Aurinkokeräimen kääntölaite

Abstract

Työn tilaajana toimi yksityishenkilö, joka oli rakentamassa tontilleen kääntyvää aurinkokeräintä. Tilaaja oli jo tehnyt hyvät pohjatyöt aurinkokeräinlaitteiston suunnittelussa, joten opinnäytetyöhön kuului vain kääntömekanismin suunnittelu ja mitoitus. Työn tavoitteena oli laite, joka kääntää keräintä päivittäin auringon suunnan mukaisesti maaliskuulta lokakuulle auringonnoususta auringonlaskuun saakka. Lisäksi laite ei saanut olla liian kallis ja sen piti olla mahdollisimman omatoiminen.

Suunnittelutyö toteutettiin systemaattisen suunnittelun avulla ja kaikki suunnitteludokumentaatio kirjattiin muistiin. Voimansiirto toteutettiin ketjukäytöllä, voimanlähteenä käytettiin sähkömoottoria ja laitteen automatiikka toteutettiin logiikan ohjauksella. Työssä tehtiin kokoonpanolle piirustukset, voimansiirrolle mitoitukset ja logiikalle ohjelma. Lopputuloksena oli kääntyvä aurinkokeräin, joka sijaitsee 4 metrin korkuisen pilarin huipulla ja kääntyy auringon suunnan mukaisesti päivämäärän ja kellonajan perusteella.

Kirjallisuusselvityksessä tutkittiin aurinkoenergiaa energianlähteenä, hyödyntämismahdollisuuksia, yleisyyttä ja tulevaisuuden näkymiä. Auringosta tulee energiaa maanpinnalle paljon enemmän kuin sitä pystytään hyödyntämään. Suomessakin on hyvät mahdollisuudet aurinkoenergian hyödyntämiseen. Aurinkoenergiatekniikat ovat kehittyneet valtavasti viimeisen vuosikymmenen aikana, ja tulevaisuudessa voidaankin odottaa aurinkoenergian olevan yksi varteenotettavista energian tuotantomuodoista.

Lisäksi kirjallisuusselvityksessä tarkasteltiin aurinkolämpöä, sillä suunnittelutyö tehtiin aurinkokeräimelle. Suurimmat aurinkolämmön tuottaja-alueet ovat Kiina ja Eurooppa, jotka yhdessä kattavat yli 80 % maailman aurinkoenergiatuotannosta. Kotitalouksissa käytettävät aurinkokeräimet ovat yleisimmin tasokeräimiä tai tyhjiöputkikeräimiä. Tasokeräin on tyhjiöputkikeräintä halvempi vaihtoehto, mutta tyhjiöputkikeräimellä voidaan tuottaa 30 % enemmän aurinkolämpöä kuin tasokeräimellä. Kääntyvällä keräimellä tuotto voi olla jopa kaksinkertainen paikallaan olevaan keräimeen verrattuna.