Wykorzystanie energii odnawialnej w zasilaniu systemów wentylacyjnych

Nowe EKO rozwiązania SMAY

W dziale R&D firmy SMAY w trakcie prac nad nowymi rozwiązaniami wentylacyjnymi zawsze brana pod uwagę jest ekologia i zmniejszenie emisji CO2 w trakcie instalacji, ale również późniejszej eksploatacji urządzeń. Inżynierowie testują różne rozwiązania i poszukują nowych technologii i ich zastosowań w świecie wentylacji. Dlatego firma bierze udział w badaniach naukowych, współpracuje z uczelniami i organizacjami ekologicznymi, a także na bieżąco śledzi nowości w dziedzinie nauki i techniki.

To właśnie podczas jednej z konferencji w zakresie budownictwa ekologicznego – PLGBC Green Building Summit w Warszawie, gdzie Olga Malinkiewicz opowiadała o zastosowaniu i rewolucyjnych możliwościach perowskitów, nasz zespół nawiązał kontakt z firmą wdrażającą nową technologię pozyskiwania energii dzięki zastosowaniu paneli perowskitowych.

Regulator CAV sterowany siłownikiem z ogniw perowskitowych

System składa się z modułu wykonawczego, który ma za zadanie odpowiednio wysterować siłownik urządzania wentylacyjnego.  W dotychczasowych bezprzewodowych rozwiązaniach, w których skład wchodzi urządzenie HVAC oraz siłownik elektryczny, zasilanie odbywa się za pomocą ogniw fotowoltaicznych na bazie krzemu. W naszym innowacyjnym rozwiązaniu, które proponujemy zasilanie pochodzi z ogniw perowskitowych. Ogniwa te przez swoją unikalną konstrukcje charakteryzują się wysoką efektywnością zarówno przy świetle słonecznym, jak i świetle odbitym (sztucznym). Dodatkowo do poprawnej pracy nie wymagają kierowania światła padającego na panele pod odpowiednim kątem.

Dlaczego stawiamy na perowskity?

W przypadku ogniw na bazie krzemu optymalnym kątem padania światła jest kąt 90° do powierzchni panelu. Natomiast ogniwa perowskitowe nie posiadają tego warunku, co pozwala na dowolne umiejscowienie panelu. Dodatkową zaletą ogniw perowskitowych jest fakt, iż mogą być one np. drukowane na foli plastikowej, przez co dają większą elastyczność, a to pozwala na dopasowanie paneli do dowolnego podłoża i geometrii obiektu.

Regulator przepływu powietrza zasilany panelem perowskitowym

Moduł wykonawczy zsynchronizowany z regulatorem CAV składa się z panelu perowskitowego połączonego z układem ładowania oraz z akumulatora, który połączony jest z płytką elektroniczną, wytworzona energia poprzez panel perowskitowy wykorzystywana jest do zasilania płytki elektronicznej oraz siłownika elektrycznego.  Płytka elektroniczna ma na celu odebranie sygnału radiowego, a następnie przesłanie informacje do siłownika w celu ustawienia odpowiedniego kąta otwarcia przepustnicy urządzenia HVAC.

Urządzenie nie potrzebuje zewnętrznego okablowania w celu zasilenia lub zapewnienia zewnętrznego sygnału sterującego.  Ponadto posiada przycisk służący do obsługi funkcji paruj/zapomnij, co pozwala na przyporządkowanie danego modułu do odpowiedniego kanału sterującego.

Ograniczenie okablowania to istotne oszczędności na poziomie instalacji rozwiązań HVAC

Proponowany system rozwiązuje problem potrzeby doprowadzania sieci elektrycznej do urządzeń wentylacyjnych, ponieważ panel perowskitowy wykazuje zdolność do wytwarzania energii elektrycznej ze światła odbitego, jak również do wytwarzania energii elektrycznej z światła słonecznego.  W odpowiednich warunkach, ilość energii wytworzonej ze sztucznego światła odbitego jest wystarczająca do wytworzenia odpowiedniej ilości energii elektrycznej potrzebnej do przesterowania siłownika urządzenia HVAC tym samy do zrównoważenia bilansu energetycznego.

Magazynowanie energii elektrycznej dzięki panelom perowskitowym

Akumulator połączony z panelem perowskitowym jest w stanie zmagazynować odpowiednią ilość energii elektrycznej do zasilania urządzenia o odpowiednich właściwościach użytkowych w przypadku ograniczenia światła słonecznego lub sztucznego.  Jednocześnie moduł wykonawczy przymocowany do urządzenia HVAC jest odpowiednio zoptymalizowany (wbudowany mikrokontroler) w celu oszczędności energii magazynowanej w akumulatorze podczas spoczynku.

Jak to działa?

Mikrokontroler w module wzbudza resztę układu elektronicznego tylko w momencie otrzymania sygnału zewnętrznego i pobiera minimalną wartość energii elektrycznej w trybie oczekiwania na sygnał. Proponowany system ułatwia ingerencję w nastawę siłownika elektrycznego w urządzaniach wentylacyjnych przez użycie bezprzewodowego sygnału sterującego.

Dowolność zamocowania modułu z akumulatorem pozwala na szerokie zastosowanie rozwiązania w dotychczasowych systemach HVAC.

Oszczędność energii i… miejsca podczas montażu

Dodatkowo w przypadku, gdy urządzenie HVAC umiejscowione jest ponad sufitem podwieszanym, panel perowskitowy może znajdować się na powierzchni sufitu podwieszanego i nadal sprawnie zarządzać przepływem powietrza. Panel jest niezwykle cienki, przez co jedynie nieznacznie zwiększa objętość regulatora, co jest ważne w przypadku ograniczonego miejsca na urządzenia HVAC w przestrzeni wentylacyjnej.

Sterownik komunikacji radiowej

Sterownik urządzenia odpowiada za komunikacje drogą radiową z modułem wykonawczym i za pomocą fal radiowych przesyła informacje do mikrokontrolera znajdującego się na module wykonawczym.  Urządzenie wymaga zewnętrznego zasilania elektrycznego 24V AC/DC i może komunikować się z jednym lub wieloma modułami wykonawczymi jednocześnie. Aby uniknąć zaniku zasilania między kondygnacjami, sugeruje się stosowanie minimum jednego sterownika w obrębie jednej kondygnacji.

Funkcje sterownika

Sterownik posiada funkcje zapisywania i zerowania ilości przesterowań na module wykonawczym. Powyższa funkcja ma na celu wykrycie niepożądanych prób przesterowań, w celu optymalizacji i zmniejszenia poborów prądu przez moduł wykonawczy.

Inne cechy sterownika:

• komunikacja zgodna z protokołem RS485
• sterowanie analogowe 0-10V
• adresowanie modułów wykonawczych
• kompaktowa budowa urządzenia

Sterownik może być połączony z czujnikiem jakości powietrza – w tym czujnikami stężenia CO2, temperatury i wilgotności. Pozwala nam to na spersonalizowanie odpowiednich parametrów komfortu w pomieszczeniach.