, θαη ελδηάκεζε ζπρλφηεηα (I.F.) ζην πξψην ζηάδην ηα 10,7 MHz. Μία εηαηξεία ιαλζάξεζε ηειεπηαία έλα δέθηε κε θχθισκα αζθάιεηαο πνπ ην νλφκαζε "παξάζπξν" (window). Σν ειεθηξνληθφ "παξάζπξν" αθήλεη λα πεξάζεη κφλν ην ζήκα πνπ πεξηκέλεη απφ ην δηθφ ηνπ πνκπφ. Αλ ζην "παξάζπξν" θζάζεη έλα παξαπνηεκέλν ζήκα ή κία παξεκβνιή, δε "ρσξάεη" λα πεξάζεη αιιά αλαθπθιψλεηαη ζπλερψο ζε έλα άιιν ζεκείν ηνπ δέθηε, έσο φηνπ μεθαζαξίζεη απφ ηηο παξεκβνιέο. Με ηελ ξαγδαία εμάπισζε ησλ ειεθηξνθίλεησλ κνληέισλ, βγήθαλ θαη δέθηεο "πβξηδηθνί" πνπ έρνπλ ελζσκαησκέλν θχθισκα ειέγρνπ ησλ ζηξνθψλ ηνπ ειεθηξνθηλεηήξα. Απηφ είλαη εππξφζδεθην ζηελ θαηεγνξία δεθηψλ micro θαη pico, αιιά ζηηο ιίγεο πεξηπηψζεηο πνπ κεγαιχηεξνη δέθηεο είραλ ηέηνην θχθισκα, απηφ ήηαλ θζελφ θαη απνηπρεκέλν. Σέινο, ήδε θπθινθνξνχλ ζηελ αγνξά δέθηεο πνπ δελ έρνπλ ζπκβαηηθφ θξχζηαιιν γηα ηελ ζπρλφηεηα ιήςεο, αιιά απηνζπληνλίδνληαη κε ηνλ πνκπφ ηνπο. Οη ζεξβνκεραληζκνί (servo) Σν πξψην ραξαθηεξηζηηθφ ελφο servo είλαη ε πηζηή αληαπφθξηζή ηνπ κε πνιχ κηθξά βεκαηάθηα ζηηο κηθξνθηλήζεηο ηνπ ρεηξηζηεξίνπ ηνπ πνκπνχ (resolution). Δμ' ίζνπ ζεκαληηθή είλαη θαη ε αθξίβεηα ηεο επαλαθνξάο ηνπ ζην θέληξν ηνπ φηαλ αθήλεηο ην stick (κε ηελ πξνυπφζεζε φηη θαη ην stick θεληξάξεη απφιπηα) θαη θπζηθά λα κήλ έρεη - νχηε λα απνθηήζεη κε ηελ ρξήζε - ηδφγνπο. Σν επφκελν θξηηήξην είλαη ε "δχλακή" ηνπ, πνπ γηα ηα ζέξβν κε πεξηζηξεθφκελε θεθαιή, εθθξάδεηαη ζε κνλάδεο ξνπήο. Ζ ξνπή απηή θπκαίλεηαη απφ 0,8 kp*cm (8N*cm) έσο θαη πέξα απφ ηα 10Kp*cm (100Ν*cm). ηελ Ακεξηθή ε ξνπή ησλ servo εθθξάδεηαη ζε νπγγηέο ζηελ ίληζα. Οκσο αλ θαη ε ζσζηή αλαγξαθή απηήο ηεο κνλάδαο είλαη oz*in, ηελ βιέπνπκε λα αλαθέξεηαη ιαλζαζκέλα σο oz/in. Γηα ηελ κεηαηξνπή ηεο κηάο κνλάδαο ζηελ άιιε, αξθεί λα γλσξίδεηο φηη ρνλδξηθά 14 oz*in = 1 Kp*cm. 46

ρήκα 2.28 Φσηνγξαθία servo Σα πξσηεχνληα πεδάιηα δεηνχλ πάληα ηζρπξφηεξα servo. Ζ δήηεζε απηή εληζρχεηαη αλ ην κνληέιν πξφθεηηαη λα πεηάμεη θαη ζε κεγάιεο ηαρχηεηεο. Σα πνιχ δπλαηά servo έρνπλ απνζηνιή λα νπιίζνπλ ηα κνληέια γίγαληεο. Ζ δχλακε/ξνπή ησλ servo ζπλήζσο είλαη αιιειέλδεηε κε ην κέγεζνο/βάξνο ηνπο. Μεγαιχηεξν κνηέξ θαη πηφ ρνληξά γξαλάδηα απμάλνπλ φγθν θαη βάξνο. Σα δχν απηά ραξαθηεξηζηηθά δελ αθνξνχλ κφλν ηα κηθξά κνληέια. Δλα αθξνβαηηθφ κε 7 servo έρεη θαη απηφ πξφβιεκα βάξνπο θαη ρψξνπ. Σα servo πνπ θηλνχλ ηα ailerons ζπκθέξεη λα είλαη πνιχ γξήγνξα. Γξήγνξα servo ζε άιιεο εθαξκνγέο δελ βιάπηνπλ. πλήζσο έλα servo γίλεηαη γξήγνξν ζε βάξνο ηεο ξνπήο ηνπ. Σα servo κε επζχγξακκε θίλεζε θεθαιήο είραλ εμαθαληζηεί γηα πνιιά ρξφληα, αιιά επαλεκθαλίδνληαη ζηα πνιχ κηθξά κεγέζε. Ζ πιεηνλφηεο ησλ servo έρεη πεξηζηξεθφκελε θεθαιή/κπξάηζν. Ζ ζπλνιηθή δπλαηφηεηα πεξηζηξνθήο ηνπ κπξάηζνπ είλαη 90 ν -100 ν (δει 45 ν -50 ν δεμηά θαη αξηζηεξά). Δηδηθά ηα servo γηα ηελ ιεηηνπξγία ηνπ αλαζπξφκελνπ ζπζηήκαηνο πξνζγείσζεο έρνπλ δπλαηφηεηα πεξηζηξνθήο 160 ν -180 ν θαη ιέγνληαη "retract servo". ρήκα 2.29 Φσηνγξαθία servo κε επζχγξακκε θίλεζε θεθαιήο 47

Αιια servo είλαη δεμηφζηξνθα θαη άιια (κε ην ίδην ζήκα ηνπ πνκπνχ) αξηζηεξφζηξνθα. H επηζπκεηή θνξά πεξηζηξνθήο επηιέγεηαη απφ ην πξφγξακκα ηνπ πνκπνχ ή απφ απιά δηαθνπηάθηα. Δλα "θαιφ" servo έρεη επίζεο ξνπιεκάλ, κεηαιιηθά γξαλάδηα, έκκεζε θίλεζε ηνπ πνηελζηφκεηξνπ (indirect drive) θαη ζηεγαλφηεηα ζην λεξφ θαη ζην ιάδη.. ρήκα 2.30 Φσηνγξαθία Αξηζηεξά: Πνιχ κηθξφ ζέξβν γηα κνληέια εζσηεξηθψλ ρψξσλ κε επζχγξακκε θίλεζε ηεο θεθαιήο, βάξνπο κφιηο 2,4 γξακκαξίσλ, θαη κε δχλακε 100 γξακκαξίσλ. Γεμηά: καγλεηηθά actuators κε δχλακε κφιηο κεξηθψλ γξακκαξίσλ Φεθηαθνί ζεξβνκεραληζκνί (digital servos) Digital servos είλαη ε λέα γεληά ησλ servo. Δκάο καο ελδηαθέξεη πνηά είλαη ε νπζηψδεο δηαθνξά ηνπο απφ ηα άιια ζηελ πξάμε. Έζησ φηη ε δεισκέλε ξνπή ελφο αλαινγηθνχ servo είλαη 50 Ν*cm (5 kg*cm). Απηφ ζεκαίλεη φηη ην servo κπνξεί λα αληηζηαζεί ζε απηή ηελ ξνπή, θαη λα θξαηήζεη ηελ ζέζε ηνπ, αθνχ πεξηζηξαθεί ζηελ αθξαία ηνπ ζέζε. Γελ κπνξεί λα μεθηλήζεη ηελ πεξηζηξνθή αλ δέρεηαη ην κέγηζην απηφ θνξηίν. ηελ πξάμε ην θνξηίν πνπ κπνξεί λα αληηζηαζκίζεη ην αλαινγηθφ servo κεηαβάιιεηαη ζρεδφλ αλαινγηθά απφ ηελ κηθξφηεξε ηηκή ζην νπδέηεξν ζεκείν έσο ηελ κεγαιχηεξε ζηελ άθξε. ρήκα 2.31 Φσηνγξαθία γξαθήκαηνο ςεθηαθνχ κε αλαινγηθνχ servo Αληίζεηα ην ςεθηαθφ servo αλαπηχζζεη ηελ δεισκέλε ξνπή απφ ηηο πξψηεο θη' φιαο κνίξεο ηεο πεξηζηξνθήο ηνπ (2-3 κνίξεο) θαη ηελ δηαηεξεί έσο ηελ άθξε. Γέρεηαη πεξηζζφηεξεο εληνιέο γηα ηελ θίλεζή ηνπ άξα ηα ζθαινπάηηα ηεο πεξηζηξνθήο ηνπ είλαη πεξηζζφηεξα, δειαδή έρεη θαιχηεξε αθξίβεηα. Γηα λα πεηχρνπλ απηά ηα ραξαθηεξηζηηθά, ηα ςεθηαθά servo θαηαλαιψλνπλ πεξηζζφηεξν ξεχκα απφ ηα αλαινγηθά θαη ρξεηάδνληαη κπαηαξία κε κεγαιχηεξε ρσξεηηθφηεηα γηα ηνλ ίδην ρξφλν 48

πηήζεο. Βιέπεηο ακέζσο φηη δελ είλαη δχζθνιν λα πξνζδηνξίζεηο ην θαιφ servo. Ο κφλνο αλαζηαιηηθφο παξάγνληαο ζηελ αγνξά ηνπ είλαη ην θφζηνο. Σν αθξηβφ servo θνζηίδεη ην ηξηπιάζην-ηεηξαπιάζην απφ έλα θζελφ. Οηαλ φκσο ε ηχρε ηνπ κνληέινπ ή ηνπ αγψλα εμαξηάηαη (κεηαμχ άιισλ) θαη απφ ηα servo δελ ππάξρεη άιιε εθινγή. Τπάξρνπλ ςεθηαθά ζέξβν πνπ δέρνληαη 6volts, αιιά ππάξρνπλ άιια ςεθηαθά πνπ δελ κπνξνχλ λα δερζνχλ πεξηζζφηεξν απφ 4,8 volts. Απηφ δελ είλαη κεηνλέθηεκα, απιά αλαθέξεηαη γηα λα κελ γίλεη ιάζνο θαη θαηαζηξαθνχλ ηα δεχηεξα κε ηελ κεγαιχηεξε ηάζε. Οη κπαηαξίεο ηξνθνδνζίαο ηνπ ζπζηήκαηνο θαη ν θνξηηζηήο Δδψ ζα αλαθέξνπκε φηη πξέπεη λα εμεηάζεηο αλ ζηελ ηηκή ηνπ ζπζηήκαηνο πεξηέρνληαη ή φρη κπαηαξίεο, θαη ζηελ πεξίπησζε ησλ επαλαθνξηηδφκελσλ κπαηαξηψλ αλ πεξηιακβάλεηαη θνξηηζηήο. ηα ζπζηήκαηα πνπ πξνέξρνληαη απφ Ακεξηθή ν θνξηηζηήο ιεηηνπξγεί κε 110 Volts θαη ζέιεη πξφζζεην κεηαζρεκαηηζηή, ελψ ζηα ζπζηήκαηα πνπ πξνέξρνληαη απφ Αγγιία ν θνξηηζηήο έρεη θηο πνπ δελ ηαηξηάδεη κε ηηο πξίδεο πνπ έρνπλ ηα Διιεληθά ζπίηηα. Ζ ζα παξεκβάιεηο ηνλ αληίζηνηρν adaptor, ή ζα θφςεηο ην θηο θαη ζα ην αληηθαηαζηήζεηο κε Διιεληθφ. ρήκα 2.32 Φσηνγξαθία απφ κπαηαξίεο ηξνθνδνζίαο Οη κπαηαξίεο πνπ πξνζθέξνληαη κε ηα ζπζηήκαηα είλαη πάληα 4 ζηνηρείσλ δειαδή 4,8 Volts. Αλ θάπνηνο ζέιεη κπαηαξία 5 ζηνηρείσλ (6 volts) ζα ηελ αγνξάζεη ρσξηζηά. Οηη αθνξά ηελ επηινγή ηνπ θαηάιιεινπ ηχπνπ ειεθηξηθψλ ζηνηρείσλ γηα ηελ ηξνθνδνζία ησλ ζπζηεκάησλ ηειεθαηεχζπλζεο αλαθέξεηαη ζην θεθάιαην Σξνθνδνζία πζηεκάησλ Σ/Κ. Όηη αθνξά ηνπο θνξηηζηέο ζπζζσξεπηψλ αλαθέξεηαη ζην θεθάιαην Φνξηηζηέο. 49

2.1.7 Μπαηαξία Ηιεθηξηθφ ζηνηρείν Σν ειεθηξηθφ ζηνηρείν είλαη απνζήθε ρεκηθήο ελέξγεηαο πνπ κε ηελ θαηάιιειε ζπλδεζκνινγία, πξνβιέπεηαη λα κεηαηξαπεί ζε ειεθηξηθή ελέξγεηα. Γηαθξίλνπκε δχν είδε ειεθηξηθψλ ζηνηρείσλ: ηα πξσηνγελή θαη ηα δεπηεξνγελή ζηνηρεία. ην πξσηνγελέο ζηνηρείν ιακβάλεη ρψξα κία ρεκηθή αληίδξαζε πνπ δελ αλαζηξέθεηαη. Οηαλ εμαληιεζεί ε ρεκηθή ηνπ ελέξγεηα, δελ κπνξεί λα μαλαρξεζηκνπνηεζεί κε ηνλ ίδην ηξφπν. Σν δεπηεξνγελέο ζηνηρείν, φηαλ απνδφζεη ηελ ρεκηθή ηνπ ελέξγεηα κπνξεί λα λα επαλέιζεη ζηελ αξρηθή ηνπ θαηάζηαζε. Απηφ επηηπγράλεηαη αληηζηξέθνληαο ηελ "δηαδηθαζία", δειαδή δίλνληάο ηνπ ειεθηξηθή ελέξγεηα, πνπ απνζεθεχεηαη ζ' απηφ ζαλ ρεκηθή ελέξγεηα. Απηή ε εξγαζία ιέγεηαη θφξηηζε (ή επαλαθφξηηζε). Σα πξσηνγελή ζηνηρεία ηα ιέκε επίζεο μεξά ζηνηρεία, ελψ ηα δεπηεξνγελή ζπζζσξεπηέο. Η ηάζε Κάζε ζηνηρείν έρεη κία δηαθνξά δπλακηθνχ, πνπ ζπλήζσο ηελ ιέκε ηάζε, θαη ε νπνία εμαξηάηαη απφ ηελ ρεκηθή ζχλζεζε ησλ δχν ειεθηξνδίσλ. Ζ κνλάδα έθθξαζεο ηεο ηάζεο είλαη ηα Volts (V). Ζ ηάζε πνπ ζπλάγεηαη απφ ηελ ρεκηθή ηνπ ζχλζεζε είλαη θαη' αξράο νλνκαζηηθή. ηελ πξάμε ζα έρεη κελ απηή ηελ ηάζε, αιιά φηαλ έρεη φιε ηνπ ηελ ελέξγεηα ε ηάζε ζα είλαη ιίγν κεγαιχηεξε, ελψ φζν εμαληιεηίηαη ε ελέξγεηά ηνπ ε ηάζε ζα είλαη ιίγν κηθξφηεξε. αλ παξάδεηγκα, ην ζηνηρείν Ni-Cd έρεη νλνκαζηηθή ηάζε 1,2 V. Ακέζσο κεηά ηελ θφξηηζε ε ηάζε ηνπ θπκαίλεηαη ζηα 1,35-1,4 V, ελψ αληίζεηα φηαλ ε ηάζε πέζεη ζηα 1,1 V είλαη ήδε "άδεην" γηα θάζε πξαθηηθή εθαξκνγή. Ζ ηάζε πνπ δείρλνπλ ηα ζηνηρεία ελ θελψ (φηαλ δελ παξέρνπλ ελέξγεηα) είλαη πιαζκαηηθή. Δηζη έλα πξαθηηθά άδεην ζηνηρείν Ni-Cd κπνξεί λα δείρλεη ελ θελψ 1,2 V αιιά κφιηο δερζεί θνξηίν λα δείμεη ηελ πξαγκαηηθή ρακειή ηνπ ηάζε. Γη' απηφ, ηελ ηάζε ηελ κεηξάκε πάληα ππφ θνξηίν. Η ρσξεηηθφηεηα Δμ ίζνπ ζπνπδαίν ραξαθηεξηζηηθφ ησλ ειεθηξηθψλ ζηνηρείσλ είλαη ε ρσξεηηθφηεηά ηνπο. Ζ ρσξεηηθφηεηα δείρλεη ηελ ζεσξεηηθή δηάξθεηα πνπ κπνξεί λα μεθνξηίδεηαη έλα ζηνηρείν κε θάπνην ζηαζεξφ ξεχκα. Γειαδή, ε ρσξεηηθφηεηα είλαη ην γηλφκελν ηνπ ρξφλνπ (ζε ψξεο "h" ή ζε ιεπηά "min") επί ηελ έληαζε ηνπ ξεχκαηνο (ζε ακπέξ "A" ή ζε κηιηακπεξ "ma") νπφηε θαη εθθξάδεηαη αληίζηνηρα ζε: ακπεξψξηα (Ah) ή κηιηακπεξψξηα (mah), ή ακπεξνιεπηά (Amin) ή κηιηακπεξνιεπηά (mamin). Γειαδή κία κπαηαξία κε ρσξεηηθφηεηα 500 mah κπνξεί λα δίλεη ξεχκα 500 ma γηα 1 ψξα, ή 250 ma γηα 2 ψξεο ή 50 ma γηα 10 ψξεο θ.ν.θ.; Απηφ είλαη εληειψο ζεσξεηηθφ. ηελ πξάμε φζν κεγαιψλεη ην ξεχκα εθθφξηηζεο, ηφζν κεηψλεηαη ν ζεσξεηηθφο ρξφλνο θαη αληίζηξνθα φζν κηθξαίλεη ην ξεχκα ηφζν 50

κεγαιψλεη ν ρξφλνο. Σα αθξηβή κεγέζε εμαξηψληαη απφ ηνλ ηξφπν πνπ ν θαηαζθεπαζηήο έρεη θιαζζάξεη (νλνκάζεη) ην πξντφλ ηνπ. Αλ ηελ έρεη θιαζζάξεη ζαλ 500 mah επεηδή αληέρεη 10 ψξεο ζε εθθφξηηζε 50 ma, ηφηε θάζε ρξήζε κε εθθφξηηζε κεγαιχηεξε απφ 50 ma ζα δηαξθέζεη ηέηνην ρξφλν πνπ ην γηλφκελφ ηνπο ζα δψζεη ρσξεηηθφηεηα κηθξφηεξε απφ 500 mah θαη θάζε ρξήζε κε εθθφξηηζε κηθξφηεξε απφ 50 ma ζα δψζεη ρσξεηηθφηεηα κεγαιχηεξε απφ 500 mah. Αληίζεηα αλ ηελ έρεη θιαζζάξεη ζαλ 500 mah επεηδή αληέρεη 1 ψξα ζε εθθφξηηζε 500 ma ηφηε θάζε ρξήζε κε εθθφξηηζε κηθξφηεξε απφ απηή ηελ έληαζε ζα δψζεη ρσξεηηθφηεηα κεγαιχηεξε απφ 500 mah θαη θάζε ρξήζε κε εθθφξηηζε κεγαιχηεξε απφ 500 ma ζα δψζεη ρσξεηηθφηεηα κηθξφηεξε απφ 500 mah. Η ελέξγεηα Ζ ελέξγεηα ηεο κπαηαξίαο ηζνχηαη κε ην γηλφκελν ηεο ηάζεο επί ηελ ρσξεηηθφηεηά ηεο, δειαδή V x Ah. Δπεηδή VxA =W, ε ζσζηή κνλάδα έθθξαζεο ηεο ελέξγεηαο είλαη Wh δειαδή βαη-ψξεο, θαη θαη' επέθηαζε Wmin (βαηνιεπηά), mwh (κηιηβαηψξεο), mwmin (κηιηβαηνιεπηά). Αλ απφ κία παξηίδα ζηνηρείσλ κε ρσξεηηθφηεηα 0,5 Ah θηηάμνπκε κία κπαηαξία κε 4 ζηνηρεία θαη κία άιιε κε 8 ζηνηρεία, ζίγνπξα αλ θαη ζα έρνπλ ηελ ίδηα ρσξεηηθφηεηα δελ έρνπλ ηελ ίδηα ελέξγεηα. ηελ πξψηε πεξίπησζε ζα έρνπκε 4,8V x 0,5 Ah = 2,4 Wh, ελψ ζηελ δεχηεξε 9,6V ρ 0,5Ah = 4,8 Wh. Δζησ φηη ζε κηά ηξίηε πεξίπησζε έρνπκε κία άιιε κπαηαξία 4 ζηνηρείσλ κε ρσξεηηθφηεηα 1,0Ah. Ζ ελέξγεηα απηήο ηεο κπαηαξίαο ζα είλαη 4,8V x 1,0Ah = 4,8Wh, δειαδή φζε θαη ε ελέξγεηα ησλ 8 ζηνηρείσλ κε 0,5 mah. Μπαηαξίεο κε ηελ ίδηα ελέξγεηα κπνξνχλ λα παξάγνπλ ην ίδην έξγν (λα θέξνπλ ην ίδην απνηέιεζκα). Φαληαζηείηε έλα ηδαληθφ ειεθηξνθίλεην αεξνκνληέιν πνπ φια ηα ζπζηήκαηα απνδίδνπλ 100%, θαη έλα πεξηβάιινλ (θαηξφο, ρεηξηζηήο) ζηαζεξφ. Δίηε ειεθηξνδνηήζνπκε ην κνληέιν κε ηελ κπαηαξία ησλ 8 ζηνηρείσλ / 0,5Ah, είηε κε ηελ κπαηαξία ησλ 4 ζηνηρείσλ / 1,0 Ah επεηδή θαη νη δχν έρνπλ ηελ ίδηα ελέξγεηα ην κνληέιν ζα έρεη ηελ δπλαηφηεηα λα αλαξξηρεζεί ζην ίδην χςνο, (φρη φκσο κε ηνλ ίδην ξπζκφ). Η ζρέζε ελέξγεηαο/βάξνπο Δλαο άιινο ηξφπνο ζχγθξηζεο ησλ δηαθφξσλ ζηνηρείσλ γίλεηαη εθθξάδνληαο ην πνζφ ηεο ελέξγεηαο πνπ πεξηέρνπλ αλά κνλάδα βάξνπο ηνπο, ζπλήζσο ζε βαηψξεο αλά γξακκάξην βάξνπο (Wh/g). Μπαηαξίεο Ση νλνκάδνπκε "Μπαηαξία"; Ο φξνο κπαηαξία ζεκαίλεη φηη δχν ή πεξηζζφηεξα ειεθηξηθά ζηνηρεία έρνπλ ελσζεί κεηαμχ ηνπο γηα λα δψζνπλ καδί ηελ ελέξγεηά ηνπο. Απφ ζπλήζεηα ρξεζηκνπνηνχκε ηνλ φξν κπαηαξία θαη γηα ηα κεκνλσκέλα ζηνηρεία. Σα ζηνηρεία κπνξνχλ λα ελσζνχλ ζε ζεηξά, ή παξάιιεια, ή ζε ζπλδπαζκφ ησλ δχν. Οηαλ ελψλνληαη ν ζεηηθφο πφινο ηνπ ελφο κε ηνλ αξλεηηθφ ηνπ δεχηεξνπ, ν ζεηηθφο ηνπ δεχηεξνπ κε ηνλ αξλεηηθφ ηνπ ηξίηνπ, θ.ν.θ., ιέκε φηη είλαη ελσκέλα ζε ζεηξά. ηελ πεξίπησζε απηή ε κπαηαξία έρεη ηάζε φζε ην άζξνηζκα ησλ ηάζεσλ ησλ επη κέξνπο ζηνηρείσλ, ελψ ε ρσξεηηθφηεηά 51

ηεο παξακέλεη φζε ε ρσξεηηθφηεηα ηνπ ελφο ζηνηρείνπ. π.ρ. 4 ζηνηρεία ησλ 1,2V/500mAh ζε ζεηξά ζα δψζνπλ κπαηαξία 4,8V/500mAh. Οηαλ ελψλνληαη φινη νη ζεηηθνί πφινη καδί θαη αληηζηνίρσο φινη νη αξλεηηθνί καδί, ιέκε φηη είλαη ελσκέλα παξάιιεια. ηελ πεξίπησζε απηή αζξνίδνληαη νη ρσξεηηθφηεηεο φισλ ησλ ζηνηρείσλ, ελψ ε ηάζε ηεο παξακέλεη φζε θαη ε ηάζε ελφο ζηνηρείνπ. π.ρ. 4 ζηνηρεία ησλ 1,2V/500mAh ελσκέλα παξάιιεια, δίλνπλ κπαηαξία 1,2V/2000mAh. Δίλαη απηνλφεην, φηη ζηελ πξάμε νη κπαηαξίεο θηηάρλνληαη απφ νκνεηδή ζηνηρεία, κε ηελ ίδηα ρεκηθή ζχζηαζε, ηελ ίδηα ηάζε θαη ηελ ίδηα ρσξεηηθφηεηα. Οπσο ζα δνχκε ζε άιιε παξάγξαθν, ζεκαληηθφ είλαη επίζεο λα έρνπλ θαη άιιεο ηδηφηεηέο ηνπο (ηδίσο ηελ εζσηεξηθή ηνπο αληίζηαζε), ηζφηηκεο. Πσο ελψλνληαη ηα ζηνηρεία γηα λα απνηειέζνπλ κία κπαηαξία ; Σα κεκνλσκέλα ζηνηρεία πξνζθέξνληαη αξρηθά κε ειεχζεξνπο ηνπο πφινπο ηνπο. Οη ζπλδπαζκνί ρεηξηζκνχ ησλ κεκνλσκέλσλ ζηνηρείσλ είλαη πέληε: 1. Λακάθη κεηαμχ δχν δηαδνρηθψλ πφισλ θνιιεκέλν κε ειεθηξνπφληα ζε θάζε πφιν 2. Αλεμάξηεην ιακάθη ζηνλ θάζε πφιν θνιιεκέλν κε ειεθηξνπφληα, θαη κεηαμχ ησλ δηαδνρηθψλ πφισλ κε θνηλή θφιιεζε (θαιάτ) 3. Λακάθη ή θαιψδην κεηαμχ ησλ δηαδνρηθψλ πφισλ κε θνηλή θφιιεζε (θαιάτ) 4. Κνηλή θφιιεζε απ' επζείαο κεηαμχ ησλ δηαδνρηθψλ πφισλ 5. Θήθε πνπ έρεη έηνηκεο επαθέο είηε γηα θάζε ζηνηρείν ρσξηζηά είηε γηα ηα αθξαία κφλν. Δλαο παξαδεθηφο ηξφπνο γηα λα θνιιήζνπκε θάπνην κέηαιιν ζηνπο πφινπο ησλ ζηνηρείσλ είλαη ε ειεθηξνπφληα. Φηιή ειεθηξνπφληα δηαζέηνπλ κφλν ηα εξγνζηάζηα θαηαζθεπήο θαη ηα κεγάια θαηαζηήκαηα πψιεζεο κπαηαξηψλ. Πξηλ ρξεζηκνπνηήζεηο ηελ κπαηαξία έιεγμε φηη νη ελψζεηο ηεο ειεθηξνπφληαο είλαη γεξέο. Μπνξεί λα μεθνιιήζνπλ κε κία απιή έιμε. Ζ αζθαιέζηεξε θαη επθνιψηεξε πεξίπησζε έλσζεο δχν ζηνηρείσλ είλαη λα ππάξρεη ήδε πνληαξηζκέλν ιακάθη ζε θάζε πφιν. Απιά θέξλνπκε ηα δηαδνρηθά ιακάθηα ην έλα επάλσ ζην άιιν θαη ηα θνιιάκε κε θαιάτ. Ζ ζεξκφηεηα δελ πξνιαβαίλεη λα πεξάζεη ζην ζψκα ηνπ ζηνηρείνπ. Αλ πξέπεη λα ελψζεηο ζηνηρεία κε ειεχζεξνπο πφινπο ε κφλε ιχζε είλαη ην θαιάτ. Δίηε ζα θνιιήζεηο ζ' απηά κία γέθπξα απφ ιακάθη ή θαιψδην, είηε ζα θνιιήζεηο ηνπο πφινπο απ' επζείαο κεηαμχ ηνπο. Απηφ είλαη επηθίλδπλν γηα ηα ζηνηρεία. Δμ' αηηίαο ηεο κεγάιεο ζεξκνρσξεηηθφηεηαο ηνπ ζψκαηνο ηνπ ζηνηρείνπ, ν ρξφλνο πνπ ρξεηάδεηαη γηα λα δεζηαζεί ηνπηθά ην κέηαιιν θαη λα πηάζεη ην "θαιάτ" είλαη κεγάινο νπφηε ηαπηφρξνλα δεζηαίλεηαη θαη ην ππφινηπν ζψκα ηνπ ζηνηρείνπ. ' απηή ηελ πεξίπησζε κπνξεί λα ιεηψζνπλ ηα κνλσηηθά θχιια ζην εζσηεξηθφ, ή λα αλνίμεη ε "βαιβίδα αλαπλνήο" ηνπ θαη λα κείλεη ζε αλνηθηή ζέζε. Ηδηα ζηνηρεία κπνξνχλ λα ελσζνχλ ζε δηαθνξεηηθφ ζρήκα (π.ρ. πιαθέ, ηεηξάγσλν, ξνκβνεηδέο) γηα λα ηαηξηάδεη ζσζηά ζηνλ ρψξν πνπ ζα ηνπνζεηεζεί. ηα ελσκέλα 52

ζηνηρεία αθνχ θνιιεζνχλ ηα θαιψδηα κε ηνπο αθξνδέθηεο θαιχπηνληαη απφ έλα κνλσηηθφ ζεξκνζπζηειιφκελν πεξίβιεκα. Οιεο νη παξαπάλσ πεξηπηψζεηο θαηαιήγνπλ λα έρνπλ κφληκε επαθή κεηαμχ ησλ ζηνηρείσλ ηεο κπαηαξίαο. ηηο κπαηαξηνζήθεο πνπ νη πφινη ησλ ζηνηρείσλ απιά θαη πεξηζηαζηαθά αθνπκπνχλ ζηηο κεηαιιηθέο επαθέο ηεο, εγθπκνλεί ν θίλδπλνο λα "αλνίμεη" ε επαθή απφ δηάβξσζε ή κεηαθίλεζε. ηηο κπαηαξηνζήθεο ηνπ δέθηε αζθαιίδνπκε ηα ζηνηρεία γχξσ-γχξσ κε έλα δπλαηφ ιάζηηρν. ηηο κπαηαξηνζήθεο ηνπ πνκπνχ ηζρχεη ε ίδηα πεξίπησζε αιιά δελ κπνξνπλ λα αζθαιηζζνχλ θαη κε αληίζηνηρν ηξφπν. Γελ είλαη ιίγεο νη πεξηπηψζεηο πνπ άλνημε ε ζπξίδα ηεο κπαηαξηνζήθεο ηνπ πνκπνχ θαη έπεζαλ ηα ζηνηρεία ηελ ψξα ηεο πηήζεο. Καζάξηδε ζπρλά ηηο επαθέο ηεο κπαηαξηνζήθεο κε νηλφπλεπκα. Μελ αθήλεηο ηα ζηνηρεία ζ' απηέο γηα πνιχ θαηξφ γηαηί επηηαρχληαη ε δηάβξσζε ησλ επαθψλ ηνπο. ηνηρεία ΛΙΘΙΟΤ-ΙΟΝΣΧΝ-ΠΟΛΤΜΔΡΟΤ (Li-Io-Po) ήκεξα ηα πιένλ δηαδεδνκέλα επαλαθνξηηδφκελα ζηνηρεία Ληζίνπ είλαη ηα επνλνκαδφκελα Ληζίνπ - Πνιπκεξνχο. Απηά ζηελ πξαγκαηηθφηεηα είλαη ζηνηρεία "Ληζίνπ Ηφλησλ Πνιπκεξνχο", φκσο ζπκπιένληαο κε ηελ παγθφζκηα νξνινγία, ζα ηα ιέκε θαη εκείο "Ληζίνπ - Πνιπκεξνχο" ή Li-Po. Πιεξνθνξηαθά αλαθέξνπκε φηη ππάξρνπλ θαη απζεληηθά ζηνηρεία "Ληζίνπ Πνιπκεξνχο" ηα νπνία φκσο δελ κπνξνχλ λα απνδφζνπλ ζε ζεξκνθξαζίεο θάησ απφ 60 βαζκνχο θειζίνπ. Σν ζηνηρείν ηνπ Ληζίνπ Ηφλησλ Πνιπκεξνχο, ην πνξψδεο δηαρσξηζηηθφ θχιιν έρεη αληηθαηαζηαζεί απφ έλα θχιιν ζπκπαγνχο πνιπκεξνχο πιηθνχ, πνπ λαη κελ είλαη κε αγψγηκν ζηνλ ειεθηξηζκφ, αιιά επηηξέπεη λα πεξάζνπλ ηα ηφληα. Σα ειεθηξφδηά ηνπο είλαη Λίζην ζηελ θάζνδν, θαη Γξαθίηεο (άλζξαθαο) ζηελ άλνδν. Σα ζηνηρεία Li-Po έρνπλ νλνκαζηηθή ηάζε 3,7V. Ζ πξαθηηθή πεξηνρή ηάζεο είλαη απφ 4,2 Volts φηαλ είλαη θξεζθνθνξηηζκέλα, έσο 3 Volts φηαλ εθθνξηηζηνχλ. Ζ εμσηεξηθή δηαθνξά απφ ηα ζηνηρεία Li-Ion είλαη φηη πεξηθιείνληαη ζε καιαθφ πεξίβιεκα πνπ ιέγεηαη "θάθειινο". Απηφ ην γεγνλφο ηα θάλεη λα είλαη πνιχ ειαθξπά ζπγθξηηηθά κε φια ηα άιια ζηνηρεία, θαη απνθιείεη ηνλ θίλδπλν έθξεμεο, αθνχ δελ κπνξεί λα αλαπηπρζεί κεγάιε πίεζε ζην εζσηεξηθφ ηνπ ζηνηρείνπ, φρη φκσο θαη ηνλ θίλδπλν αλάθιεμεο φπσο ζα δνχκε ζηελ ζπλέρεηα. Ζ ζρέζε βάξνπο / ρσξεηηθφηεηαο θαη ε ηθαλφηεηά ηνπο λα εθθνξηίδνληαη κε κεγάιεο ζπγθξηηηθά εληάζεηο, ηα θαζηζηά θαιή ηερληθά ιχζε γηα έλα ειεθηξνθίλεην κνληέιν. Ζ ιχζε απηή φκσο δελ είλαη αθφκα ηθαλνπνηεηηθή ζην νηθνλνκηθφ κέξνο. Ζ δπλαηφηεηα λα ηξνθνδνηήζνπλ επαξθψο έλα ειεθηξνθίλεην κνληέιν, απνδείρζεθε ζηνπο παγθφζκηνπο αγψλεο ηνπ 2003, φπνπ ν Leon Schullman, δηαγσλίζηεθε κε έλα κνληέιν ηχπνπ 2Υ2, βάξνπο 5 θηιψλ, πνπ αληί γηα ηνλ ελδεδεηγκέλν ζεξκηθφ θηλεηήξα 1.40-1.60 cu.in. είρε ειεθηξηθφ κνηέξ. Απηφο ηξνθνδνηήζεθε κε κία κπαηαξία Li-Po 10S3P απνηεινχκελε απφ ζηνηρεία 2000mAh, παξέρνληαο νλνκαζηηθή ηάζε 37 Volts, θαη ρσξεηηθφηεηα 6000 mah, θαη είρε βάξνο 1,2 θηιά. 53

Δρνπλ θαη ηα ζηνηρεία Li-Po "κεηνλεθηήκαηα"; Ζ άκεζε αιιαγή απφ κία κπαηαξία Ni-Cd ή Ni-MH ζε κία Li-Po, κπνξεί λα παξνπζηάζεη ηηο εμήο ηερληθέο αζπκβαηφηεηεο: Σν κηθξφηεξν βάξνο ηεο λέαο κπαηαξίαο κπνξεί λα αιιάμεη ηελ ζέζε ηνπ Κέληξνπ Βάξνπο. Απηφ δηνξζψλεηαη κεηαθηλψληαο ηελ κπαηαξία ή ηα άιια βαξεηά κέξε ζε λέα ζέζε, ή πξνζζέηνληαο αληηζηαζκηζηηθφ έξκα. Ο ζπλδπαζκφο ηνπ ειεθηξηθνχ κνηέξ, κεησηήξα θαη έιηθαο, απνδίδεη θαιχηεξα ζε κία ηάζε. Αλ π.ρ. ε ηάζε απηή είλαη 9,6V (δειαδή 8 ζηνηρεία * 1,2V), δελ κπνξεί λα επηηεπρζεί επαθξηβψο κε ζηνηρεία Ληζίνπ, πνπ έρνπλ ηάζε 3,7 V, αθνχ 2 ζηνηρεία δίλνπλ 7,4V, θαη 3 ζηνηρεία δίλνπλ 11,1V. ' απηή ηελ πεξίπησζε πξέπεη λα αιιάμνπκε θάπνηεο απφ ηηο πξναλαθεξζείζεο παξακέηξνπο γηα λα επαλαιάβνπκε ηελ απφδνζε ρσξίο λα θάςνπκε ην κνηέξ. Οηαλ ν ειεθηξνληθφο ξπζκηζηήο ησλ ζηξνθψλ έρεη θχθισκα BEC, ζεκαίλεη φηη αθ' ελφο ηξνθνδνηείηαη ν δέθηεο θαη ηα ζέξβν απφ ηελ κπαηαξία θίλεζεο, θαη φηη έρεη ξπζκηζηεί λα θφβεη ηελ ηξνθνδνζία ηνπ κνηέξ φηαλ ε ηάζε ηεο κπαηαξίαο θίλεζεο πέζεη θάησ απφ έλα φξην (cut-off), γηα λα δηαηεξεζεί ε απαξαίηεηε ειάρηζηε ελέξγεηα ζηελ κπαηαξία πνπ ζα επηηξέςεη ηελ πεξαηηέξσ ηξνθνδνζία ηνπ δέθηε/ζέξβν γηα κία αζθαιή πξνζγείσζε. Πξνθαλψο, άιιν είλαη ην φξην φηαλ ε κπαηαξία είλαη ηνπ ηχπνπ Νηθειίνπ Καδκίνπ θαη άιιν φηαλ ε κπαηαξία είλαη ιηζίνπ πνιπκεξνχο, θαη κάιηζηα κε 2 ή κε 3 ζηνηρεία. Δηζη βγήθαλ πιένλ ζηελ αγνξά ξπζκηζηέο ζηξνθψλ (speed controllers) πνπ είηε απεπζχλνληαη κφλν ζε κπαηαξία ιηζίνπ πνιπκεξνχο, είηε είλαη πξνγξακκαηηδφκελα γηα ην είδνο θαη ηνλ αξηζκφ ησλ ζηνηρείσλ ηξνθνδνζίαο. πλδπαζκφο πνιιψλ ζηνηρείσλ γηα ζρεκαηηζκφ κπαηαξίαο Οπσο θαη ζηνπο άιινπο ηχπνπο ζηνηρείσλ, ελψλνληαο ζηνηρεία (ίδηαο ρσξεηηθφηεηαο) Li-Po ζε ζεηξά, θηηάρλνπκε κπαηαξία κε πνιιαπιάζηα ηάζε. Γηα παξάδεηγκα ελψ έλα ζηνηρείν έρεη νλνκαζηηθή ηάζε 3,7V, ελψλνληαο δχν ζε ζεηξά παίξλνπκε 7,4V, κε ηξία ζε ζεηξά παίξλνπκε 11,1 V, κε ηέζζεξα ζε ζεηξά παίξλνπκε 14,8V θ.ν.θ. Ζ έλσζε ζηνηρείσλ ζε ζεηξά ραξαθηεξίδεηαη κε ην γξάκκα "S" (series), Δλψλνληαο πεξηζζφηεξα ζηνηρεία παξάιιεια (θαη πάιη ππνρξεσηηθά ηεο ίδηαο ρσξεηηθφηεηαο), παίξλνπκε ην άζξνηζκα ηεο ρσξεηηθφηεηαο φισλ απηψλ ησλ ζηνηρείσλ θαη ην άζξνηζκα ηνπ κέγηζηνπ ξεχκαηνο εθθφξηηζεο θάζε ζηνηρείνπ. Ζ έλσζε ζηνηρείσλ κε παξάιιειε ζχλδεζε ραξαθηεξίδεηαη κε ην γξάκκα "P" (parallel). Δηζη κπνξνχκε λα θηηάμνπκε φπνηα κπαηαξία ζέινπκε ελψλνληαο ζηνηρεία ζε ζεηξά γηα ηελ επίηεπμε ηεο επηζπκεηήο ηάζεο, θαη κεηά ελψλνληαο παξάιιεια πεξηζζφηεξα ίδηα "παθέηα", γηα ηελ επίηεπμε ηεο επηζπκεηήο ρσξεηηθφηεηαο, θαη ηεο αληίζηνηρεο κέγηζηεο έληαζεο εθθφξηηζεο. Γηεπθξηλίδνπκε, φηη ηα ίδηα ραξαθηεξηζηηθά κπαηαξίαο κπνξνχκε λα πάξνπκε μεθηλψληαο πξψηα κε ζηνηρεία ζε παξάιιειε ζχλδεζε,θαη κεηά ελψλνληαο πεξηζζφηεξα απφ απηά ηα "παθέηα" ζε ζεηξά. 54

Παξαδείγκαηα: Έζησ φηη θηηάρλνπκε δηάθνξεο κπαηαξίεο κε παλνκνηφηππα ζηνηρεία Li-Po ρσξεηηθφηεηαο 1500 mah, πνπ κπνξνχλ λα εθθνξηηζηνχλ κε κέγηζην ξεχκα 10Α. Ζ κπαηαξία πνπ ραξαθηεξίδεηαη σο: "2S1P" ή κφλν σο "2S" πεξηέρεη 2 ζηνηρεία ζε ζεηξά. Δρεη ηάζε 2*3,7V = 7,4V θαη ρσξεηηθφηεηα 1*1500mAh = 1500mAh. Σν κέγηζην ξεχκα εθθφξηηζεο παξακέλεη ζηα 10Α. "2S2P" πεξηέρεη ζπλνιηθά 4 ζηνηρεία o ζε δχν φκνηα παθέηα (απφ δχν ζηνηρεία ην θαζέλα ζε ζεηξά), ελσκέλα παξάιιεια, o ή ζε δχν φκνηα παθέηα (απφ δχν ζηνηρεία ην θαζέλα ζε παξαιιειία), ελσκέλα ζε ζεηξά. Δρεη ηάζε 2*3,7V = 7,4V θαη ρσξεηηθφηεηα 2*1500mAh = 3000mAh. Σν κέγηζην ξεχκα εθθφξηηζεο είλαη 2*10A = 20Α. "3S2P" πεξηέρεη ζπλνιηθά 6 ζηνηρεία o ζε δχν φκνηα παθέηα (απφ ηξία ζηνηρεία ην θαζέλα ζε ζεηξά), ελσκέλα παξάιιεια o ή ζε ηξία φκνηα παθέηα (απφ δχν ζηνηρεία ην θαζέλα ζε παξαιιειία), ελσκέλα ζε ζεηξά. Δρεη ηάζε 3*3,7V = 11,1V θαη ρσξεηηθφηεηα 2*1500mAh = 3000mAh. Σν κέγηζην ξεχκα εθθφξηηζεο είλαη 2*10A = 20Α. "3S3P" πεξηέρεη ζπλνιηθά 9 ζηνηρεία o ζε ηξία φκνηα παθέηα (απφ ηξία ζηνηρεία ην θαζέλα ζε ζεηξά), ελσκέλα παξάιιεια. o ή ζε ηξία φκνηα παθέηα (απφ ηξία ζηνηρεία ην θαζέλα ζε παξαιιειία), ελσκέλα ζε ζεηξά. Δρεη ηάζε 3*3,7V = 11,1V θαη ρσξεηηθφηεηα 3*1500mAh = 4500mAh. Σν κέγηζην ξεχκα εθθφξηηζεο είλαη 3*10A = 30Α. Πξνζνρή: Ζ εξγαζία γηα ηελ ζχλδεζε κεκνλνκέλσλ ζηνηρείσλ κεηαμχ ηνπο είηε ζε ζεηξά, είηε παξάιιεια, κέζσ ησλ γπκλψλ αθξνδεθηψλ ηνπο, εγθπκνλεί θηλδχλνπο βξαρπθπθιψκαηνο, πνπ έρεη ζαλ ζπλέπεηα ηελ αλάθιεμε ηνπ ζηνηρείνπ. Ο αξλεηηθφο αθξνδέθηεο είλαη απφ ληθέιην, αιιά ν ζεηηθφο είλαη απφ αινπκίλην θαη δελ θνιιάεη κε ηηο γλσζηέο κεζφδνπο θαηεξγαζίαο κεηάιισλ, πνπ κπνξεί λα έρεη ν αεξνκνληειηζηήο ζηελ δηάζεζή ηνπ ζην εξγαζηήξην. 55

ηελ πξάμε αγνξάδνπκε παθέηα κε 2 ή 3 ζηνηρεία ήδε ζπλδεδεκέλα ζε κπαηαξία, θαη πξνρσξνχκε ζε πεξαηηέξσ ζπλδεζκνινγία φκνησλ ηέηνησλ κπαηαξηψλ κέζσ ησλ θαισδηψζεψλ ηνπο θαη εηδηθψλ πιαθεηψλ. Φφξηηζε Όηαλ θεχγνπλ απφ ην εξγνζηάζην θαηαζθεπήο ηνπο, νη Li-Po έρνπλ πεξίπνπ ην 50% ηνπ θνξηίνπ ηνπο. Σα ζηνηρεία Li-Io θαη Li-Po απαηηνχλ εηδηθέο παξακέηξνπο θφξηηζεο, πνπ ΜΟΝΟ θνξηηζηέο θαηαζθεπαζκέλνη γη' απηή ηελ απνζηνιή (ή ηα εηδηθά πξνγξάκκαηα Li-Io θαη Li-Po ησλ ζχλζεησλ θνξηηζηψλ) κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ. Ζ αζθαιέζηεξε ηαθηηθή είλαη λα ξπζκίδεηο εζχ ηηο παξακέηξνπο θφξηηζεο ζηνλ θνξηηζηή (αξηζκφ ζηνηρείσλ θαη ξεχκα θφξηηζεο) θαη απηφο λα ειέγρεη απηφκαηα ηηο παξακέηξνπο πξηλ αξρίζεη ηελ θφξηηζε. Ο πιήξσο απηνκαηνπνηεκέλνο θνξηηζηήο κπνξεί λα θάλεη ιάζνο. Ζ κέγηζηε ηάζε θφξηηζεο αλά ζηνηρείν (ζε ζεηξά) είλαη 4,235V, θαη απηφ ηα ιέεη φια. ηελ πξάμε ε ηάζε θφξηηζεο νξίδεηαη ζηα 4,2V ή ζηα 4,15V γηα πεξηζζφηεξε αζθάιεηα. Αληίζηνηρα, ν γεληθφο θαλφλαο νξίδεη ην κέγηζην ξεχκα θφξηηζεο ζην 1C. ην κέιινλ απηφ ζίγνπξα ζα βειηησζεί, αιιά πξνο ην παξφλ, γηα ηα ζεκεξηλά ζηνηρεία, κελ πεηξακαηηζηείο κε κεγαιχηεξεο εληάζεηο, φηη θη' αλ δηαβάζεηο. Αθνινχζεζε ηνλ θαλφλα ηνπ 1C. Αλ νη ηηκέο ηεο ηάζεο ή ηεο έληαζεο θαηά ηελ θφξηηζε είλαη κεγαιχηεξεο απφ ηηο επηηξεπφκελεο, ππάξρεη θίλδπλνο αλάθιεμεο ελφο ή πεξηζζφηεξσλ ζηνηρείσλ. Ζ θιφγα πνπ βγαίλεη απφ έλα ζηνηρείν Li-Po ζπκίδεη βεγγαιηθφ θαη θζάλεη ηα 3-4 κέηξα. Σν ξεχκα θφξηηζεο αξρηθά είλαη 1C, αιιά κεηψλεηαη βαζκεδφλ θαζψο ε κπαηαξία θνξηίδεηαη, θαη φηαλ ε ηάζε ηνπ ζηνηρείνπ θζάζεη ηα 4,2V, ζην ηέινο ηεο θφξηηζεο ε έληαζε έρεη πέζεη ζην 0,1-0,2C. Με αξρηθή έληαζε ην 1C ε κπαηαξία ζα επαλαθηήζεη ην 90% ηεο ρσξεηηθφηεηάο ηεο ζε κία ψξα, ελψ ην ππνινηπφκελν 10% απαηηεί 45-50 αθφκε ιεπηά. Φνξηίδνληαο κε ξεχκα κεγαιχηεξν απφ ην επηηξεπφκελν, δελ ζα θεξδίζεηο ηφζν ρξφλν πνπ λα αληηζηαζκίδεη ηελ αλακελφκελε κείσζε ηεο δσήο ηεο κπαηαξίαο θαη ηεο ρσξεηηθφηεηά ηεο, ή ηνλ θίλδπλν αλάθιεμεο ησλ ζηνηρείσλ. Ζ θφξηηζε κπνξεί λα γίλεη κε ηα ζηνηρεία ζε ζεηξά ή παξάιιεια, ή θαη ζε ζπλδπαζκφ ησλ δχν. ε θάζε πεξίπησζε ηα ζηνηρεία πξέπεη λα είλαη αθξηβψο ηα ίδηα, θαη δελ ελλννχκε ην ηη γξάθεη ε εηηθέηα, αιιά ην λα ζπκπεξηθέξνληαη αθξηβψο φκνηα κεηαμχ ηνπο, πξάγκα φρη ηφζν εχθνιν ζηελ πξάμε.. Δπεηδή ινηπφλ δελ κπνξείο λα είζαη ζίγνπξνο φηη ζηελ πξάμε ηα ζηνηρεία είλαη αθξηβψο ίδηα, κεηά ην ηέινο ηεο θφξηηζεο, έιεγμε ηελ ηάζε θάζε ελφο ζηνηρείνπ ρσξηζηά. Αλ ππάξρεη ζηνηρείν πνπ έρεη δηαθνξά ηάζεο απφ ηα άιια κεγαιχηεξε απφ 0,05V, θφξηηζέ ην ή εθθφξηηζέ ην - αληίζηνηρακεκνλσκέλα, γηα λα έξζεη ζην επίπεδν ησλ άιισλ. 56

Δπηηξέπεηαη λα θνξηίζεηο Li-Po ζε θνξηηζηή/πξφγξακκα Li-Io, αξθεί λα επηιέμεηο ηνλ ζσζηφ αξηζκφ ζηνηρείσλ θαη ηηκή ξεχκαηνο ην 1C. Γελ επηηξέπεηαη λα θνξηίζεηο Li-Io ζε πξφγξακκα LI-Po. Μελ αθήλεηο κφλεο ηηο κπαηαξίεο ιηζίνπ ζε θφξηηζε. Να ηηο επηβιέπεηο πνιχ ζπρλά, θαη λα ηηο αγγίδεηο κε ην ρέξη γηα λα αηζζαλζείο ηελ πηζαλή αχμεζε ηεο ζεξκνθξαζίαο. Με ηηο θνξηίδεηο κέζα ζην κνληέιν. ην ζπίηη, ηνπνζέηεζε ηελ κπαηαξία πνπ θνξηίδεη καθξπά απφ εχθιεθηα πγξά, ή εχθιεθηα αληηθείκελα, ζε ρψξν άθαπζην, θαη θαιχηεξα απνκφλσζέ ηελ ζε έλα ρψξν πνπ ζα θηηάμεηο πεξηκεηξηθά κε ηνχβια, ή κέζα κεηαιιηθφ θνπηί, ή κέζα ζε γπάιηλν δνρείν. Με θνξηίδεηο κπαηαξίεο ιηζίνπ κέζα ζην απηνθίλεην. Δάλ πεξάζεη ν πξνβιεπφκελνο ρξφλνο θφξηηζεο θαη δελ έρεη θνξηίζεη πιήξσο ε κπαηαξία, ζηακάηα ηελ θφξηηζε θαη ζεψξεζε ηελ κπαηαξία απηή "εθηφο ρξήζεο". Δπίζεο ε θφξηηζε πξέπεη λα ζηακαηήζεη νπσζδήπνηε αλ ζχκθσλα κε ηελ έλδεημε ηνπ θνξηηζηή, έρεη πεξάζεη απφ απηφλ ρσξεηηθφηεηα κεγαιχηεξε απφ ην 1,05C ηεο κπαηαξίαο. Γειαδή γηα κία εθθφξηηζκέλε κπαηαξία 700mAh δελ πξέπεη λα πεξάζεη πεξηζζφηεξν απφ 735mAh. Σέινο αλ θνπζθψζεη ζεκαίλεη φηη έρεη ππεξθνξηηζηεί θαη πξέπεη λα ραξαθηεξηζηεί "εθηφο ρξήζεο". Δπεηδή ε ηάζε θφξηηζεο είλαη πνιχ θξίζηκε, θπθινθνξνχλ εηδηθά θπθιψκαηα ειέγρνπ ηάζεο (πξνζηαζίαο απφ ππέξηαζε) πνπ παξεκβάιινληαη ζην θχθισκα θφξηηζεο, φηαλ δελ εκπηζηεχνληαη ηνλ θνξηηζηή. Δπίζεο θπθινθνξνχλ εηδηθέο πιαθέηηεο κε θπθιψκαηα εμηζνξξφπεζεο ησλ ζηνηρείσλ κηάο κπαηαξίαο. Απηά δελ πξνζθέξνπλ ηίπνηε θαη δελ ζα αζρνιεζνχκε άιιν. Δθθφξηηζε Οη δηάθνξεο κάξθεο νξίδνπλ δηαθνξεηηθέο ηηκέο θαηψηαηεο αζθαινχο ηάζεο γηα θάζε ζηνηρείν. Ζ εηαηξεία Kokam νξίδεη φηη ηάζε ελφο εθθνξηηζκέλνπ ζηνηρείνπ Li-Po, δελ πξέπεη λα πέζεη πηφ θάησ απφ 3,0V ζε εξεκία, ή απφ 2,5 V ππφ θνξηίν. Αλ ε ηάζε πέζεη ζε ρακειφηεξεο ηηκέο απφ απηέο πνπ νξίδεη ε εηαηξεία ηνπ ζηνηρείνπ, ην ζηνηρείν ζα ραιάζεη. Οια ηα ζηνηρεία δελ είλαη ηεο ίδηαο κάξθαο, θαη πάιη απφ απηά ηεο ίδηαο κάξθαο δελ είλαη φια ηεο ίδηαο γεληάο, ή ηεο ίδηαο παξηίδαο. Δηζη δελ κπνξνχκε λα νξίζνπκε εδψ ην κέγηζην ξεχκα εθθφξηηζεο κε έλα πνιιαπιάζην ηνπ C, φπσο θάλακε γηα άιια είδε ζηνηρείσλ. Ζ πξψηε γεληά Li-Po πεξηφξηδε ην ξεχκα εθθφξηηζεο ζηα 2-3C, θαη ε δεχηεξε γεληά ζηα 5-6C. ήκεξα ππάξρνπλ ζηνηρεία πνπ επηηξέπνπλ εθθφξηηζε κε 8-20C, φρη βέβαηα ρσξίο κείσζε ηεο σθέιηκεο ρσξεηηθφηεηάο ηνπο, ή αθφκα θαη ηεο δσήο ηνπο. Οηαλ αγνξάδεηο κία λέα κπαηαξία ζεκείσζε επάλσ ηεο κε καξθαδφξν ην κέγηζην ξεχκα εθθφξηηζεο ζχκθσλα κε ηηο πξνδηαγξαθέο ηεο. Ο πεξηνξηζκφο ηεο έληαζεο εθθφξηηζεο αλά ζηνηρείν, κπνξεί λα μεπεξαζηεί αλ ελψζνπκε δχν ή πεξηζζφηεξα ίδηα ζηνηρεία παξάιιεια. Γηα παξάδεηγκα αλ έλα ζηνηρείν κπνξεί λα εθθνξηηζηεί κε ξεχκα 5Α,ελψλνληαο δχν ίδηα παξάιιεια κπνξνχκε λα πάξνπκε ξεχκα 10Α, κε ηξία ίδηα παξάιιεια λα πάξνπκε ξεχκα 15Α,θ.ν.θ. 57

Όηαλ θάπνηα κπαηαξία Li-Po εθθνξηίδεηαη κε ξεχκα πνιχ κεγαιχηεξν απφ φηη ζπληζηάηαη, γηα αξθεηά ιεπηά ηεο ψξαο ε ζεξκνθξαζία ησλ ζηνηρείσλ ζα αλέβεη ζε ζεκείν πνπ κέζσ κηάο ρεκηθήο αληίδξαζεο ζα απμεζεί ε εζσηεξηθή αληίζηαζε ησλ ζηνηρείσλ. Αλ απηφ γίλεη ηελ ψξα πνπ πεηάο (αλ δειαδή ηξνθνδνηείηαη ειεθηξνθηλεηήξαο κε ξεχκα κεγαιχηεξν απ' φηη αληέρνπλ ηα ζηνηρεία), ζα δηαπηζηψζεηο φηη πέθηεη ε ηζρχο ηνπ, θαη απηφ ζα ζπλερηζηεί έσο φηνπ ελεξγνπνηεζεί ην cut-off ηνπ ξπζκηζηή ζηξνθψλ. Απνζήθεπζε-πληήξεζε- Πξνθπιάμεηο Δρνπλ κηθξφ βαζκφ εθθφξηηζεο ζηελ απνζήθεπζε. Θεσξεηηθά απηφ ζεκαίλεη φηη κπνξείο λα ηηο θνξηίζεηο ζήκεξα θαη λα παο λα πεηάμεηο κεηά απφ 6 κήλεο. Οκσο ζηελ πξάμε ηα πξάγκαηα είλαη δηαθνξεηηθά. Οη Li-Po δελ πξέπεη λα κέλνπλ πιήξσο θνξηηζκέλεο γηα πεξηζζφηεξν απφ έλα κήλα. Δάλ ηηο απνζεθεχζεηο κε πιήξε ελέξγεηα θαη γηα κεγάιν δηάζηεκα, ζα κεησζεί ε δπλαηφηεηα λα αλαθηνχλ φιε ηελ νλνκαζηηθή ρσξεηηθφηεηά ηνπο. χκθσλα κε ηηο λεψηεξεο νδεγίεο ηνπ Schulze κεηά ηελ επηζηξνθή απφ ηηο πηήζεηο, πξέπεη λα ηηο απνθνξηίδεηο. Σν ίδην απαηηείηαη γηα καθξφρξνλε απνζήθεπζε, θαη επη πιένλ λα θπιιάζνληαη ζε δξνζεξφ κέξνο, θαηά πξνηίκεζε ζηνλ ζάιακν ζπληήξεζεο ηνπ ςπγείνπ. Παξάιιεια, ζηελ καθξφρξνλε απνζήθεπζε πξέπεη λα ειέγρεηο φηη ε ηάζε ηνπο δελ ζα πέζεη θάησ απφ ηα 3,0V (αλά ζηνηρείν). Αλ θνβάζαη φηη πιεζηάδεη ε ζηηγκή πνπ ζα ζπκβεί θάηη ηέηνην, θφξηηζέ ηεο ζην 5-10%. Μελ ηζαθίζεηο ην ζηνηρείν. Οχηε λα επηρεηξήζεηο λα αλνίμεηο ην πιαζηηθφ πεξίβιεκά ηνπ. Απφξξηςε ηα εθηφο ρξήζεο ζηνηρεία ζχκθσλα κε ηηο νδεγίεο ηνπ θαηαζθεπαζηή. Αλ δελ ππάξρνπλ ζπγθεθξηκέλεο άιιεο νδεγίεο, πξψηα εθθφξηηζέ ην, κεηά άλνημε ηξχπεο ζην καια θφ πεξίβιεκά ηνπ, βχζηζέ ην ζε αιαηφλεξν γηα δχν - ηξείο εκέξεο, θαη κεηά πέηαμέ ην ζηα νηθηαθά ζθνππίδηα. Οη κπαηαξίεο Ληζίνπ ζεσξνχληαη θηιηθέο ζην πεξηβάιινλ. Μελ ηξππήζεηο ην πεξίβιεκα φζν ην ζηνηρείν έρεη αθφκα ελέξγεηα. Με ηηο πεηάμεηο ζηελ θσηηά. Αλ ν πγξφο ειεθηξνιχηεο έξζεη ζε επαθή κε ην δέξκα ή ηα κάηηα, πξψηα μέπιπλε ηελ πεξηνρή κε άθζνλν λεξφ, θαη κεηά πήγαηλε ζηνλ γηαηξφ. Αλ ην κνληέιν κε ηηο Li-Po είρε βίαηε πξνζγείσζε, βγάιε ηηο κπαηαξίεο έμσ θαη άθεζέ ηεο επί 30 ιεπηά λα δηαπηζηψζεηο αλ ζα εθδειψζνπλ αληίδξαζε ή φρη. Ζ θσηηά κπνξεί λα πξνέιζεη απφ ηελ επαθή ηνπ Λτζηνπ κε ην νμπγφλν ηνπ αέξα. Με πξνζπαζήζεηο λα θνξηίζεηο ζηνηρείν πνπ δείρλεη έζησ θαη κηθξή δεκηά. Αλ ζηνηρείν θνπζθψζεη θαηά ηελ δηάξθεηα ηεο θφξηηζεο, δηάθνςε ακέζσο ηελ θφξηηζε, θαη απνκάθξπλέ ην ζε αζθαιέο ζεκείν, γηαηί κπνξεί λα αλαθιεγεί κεηά απφ αξθεηή ψξα. Μελ θάλεηο ην ιάζνο λα ηηο βάιεηο γηα θφξηηζε κε αληίζηξνθε πνιηθφηεηα. Θεξκνθξαζία απνζήθεπζεο θαη ρξήζεο είλαη 0-50 βαζκνί θειζίνπ. Ζ ζεξκνθξαζία ηνπο δελ πξέπεη λα ππεξβεί ηνπο 70 θαηά ηελ εθθφξηηζε. 58

Πνηά είλαη ε αλακελφκελε δσή ησλ Li-Po; Απηή ε εξψηεζε πξνο ην παξφλ ζα κείλεη αλαπάληεηε. Ζ ηερλνινγία ησλ Li-Po είλαη λέα, νη γεληέο ηνπο πνιιέο, θαη ε πξαθηηθή ησλ αεξνκνληειηζηψλ λα ηηο ηαιαηπσξνχλ πεξηζζφηεξν (θαθψο) απ φηη νξίδνπλ νη θαηαζθεπαζηέο ηνπο, είλαη ηξείο παξάγνληεο πνπ δελ κπνξνχλ λα ζηαζκηζηνχλ γηα λα θαηαιήμνπκε ζε λνχκεξα. Ζ ρσξεηηθφηεηα ησλ Li-Po κεηψλεηαη κε θάζε θχθιν. Με ηελ ζπλήζε ππεξβνιηθή εθθφξηηζε πξνο ηνπο ειεθηξνθηλεηήξεο, ηα ζηνηρεία ζα ράζνπλ 20-50% ηεο ρσξεηηθφηεηάο ηνπο κεηά απφ 50 θχθινπο, έζησ θαη αλ δελ θάλεηο θαλέλα ιάζνο ζηελ ππφινηπε κεηαρείξεζή ηνπο. 2.1.8 Φσηνβνιηαηθά ηχπνπ θίικ Με ηνλ γεληθφ φξν θσηνβνιηατθά ραξαθηεξίδνληαη νη βηνκεραληθέο δηαηάμεηο κεηαηξνπήο ηεο ειηαθήο ελέξγεηαο ζε ειεθηξηθή. ηελ νπζία πξφθεηηαη γηα ειεθηξνγελλήηξηεο πνπ ζπγθξνηνχληαη απφ πνιιά θσηνβνιηατθά ζηνηρεία ζε επίπεδε δηάηαμε πνπ έρνπλ σο βάζε ιεηηνπξγίαο ην θσηνβνιηατθφ θαηλφκελν. Σα θσηνβνιηατθά αλήθνπλ ζηε θαηεγνξία ησλ Αλαλεψζηκσλ Πεγψλ Δλέξγεηαο (ΑΠΔ). Φσηνβνιηατθφ Φαηλφκελν Σν θσηνβνιηατθφ (Φ/Β) θαηλφκελν αθνξά ηε κεηαηξνπή ηεο ειηαθήο ελέξγεηαο ζε ειεθηξηθή. Σν Φ/Β θαηλφκελν αλαθαιχθζεθε ην 1839 απφ ηνλ Δληκφλη Μπεθεξέι (Alexandre-Edmond Becquerel ). Πεξηιεπηηθά πξφθεηηαη γηα ηελ απνξξφθεζε ηεο ελέξγεηαο ηνπ θσηφο απφ ηα ειεθηξφληα ησλ αηφκσλ ηνπ Φ/Β ζηνηρείνπ θαη ηελ απφδξαζε ησλ ειεθηξνλίσλ απηψλ απφ ηηο θαλνληθέο ηνπο ζέζεηο κε απνηέιεζκα ηελ δεκηνπξγία ξεχκαηνο. Σν ειεθηξηθφ πεδίν πνπ πξνυπάξρεη ζην Φ/Β ζηνηρείν νδεγεί ην ξεχκα ζην θνξηίν. Φσηνβνιηατθή Γηάηαμε Σα Φ/Β πιαίζηα έρνπλ σο βαζηθφ κέξνο ην ειηαθφ ζηνηρείν (solar cell) πνπ είλαη έλαο θαηάιιεια επεμεξγαζκέλνο εκηαγσγφο κηθξνχ πάρνπο ζε επίπεδε επηθάλεηα. Ζ πξφζπησζε ειηαθήο αθηηλνβνιίαο δεκηνπξγεί ειεθηξηθή ηάζε θαη κε ηελ θαηάιιειε ζχλδεζε ζε θνξηίν παξάγεηαη ειεθηξηθφ ξεχκα. Σα Φ/Β ζηνηρεία νκαδνπνηνχληαη θαηάιιεια θαη ζπγθξνηνχλ ηα θσηνβνιηατθά πιαίζηα ή γελλήηξηεο (module), ηππηθήο ηζρχνο απφ 20W έσο 300W. Οη Φ/Β γελλήηξηεο ζπλδένληαη ειεθηξνινγηθά κεηαμχ ηνπο θαη δεκηνπξγνχληαη νη θσηνβνιηατθέο ζπζηνηρίεο (arrays) 59

Σχπνη Φσηνβνιηατθψλ ζηνηρείσλ 1. ΦΧΣΟΒΟΛΣΑΨΚΑ ΣΟΙΥΔΙΑ ΚΡΤΣΑΛΛΙΚΟΤ ΠΤΡΙΣΙΟΤ (Crystalline Silicon, Si) Μνλνθξπζηαιιηθά ζηνηρεία Ππξηηίνπ (sc-si) Πνιπθξπζηαιιηθά ζηνηρεία Ππξηηίνπ (mc-si) Σαηλία Ππξηηίνπ (Ribbon-Si) 2. ΦΧΣΟΒΟΛΣΑΨΚΑ ΣΟΙΥΔΙΑ ΛΔΠΣΟΤ ΤΜΔΝΙΟΤ (Thin Film) Γηζειελντλδηνχρνο ραιθφο (CIS, CIGS) Άκνξθν Ππξίηην (a-si) Σεινπξηνχρν Kάδκην (CdTe) Αξζεληθνχρν Γάιιην (GaAs) Φσηνβνιηαηθα ζηνηρεηα Ππξηηίνπ (Si) Σν πιηθφ πνπ ρξεζηκνπνηείηαη πεξηζζφηεξν γηα ηελ θαηαζθεπή θσηνβνιηαηθσλ ζηνηρείσλ ζηελ βηνκεραλία είλαη ην ππξίηην. Δίλαη ίζσο θαη ην κνλαδηθφ πιηθφ πνπ παξάγεηαη κε ηφζν καδηθφ ηξφπν. Οη κεγάιεο (ζπγθξηηηθά) απνδφζεηο ησλ θσηνβνιηατθψλ πιαηζίσλ ππξηηίνπ ζην εκπφξην δίλνπλ θαη έλα ζεκαληηθφ πιενλέθηεκα ζην ζπγθεθξηκκέλν πιηθφ. Σν ππξίηην ζήκεξα απνηειεί ηελ πξψηε χιε γηα ην 90% ηεο αγνξάο ησλ θσηνβνιηατθψλ. Σα ζεκαληηθφηεξα πιενλεθηήκαηα ηνπ ππξηηίνπ είλαη: - Μπνξεί λα βξεζεί πάξα πνιχ εχθνια ζηελ θχζε. Δίλαη ην δεχηεξν ζε αθζνλία πιηθφ πνπ ππάξρεη ζηνλ πιαλήηε κεηά ην νμπγφλν. Σν δηνμείδην ηνπ ππξηηίνπ (SiO2) (ή θνηλψο ε άκκνο) θαη ν ραιαδίηεο απνηεινχλ ην 28% ηνπ θινηνχ ηεο γεο. Δίλαη ηδηαίηεξα θηιηθφ πξνο ην πεξηβάιινλ. - Μπνξεί εχθνια λα ιηψζεη θαη λα κνξθνπνηεζεί. Δπίζεο είλαη ζρεηηθά εχθνιν λα κεηαηξαπεί ζηελ κνλνθξπζηαιιηθή ηνπ κνξθή. - Οη ειεθηξηθέο ηνπ ηδηφηεηεο κπνξνχλ λα δηαηεξεζνχλ κέρξη θαη ζηνπο 125oC θάηη πνπ επηηξέπεη ηελ ρξήζε ηνπ ππξηηίνπ ζε ηδηαίηεξα δχζθνιεο πεξηβαιινληηθέο ζπλζήθεο. Απηφο είλαη θαη ν ιφγνο πνπ ηα θσηνβνιηατθά ζηνηρεία ππξηηίνπ αληαπεμέξρνληαη ζε έλα ηδηαίηεξα επξχ θάζκα ζεξκνθξαζηψλ. - Πνιχ ζεκαληηθφ ζηνηρείν, πνπ ζπλέβαιε ζηελ γξήγνξε αλάπηπμε ηα θσηνβνιηαηθα ζηνηρεία ηα ηειεπηαία ρξφληα, ήηαλ ε ήδε αλαπηπγκέλε ηερλνινγία, ζηελ βηνκεραλία ηεο επεμεξγαζίαο ηνπ ππξηηίνπ, ζηνλ ηνκέα ηεο ειεθηξνληθήο (ππνινγηζηέο, ηειενξάζεηο θιπ). Σν 2007 κάιηζηα ήηαλ ε πξψηε ρξνληά πνπ ππήξρε κεγαιχηεξε δήηεζε (ζε ηφλνπο θξπζηαιιηθνχ ππξηηίνπ) ζηελ αγνξά ησλ θσηνβνιηατθψλ ζηνηρεηψλ ζε ζρέζε κε απηήλ ησλ εκηαγσγψλ ηεο ειεθηξνληθήο. 60

- Μηα θαηεγνξηνπνίεζε γηα ηα θσηνβνιηατθά ζηνηρεία ζα κπνξνχζε λα γίλεη κε βάζε ην πάρνο ηνπ πιηθνχ πνπ ρξεζηκνπνηείηαη. Σχπνη θσηνβνιηατθψλ ζπζηεκάησλ ππξηηίνπ «κεγάινπ πάρνπο» 1) Φσηνβνιηατθά ζηνηρεία κνλνθξπζηαιιηθνχ ππξηηίνπ (SingleCrystalline Silicon, sc-si ) ρήκα 2.33 Φσηνγξαθία απφ θσηνβνιηατθα ζηνηρεία κνλνθξπζηαιιηθνχ ππξηηίνπ Σν πάρνο ηνπο είλαη γχξσ ζηα 0,3 ρηιηνζηά. Ζ απφδνζε ηνπο ζηελ βηνκεραλία θπκαίλεηαη απφ 15-18% γηα ην πιαίζην. ην εξγαζηήξην έρνπλ επηηεπρζεί αθφκα κεγαιχηεξεο απνδφζεηο έσο θαη 24,7%. Σν κνλνθξπζηαιιηθά θσηνβνιηαηθα ζηνηρεηα ραξαθηεξίδνληαη απφ ην πιενλέθηεκα ηεο θαιχηεξεο ζρέζε απφδνζεο/επηθάλεηαο ή "ελεξγεηαθήο ππθλφηεηαο". Έλα άιιν ραξαθηεξηζηηθφ είλαη ην πςειφ θφζηνο θαηαζθεπήο ζε ζρέζε κε ηα πνιπθξπζηαιιηθά. Βαζηθέο ηερλνινγίεο παξαγσγήο κνλνθξπζηαιιηθψλ θσηνβνιηατθψλ είλαη ε κέζνδνο CZ (Czochralski) θαη ε κέζνδνο FZ (float zone). Ακθφηεξεο βαζίδνληαη ζηελ αλάπηπμε ξάβδνπ ππξηηίνπ. Σν κνλνθξπζηαιιηθφ θσηνβνιηατθφ κε ηελ πςειφηεξε απφδνζε ζην εκπφξην ζήκεξα, είλαη ηεο SunPower κε απφδνζε πιαηζίνπ 18,5%. Δίλαη κάιηζηα ην κνλαδηθφ πνπ έρεη ηηο κεηαιιηθέο επαθέο ζην πίζσ κέξνο ηνπ πάλει απνθνκίδνληαο έηζη κεγαιχηεξε επηθάλεηα αιιειεπίδξαζεο κε ηελ ειηαθή αθηηλνβνιία. 2) Φσηνβνιηαηθα θειηά πνιπθξπζηαιιηθνχ ππξηηίνπ (MultiCrystalline Silicon, mc-si) ρήκα 2.34 Φσηνγξαθία απφ Φσηνβνιηαηθά θειηά πνιπθξπζηαιιηθνχ ππξηηίνπ 61

Σν πάρνο ηνπο είλαη επίζεο πεξίπνπ 0,3 ρηιηνζηά. Ζ κέζνδνο παξαγσγήο ηνπο είλαη θζελφηεξε απφ απηήλ ησλ κνλνθξπζηαιιηθψλ γη' απηφ θαη ε ηηκή ηνπο είλαη ζπλήζσο ιίγν ρακειφηεξε. Βαζηθφηεξεο ηερλνινγίεο παξαγσγήο είλαη: ε κέζνδνο απ' επζείαο ζηεξενπνίεζεο DS (directional solidification)., ε αλάπηπμε ιησκέλνπ ππξηηίνπ ("ρχηεπζε"), θαη ε ειεθηξνκαγλεηηθή ρχηεπζε EMC. Οπηηθά κπνξεί θαλείο λα παξαηεξήζεη ηηο επηκέξνπο κνλνθξπζηαιιηθέο πεξηνρέο. Όζν κεγαιχηεξεο είλαη ζε έθηαζε νη κνλνθξπζηαιιηθέο πεξηνρέο ηφζν κεγαιχηεξε είλαη θαη ε απφδνζε γηα ηα πνιπθξπζηαιιηθά θσηνβνιηαηθά θειηά. ε εξγαζηεξηαθέο εθαξκνγέο έρνπλ επηηεπρζεί απνδφζεηο έσο θαη 20% ελψ ζην εκπφξην ηα πνιπθξπζηαιιηθά ζηνηρεία δηαηίζεληαη κε απνδφζεηο απφ 13 έσο θαη 15% γηα ηα θσηνβνιηατθά πιαίζηα (πάλει). 3) Φσηνβνιηατθά ζηνηρεία ηαηλίαο ππξηηίνπ (Ribbon Silicon) ρήκα 2.35 Φσηνγξαθία απν θσηνβνιηατθά ζηνηρεία ηαηλίαο ππξηηίνπ Πξφθεηηαη γηα κηα ζρεηηθά λέα ηερλνινγία θσηνβνιηατθψλ ζηνηρεησλ. Αλαπηχζεηαη απφ ηελ Evergreen Solar. Πξνζθέξεη έσο θαη 50% κείσζε ζηελ ρξήζε ηνπ ππξηηίνπ ζε ζρέζε κε ηηο "παξαδνζηαθέο ηερληθέο" θαηαζθεπήο κνλνθξπζηαιιηθψλ θαη πνιπθξπζηαιιηθψλ θσηνβνιηατθψλ θπςειψλ ππξηηίνπ. Ζ απφδνζε γηα ηα θσηνβνιηατθά ζηνηρεία ηνπ έρεη θηάζεη πιένλ γχξσ ζην 12-13% ελψ ην πάρνο ηνπ είλαη πεξίπνπ 0,3 ρηιηνζηά. ην εξγαζηήξην έρνπλ επηηεπρζεί απνδφζεηο ηεο ηάμεο ηνπ 18%. Φσηνβνιηαηθα πιηθά ιεπηψλ επηζηξψζεσλ, thin film 1) Γηζειελντλδηνχρνο ραιθφο (CuInSe2 ή CIS, κε πξνζζήθε γάιιηνπ CIGS) Ο Γηζειελντλδηνχρνο Υαιθφο έρεη εμαηξεηηθή απνξξνθεηηθφηεηα ζην πξνζπίπησλ θσο αιιά παξφια απηά ε απφδνζε ηνπ κε ηηο ζχγρξνλεο ηερληθέο θπκαίλεηαη ζην 11% (πιαίζην). 62

ρήκα 2.36 Φσηνγξαθία απφ Γηζειελντλδηνχρν ραιθφ Δξγαζηεξηαθά έγηλε εθηθηή απφδνζε ζην επίπεδν ηνπ 18,8% ε νπνία είλαη θαη ε κεγαιχηεξε πνπ έρεη επηηεπρζεί κεηαμχ ησλ θσηνβνιηατθψλ ηερλνινγηψλ ιεπηήο επηζηξψζεσο. Με ηελ πξφζκημε γάιιηνπ ε απφδνζε ηνπ κπνξεί λα απμεζεί αθφκα πεξηζζφηεξν CIGS. Σν πξφβιεκα πνπ ππάξρεη είλαη φηη ην ίλδην ππάξρεη ζε πεξηνξηζκέλεο πνζφηεηεο ζηελ θχζε. ηα επφκελα ρξφληα πάλησο αλακέλεηαη ην θφζηνο ηνπ λα είλαη αξθεηά ρακειφηεξν. 2) Φσηνβνιηατθά ζηνηρεία άκνξθνπ ππξηηίνπ (Amorphous ή Thin film Silicon, a-si) ρήκα 2.37 Φσηνγξαθία απφ θσηνβνιηατθά ζηνηρεία άκνξθνπ ππξηηίνπ Σα θσηνβνιηατθά ζηνηρεία απηά, έρνπλ αηζζεηά ρακειφηεξεο απνδφζεηο ζε ζρέζε κε ηηο δχν πξνεγνχκελεο θαηεγνξίεο. Πξφθεηηαη γηα ηαηλίεο ιεπηψλ επηζηξψζεσλ νη νπνίεο παξάγνληαη κε ηελ ελαπφζεζε εκηαγσγνχ πιηθνχ (ππξίηην ζηελ πεξίπησζε καο) πάλσ ζε ππφζηξσκα ππνζηήξημεο, ρακεινχ θφζηνπο φπσο γπαιί ή αινπκίλην. Έηζη θαη ιφγσ ηεο κηθξφηεξεο πνζφηεηαο ππξηηίνπ πνπ ρξεζηκνπνηείηαη ε ηηκή ηνπο είλαη γεληθφηεξα αξθεηά ρακειφηεξε. Ο ραξαθηεξηζκφο άκνξθν θσηνβνιηατθφ πξνέξρεηαη απφ ηνλ ηπραίν ηξφπν κε ηνλ νπνίν είλαη δηαηεηαγκέλα ηα άηνκα ηνπ ππξηηίνπ. Οη επηδφζεηο πνπ επηηπγράλνληαη κε ρξεζηκνπνηψληαο θσηνβνιηαηθα thin films ππξηηίνπ θπκαίλνληαη γηα ην πιαίζην απφ 6 έσο 8% ελψ ζην εξγαζηήξην έρνπλ επηηεπρζεί απνδφζεηο αθφκα θαη 14%. Σν ζεκαληηθφηεξν πιενλέθηεκα γηα ην θσηνβνιηατθφ ζηνηρείν a-si είλαη ην γεγνλφο φηη δελ επεξεάδεηαη πνιχ απφ ηηο πςειέο ζεξκνθξαζίεο. Δπίζεο, πιενλεθηεί ζηελ αμηνπνίεζε ηεο απφδνζεο ηνπ ζε ζρέζε κε ηα θξπζηαιιηθά ΦΒ, φηαλ ππάξρεη δηάρπηε αθηηλνβνιία (ζπλλεθηά). Σν κεηνλέθηεκα ησλ άκνξθσλ πιαηζίσλ είλαη ε ρακειή ηνπο ελεξγεηαθή ππθλφηεηα 63

θάηη πνπ ζεκαίλεη φηη γηα λα παξάγνπκε ηελ ίδηα ελέξγεηα ρξεηαδφκαζηε ζρεδφλ δηπιάζηα επηθάλεηα ζε ζρέζε κε ηα θξπζηαιιηθά θσηνβνιηαηθα ζηνηρεία. Δπίζεο ππάξρνπλ ακθηβνιίεο φζσλ αθνξά ηελ δηάξθεηα δσήο ησλ άκνξθσλ πιαηζίσλ κηαο θαη δελ ππάξρνπλ ζηνηρεία απφ παιηέο εγθαηαζηάζεηο αθνχ ε ηερλνινγία είλαη ζρεηηθά θαηλνχξηα. Παξφια απηά νη θαηαζθεπαζηέο πιένλ δίλνπλ εγγχεζεηο απφδνζεο 20 εηψλ. Σν πάρνο ηνπ ππξηηίνπ είλαη πεξίπνπ 0,0001 ρηιηνζηά ελψ ην ππφζηξσκα κπνξεί λα είλαη απφ 1 έσο 3 ρηιηνζηά. 3) Σεινπξηνχρν Kάδκην (CdTe) ρήκα 2.38 Φσηνγξαθία απφ ηεινπξηνχρν Kάδκην Σν Σεινπξηνχρν Κάδκην έρεη ελεξγεηαθφ δηάθελν γχξσ ζην 1eV ην νπνίν είλαη πνιχ θνληά ζην ειηαθφ θάζκα θάηη πνπ ηνπ δίλεη ζνβαξά πιενλεθηήκαηα φπσο ηελ δπλαηφηεηα λα απνξξνθά ην 99% ηεο πξνζπίπηνπζαο αθηηλνβνιίαο. Οη ζχγρξνλεο ηερληθέο φκσο καο πξνζθέξνπλ απνδφζεηο πιαηζίνπ γχξσ ζην 6-8%. ην εξγαζηήξην ε απφδνζε ζηα θσηνβνιηαηθα ζηνηρεηα έρεη θζάζεη ην 16%. Μειινληηθά αλακέλεηαη ην θφζηνο ηνπ λα πέζεη αξθεηά. εκαληηθφηεξνο θαηαζθεπαζηήο γηα θσηνβνιηατθα ζηνηρεία CdTe είλαη ε First Solar. Σξνρνπέδε γηα ηελ ρξήζε ηνπ απνηειεί ην γεγνλφο φηη ην θάδκην ζχκθσλα κε θάπνηεο έξεπλεο είλαη θαξθηλνγφλν κε απνηέιεζκα λα πξνβιεκαηίδεη ην ελδερφκελν ηεο εθηεηακέλεο ρξήζεο ηνπ. Ήδε ε Greenpeace έρεη ελαληησζεί ζηελ ρξήζε ηνπ. Δπίζεο πξνβιεκαηίδεη ή έιιεηςε ηνπ Σειινπξίνπ. εκαληηθφηεξε ρξήζε ηνπ είλαη ή ελζπιάθσζε ηνπ ζην γπαιί σο δνκηθφ πιηθφ (BIPV Building Integrated Photovoltaic). 4) Αξζεληθνχρν Γάιιην (GaAs) ρήκα 2.39 Φσηνγξαθία απν αξζεληθνχρν Γάιιην 64

Σν Γάιιην είλαη έλα παξαπξντφλ ηεο ξεπζηνπνίεζεο άιισλ κεηάιισλ φπσο ην αινπκίλην θαη ν ςεπδάξγπξνο. Δίλαη πην ζπάλην αθφκα θαη απφ ηνλ ρξπζφ. Σν Αξζεληθφ δελ είλαη ζπάλην άιια έρεη ην κεηνλέθηεκα φηη είλαη δειεηεξηψδεο. Σν αξζεληθνχρν γάιιην έρεη ελεξγεηαθφ δηάθελν 1,43eV πνπ είλαη ηδαληθφ γηα ηελ απνξξφθεζε ηεο ειηαθήο αθηηλνβνιίαο. Ζ απφδνζε ηνπ ζηελ κνξθή πνιιαπιψλ ζπλελψζεσλ (multijunction) είλαη ε πςειφηεξε πνπ έρεη επηηεπρζεί θαη αγγίδεη ην 29%. Δπίζεο ηα θσηνβνιηαηθα ζηνηρεηα GaAs είλαη εμαηξεηηθά αλζεθηηθά ζηηο πςειέο ζεξκνθξαζίεο γεγνλφο πνπ επηβάιιεη ζρεδφλ ηελ ρξήζε ηνπο ζε εθαξκνγέο ειηαθψλ ζπγθεληξσηηθψλ ζπζηεκάησλ (solar concentrators). Σα θσηνβνιηαηθα ζηνηρεία GaAs έρνπλ ην πιενλέθηεκα φηη αληέρνπλ ζε πνιχ πςειέο πνζφηεηεο ειηαθήο αθηηλνβνιίαο, γηα απηφ αιιά θαη ιφγσ ηεο πνιχ πςειήο απφδνζεο ηνπ ελδείθλπηαη γηα δηαζηεκηθέο εθαξκνγέο. Σν κεγαιχηεξν κεηνλέθηεκα απηήο ηεο ηερλνινγίαο είλαη ην ππεξβνιηθφ θφζηνο ηνπ κνλνθξπζηαιιηθνχ GaAs ππνζηξψκαηνο. ρήκα 2.40 Φσηνγξαθία εμέιημεο θσηνβνιηαηθψλ ζηνηρείσλ 65

Σερληθά ραξαθηεξηζηηθά ησλ θσηνβνιηαηθψλ καο θίικ ρήκα 2.41 Φσηνγξαθία απφ powerfilmsolar RC7.2-75 Specs Power Film Solar RC7.2-75: Type: Thin film Silicon, a-si Operating Voltage: 7.2 Wattage:.72 Current: 100 Width (mm): 90 mm Length (mm): 270 mm Weight (kg): 5.9 g Efficiency:5-7% 66

ρήκα 2.42 Φσηνγξαθία απφδνζεο powerfilmsolar RC7.2-75 ζε 100% έληαζε ειίνπ Light Intensity 100 % FFmpp 54,816 Voc 10,422 V Isc 125,053 ma Impp 97,146 ma Vmpp 7,354 V Power 714,413 mw Rseries 18,278 ohm Rshunt 78,246 ohm 67

ρήκα 2.43 Φσηνγξαθία απφδνζεο powerfilmsolar RC7.2-75 ζε 25% έληαζε ειίνπ Light Intensity 25 % FFmpp 59,765 Voc 10,501 V Isc 31,911 ma Impp 25,388 ma Vmpp 7,888 V Power 200,27 mw Rseries 47 ohm Rshunt 461,851 ohm 68

2.2 ΣΑΓΙΑ ΚΑΣΑΚΔΤΗ 1. ρέδην 1:1 2. Κφςηκν παηξφλ 69

3. ρεδίαζε θαη θφςηκν αεξνηνκψλ πάλσ ζε μχιν κπάιζα 70

4. Καηαζθεπή ζθειεηνχ πηέξπγαο 71

5. Πξνζζήθε ρείινπο πξνζβνιήο θαη ρείινπο εθβνιήο 72

73

6. Καηαζθεπή γσλίαο ζπλδέζεσο θηεξψλ ή δίεδξνο γσλία 74

7. Δπηθάιπςε πηέξπγαο κε κνλνθφη 75

76

77

8. Καηαζθεπή αηξάθηνπ ζχκθσλα κε ην ζρέδην κε εζσηεξηθέο εληζρχζεηο απφ μχιν θφληξα πιαθέ 78

79

9. Λείαλζε γσληψλ ηεο αηξάθηνπ απφ φιεο ηηο πιεπξέο 10. Καηαζθεπή elevator θαη rudder 80

81

82

11. Δπηθάιπςε αηξάθηνπ, elevator θαη rudder κε κνλνθφη 83

12. πλαξκνιφγεζε αηξάθηνπ 84

85

13. Δγθαηάζηαζε ζεξβνκεραληζκψλ, ηειεθαηεχζπλζεο θαη θηλεηήξα 86

14. Δγθαηάζηαζε θαη ζπλδεζκνινγία θσηνβνιηαηθψλ ζηνηρείσλ ηχπνπ θηικ ρήκα 2.44 Φσηνγξαθία επεμήγεζεο ζεηηθνχ θαη αξλεηηθνχ πφινπ ρήκα 2.45 Φσηνγξαθία επεμήγεζεο παξάιιειεο ζπλδεζκνινγίαο θσηνβνιηαηθψλ 87