Aurinkopaneelin kääntölaitteen prototyypin mekaniikkasuunnittelu
Impiö, Aatu (2024)
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202402163067
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202402163067
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyön aiheena on tehdä aurinkopaneelien kääntölaitteen prototyypin mekaniikkasuunnittelu. Työn toimeksiantajana on Kempeleessä sijaitseva Professional Mechanics Finland Oy, joka tarjoaa muun muassa koneistus- sekä tuote- ja laitesuunnittelupalveluita. Työ on toimeksiantajayrityksen tavanomainen asiakastyö.
Aurinkopaneelien kääntölaitteen on tarkoitus kääntää kahden liikeakselin avulla kahta rinnakkain asennettua aurinkopaneelia aurinkoa kohti vuorokauden- ja vuodenajan suhteen. Tällä saavutetaan kiinteästi asennettuihin aurinkopaneeleihin nähden suurempi sähköntuotto, sillä paneelit osoittavat aina kohtisuoraan aurinkoa kohti.
Opinnäytetyössä esitetään prototyyppilaitteen eri toiminnallisuuksien suunnitteluvaiheita ja perustellaan valittuja suunnitteluratkaisuja kuvin havainnollistaen. Teoriaosuudessa käsitellään aurinkokennotekniikkaa ja aurinkokennojen ja -paneelien hyötysuhdetta.
Tuotteeseen haluttu perusrakenne saatiin asiakkaalta, minkä pohjalta suunnittelutyö tehtiin. Suunnittelun päätyökaluna käytettiin Solidworks 2022 -3D-mallinnusohjelmaa. Mekaniikkasuunnittelun tuotoksena syntyi 3D-malli laitteesta ja sen osista sekä karkeat lujuuslaskelmat ja kevyt dokumentaatio. Laitteen automaatio- ja sähkösuunnittelun teki pääosin automaatiosuunnittelija.
Opinnäytetyö jouduttiin tekemään keskeneräisestä projektista aikataulusyistä. Projekti jatkuu opin-näytetyön valmistumishetkellä ja prototyyppilaite tullaan rakentamaan. Suunnittelutyön tuloksia voidaan arvioida helpommin, kun prototyyppilaite on saatu valmiiksi.
Aurinkopaneelien kääntölaitteen on tarkoitus kääntää kahden liikeakselin avulla kahta rinnakkain asennettua aurinkopaneelia aurinkoa kohti vuorokauden- ja vuodenajan suhteen. Tällä saavutetaan kiinteästi asennettuihin aurinkopaneeleihin nähden suurempi sähköntuotto, sillä paneelit osoittavat aina kohtisuoraan aurinkoa kohti.
Opinnäytetyössä esitetään prototyyppilaitteen eri toiminnallisuuksien suunnitteluvaiheita ja perustellaan valittuja suunnitteluratkaisuja kuvin havainnollistaen. Teoriaosuudessa käsitellään aurinkokennotekniikkaa ja aurinkokennojen ja -paneelien hyötysuhdetta.
Tuotteeseen haluttu perusrakenne saatiin asiakkaalta, minkä pohjalta suunnittelutyö tehtiin. Suunnittelun päätyökaluna käytettiin Solidworks 2022 -3D-mallinnusohjelmaa. Mekaniikkasuunnittelun tuotoksena syntyi 3D-malli laitteesta ja sen osista sekä karkeat lujuuslaskelmat ja kevyt dokumentaatio. Laitteen automaatio- ja sähkösuunnittelun teki pääosin automaatiosuunnittelija.
Opinnäytetyö jouduttiin tekemään keskeneräisestä projektista aikataulusyistä. Projekti jatkuu opin-näytetyön valmistumishetkellä ja prototyyppilaite tullaan rakentamaan. Suunnittelutyön tuloksia voidaan arvioida helpommin, kun prototyyppilaite on saatu valmiiksi.