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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Fontaine à eau solaire. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Sources d'énergie alternatives La vue et le son de l’eau qui coule ont l’effet le plus apaisant, qu’il s’agisse d’un ruisseau au doux murmure ou d’une cascade rugissante. Rien ne peut se comparer à eux. Malheureusement, tout le monde n’a pas le bonheur de posséder son propre miracle de la nature. Cependant, vous pouvez utiliser un remplacement presque équivalent. La fontaine sculpturale, louée par les anciens Grecs, allie la tranquillité de la nature et l'art de l'homme. Dans notre conception, cette harmonie est démontrée encore plus clairement : nous avons ajouté une innovation technologique qui utilise l'énergie du Soleil. Fontaines Les fontaines peuvent se présenter sous une grande variété de formes et de tailles, de celles à peine visibles à celles qui sont assez impressionnantes. Lorsque nous pensons aux fontaines, beaucoup d’entre nous se souviennent des figures gracieuses de déesses mythologiques, finement réalisées par des artisans exceptionnels du passé. Il s’agit bien entendu de fontaines de style classique. Cependant, les fontaines peuvent être de styles très divers. De nos jours, il existe une tendance à créer de petites fontaines pour la terrasse. Un grand nombre de fontaines différentes et bon marché peuvent être utilisées, par exemple, dans les jardins d'enfants et les crèches. Une nouvelle réalisation dans ce domaine est une fontaine miniature d'intérieur, qui peut être placée dans un coin de la pièce ou sur une table. Comment fonctionne la fontaine Quel que soit le type de fontaine que vous choisissez, vous aurez besoin des mêmes composants de base pour la fabriquer. Tout d’abord, il y a un réservoir d’eau, généralement situé à l’intérieur de la sculpture. Deuxièmement, un dispositif de circulation de l'eau. Le mécanisme d'action de la fontaine est très simple. Il fonctionne en boucle fermée, comme le montre la Fig. 1. Tout d’abord, le réservoir est rempli d’eau. À partir de là, une pompe fournit de l'eau via une alimentation en eau interne à la partie supérieure de la structure, d'où elle tombe librement. L'eau tombe en cascade dans la piscine et le cycle se répète.
Le système de plomberie de la fontaine faisant partie intégrante de sa conception, nous nous intéresserons uniquement à la circulation de l'eau et au choix du type de pompe et de source d'énergie photovoltaïque requis pour celle-ci. Pompes à eau Comme les fontaines, les pompes sont de différents types et tailles. Les pompes sont sélectionnées en fonction de deux caractéristiques. Premièrement, la quantité d’eau que la pompe peut pomper sur une période de temps donnée. Une pompe conventionnelle pompe 40 litres de liquide par minute, soit 40 l/min. Deuxièmement, la pression sous laquelle l'eau est fournie. La pression de l’eau est comme la tension électrique dans un circuit. Bien entendu, l’eau a un poids (1 litre d’eau pèse 1 kg). Ainsi, si vous prenez un tube vertical et que vous le remplissez de 10 litres d’eau, le poids total à la base du tube sera de 10 kg. Si la section transversale du tube à la base est de 5 cm2, une pression d'au moins 2-105 Pa (2 atm) est nécessaire pour soulever cette colonne d'eau. Par conséquent, la pression à l’extrémité de sortie de la pompe détermine la hauteur à laquelle l’eau peut être pompée. Cette pression est appelée hauteur hydrostatique. La pression est inversement proportionnelle à la vitesse d’écoulement du fluide : par exemple, lorsque la pression diminue, la vitesse d’écoulement augmente. Cependant, il est peu probable que vous ayez à calculer les paramètres de la pompe si vous n'avez pas l'intention de fabriquer la fontaine vous-même. Pour la plupart des conceptions de fontaines prêtes à l'emploi, vous pouvez immédiatement sélectionner une pompe de la bonne taille pour obtenir le résultat souhaité. Lors du choix d’une pompe pour votre fontaine, privilégiez un appareil basse tension. Il y a plusieurs raisons à cela, la moindre n’étant pas la sécurité lors de l’interaction entre l’eau et l’électricité. Cette combinaison peut parfois être fatale. L'expérience suggère que la meilleure est une pompe de 12 V. Premièrement, il existe de nombreuses pompes de ce type et elles peuvent être achetées dans les magasins de pièces détachées, y compris les magasins automobiles. Découvrez le département qui vend des essuie-glaces, des pompes à carburant électriques et des injecteurs d'eau. Batterie solaire Une autre raison de choisir une pompe 12V est due aux convertisseurs photovoltaïques qui l’alimenteront. Les modules conçus pour charger une batterie au plomb de 12 volts sont produits dans le commerce. Ils sont généralement produits en sections d'une tension de 12 V chacune, ce qui convient très bien à nos besoins. Cette standardisation a conduit au développement de cellules solaires présentant une grande variété de caractéristiques de courant et de puissance, ce qui permet de sélectionner le convertisseur photovoltaïque prêt à l'emploi requis. Lorsque vous utilisez une alimentation et une pompe de 12 volts, la tension est automatiquement ajustée. D’autre part, le courant de sortie de la cellule solaire doit correspondre au type de pompe.
Dans la plupart des cas, vous trouverez les données de consommation actuelle sur le corps de la pompe. Cependant, vous devez savoir ce que signifient ces données. Le courant consommé par la pompe est généralement mesuré dans des conditions de fonctionnement extrêmes (à pression et volume d'eau pompés maximum). La valeur actuelle correspondant à ces conditions est indiquée sur le corps de la pompe. Cependant, si la pompe n’est pas utilisée à sa capacité maximale, un courant plus faible sera suffisant. Il est vrai que son ampleur est difficile à déterminer à l’avance. La procédure de création d'une conception de fontaine typique est décrite ci-dessous, ce qui vous permettra d'imaginer plus clairement le problème dans son ensemble. Fabriquer une fontaine Tout d'abord, une fontaine a été commandée pour la terrasse, pour laquelle il a fallu acheter une pompe d'une capacité de 10 l/min à une pression de 2-105 Pa (2 atm). Les paramètres de la pompe ont été spécifiés dans le mode d'emploi. Ensuite, ils ont trouvé une pompe à pression du même type que celle utilisée dans les systèmes hydrauliques des bus. Selon ses caractéristiques techniques, la pompe fournissait le débit dont j'avais besoin à une pression plus élevée (que nécessaire). Le moteur a été conçu pour une tension de 12 V et un courant de 7 A. Après avoir installé la pompe dans la fontaine, elle a été connectée à une source d'alimentation de 12 V. À l'aide d'un ampèremètre connecté en série avec la source, il a été déterminé que dans des conditions normales, la pompe consomme un courant de 2 A. Il faut en tenir compte que cela s'applique à un exemple spécifique. Le design de la fontaine peut différer de celui présenté ci-dessus, mais il faut procéder de la même manière. La consommation de courant s'est avérée nettement inférieure à la valeur de 7 A indiquée sur le corps de la pompe. La tâche suivante consistait à sélectionner une batterie solaire capable de générer un courant de 2 A à une tension de 12 V. Ce n'était pas difficile, même si, bien sûr, je voulais choisir la conception la plus pratique. Finalement, le type de batterie ASI-2000, produit par ARCO Solar, a été choisi. Le choix s’est avéré réussi. En plein soleil, la pompe émet un jet d'eau jusqu'à une hauteur de 30 à 45 cm au-dessus du point haut de la fontaine. Cependant, la hauteur du jet dépend des conditions d'éclairage. Lorsque les rayons du soleil du matin frappent le panneau solaire, un petit filet apparaît. Même si ce n'est pas aussi impressionnant, c'est néanmoins une image agréable. A l'approche de midi, la fontaine apparaît dans toute sa splendeur alors que le convertisseur photovoltaïque produit une puissance maximale. Lorsque le soleil se couche, la force du jet diminue à nouveau et finalement la fontaine cesse de fonctionner. Il est clair que des conditions d'éclairage solaire peu favorables affectent également le fonctionnement de la fontaine. En raison de l'évaporation, de l'eau doit être ajoutée au système. En général, il est déconseillé de faire fonctionner la pompe sans eau, car des dommages pourraient survenir. En hiver, il faut bien entendu éviter les éventuels gels. Auteur : Byers T.
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