Ich lebe in Chicago und gehe jeden Tag an diesen Mülleimern vorbei, auf denen sich eine große Solarzelle befindet. Diese Mülleimer sollen Energie sammeln, die einen Müllverdichter im Inneren antreibt. Dies führt theoretisch zu mehr Platz für mehr Müll, was bedeutet, dass die Stadt weniger Geld für die Müllabfuhr ausgeben kann.
Mein Instinkt sagt mir, dass dieser Plan nicht funktioniert. Ich möchte nur die Community fragen, was Sie darüber denken.
Die Mülleimer befinden sich in der Innenstadt von Chicago, umgeben von Wolkenkratzern. Benötigen Solarzellen direktes Sonnenlicht, um ein nutzbares Energieniveau erzeugen zu können? Ich kann nicht sehen, dass die Zellen mehr als 3 Stunden pro Tag nutzbares Sonnenlicht bekommen.
Außerdem sind die Solarzellen mit einer Kunststoffschale bedeckt, um die Zellen vor Schmutz, Schmutz usw. zu schützen. Dadurch werden die Schalen jedoch verschmutzt, wodurch die Sonnenenergie weiter daran gehindert wird, die Zellen zu erreichen.
Ist diese Idee in der "feindlichen" Umgebung, in der sich diese Müllverdichter befinden, technisch machbar?
Ein bisschen nebenbei - ein College-Professor hat mir einmal erzählt, dass er für eine Ölgesellschaft gearbeitet hat, die eine Solaranlage für Radios gebaut hat, die auf Ölplattformen betrieben werden sollen. Ein Problem, das sie hatten, war Vogelkot. Anscheinend ist Vogelabfall reich an Harnsäure, die die Kunststoffabdeckung der Zellen verschmutzen und dadurch die Energiemenge verringern würde, die in die Zellen gelangen könnte. Es gibt viele Tauben in Chicago, obwohl ich noch nie eine auf einem Mülleimer gesehen habe :).
edit: Datenblatt für den BigBelly-Kompaktor
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Antworten:
Das System wird funktionieren.
Wie viel Müll Sie verdichten können, hängt davon ab, wie oft
Lange danach hinzugefügt:
Technische Spezifikation von Big Belly in meiner Dropbox und auf ihrer Website
An einigen Stellen unten habe ich neben meinen vorherigen Annahmen [Ist: xxx] Zahlen hinzugefügt.
Basierend auf den folgenden Berechnungen scheint es, dass
In einer schlechten Innenstadtlage (sonnenmäßig) in Chicago
im Winter an einem durchschnittlichen Dezember- oder Januar-Tag
unter Verwendung eines monokristallinen 20-W-Silizium-PV-Moduls [Ist: 30 Watt]
und Blei-Säure-Batterie,
Sie würden wahrscheinlich 10-15 Verdichtungen / Tag bekommen.
Für alle außer 2,5 Monaten des Jahres würden Sie 2+ x das bekommen.
Das klingt nützlich.
Siehe unten für die Ableitung dieses Ergebnisses und die "Annahmen", auf denen es basiert.
Wie am Ende erläutert, sind "Annahmen" Anfangsbedingungen, die auf der Grundlage der bekanntesten Informationen und Erfahrungen aus der Vergangenheit festgelegt wurden. Sie werden zu Beginn klar angegeben, damit die Einschränkungen des Systems verstanden werden können und sie leicht geändert werden können, wenn andere Bedingungen zutreffen.
Die folgende Tabelle stammt von der wundervollen Website www.gaisma.com - bietet Sonnen- und Sonneneinstrahlung sowie Wind und weitere Informationen von einer Vielzahl von Websites weltweit.
Die erste Zeile = Sonneneinstrahlung = äquivalente Stunden voller Sonne täglich im Durchschnitt, Monat für Monat.
Der Höchstwert liegt bei 6,04 "Sonnenstunden" pro Tag im Durchschnitt in VII = Juli und der niedrigste bei 1,50 Sonnenstunden pro Tag im Dezember.
Eine "Sonnenscheinstunde" liefert 1000 Watt pro Quadratmeter.
Ein z. B. 50-Watt-Panel, das 1,5 Sonnenstunden ausgesetzt ist, liefert also 50 x 1,5 = 75 Wattstunden Energie, wenn die Sonne entweder voll an oder voll aus ist.
Bei reduzierten Sonnenscheinwerten (Wolken, Schatten, Regen, Morgen- / Abenddämmerung, Nebel, ...) ist der Lichtpegel (natürlich) niedriger.
Da sich die Lichtverhältnisse verringern, kann eine Zelle nur proportional weniger Strom produzieren. Einige Zellen liefern jedoch besser Leistung bei niedrigen Pegeln als andere.
Die Leistung von monokristallinen Siliziumzellen verringert sich ungefähr proportional zum Lichtniveau und sie haben die beste Leistung pro Sonnenscheinstunde aller üblicherweise verwendeten Technologien.
Die Wirkungsgrade variieren je nach dem, was Sie ausgeben möchten, aber die besten Zellen haben einen Wirkungsgrad von über 20% und einen Wirkungsgrad des gesamten Panels von 17%, aber ein Ziel von 15% bis 15% ist vernünftig. Bei 15% 1 m ^ 2 = 150 Watt und 1 Fuß ^ 2 = ungefähr 14 Watt. Nehmen wir zunächst ein 20-W-Panel an.
Gaisma Chicago
Ein 20-W-Panel im Dezember liefert durchschnittlich 30 Wh / Tag und im Juni - Juli 120 Wh / Tag. Wenn die Zeit gespeichert und dann für die Stromversorgung des Verdichters verwendet wird, erhalten Sie möglicherweise 50%.
Im Winter 30 Wh x 50% = 15 Wh
Angenommen, der Verdichter verwendet einen 1/4 PS- oder ~ = 200 Watt-Motor [tatsächlich: 1/6 PS, 130 Watt]
und ein Verdichtungszyklus dauert 10 Sekunden (beide I ' Ich denke, sollte für eine einzelne Mülltonne sehr, sehr ausreichend sein.).
200 W x 10 s x 1/3600 s / h = 0,555 Wh / Verdichtung - sagen wir 0,5 Wh.
Mit 15 Wh erhalten Sie also 15 / .5 = 30 Verdichtungen / Tag.
ABER das ist mit einem voll beleuchteten Panel, das bekommt, was Chicago Wintersonne kann, wenn es verfügbar ist. Bei reduzierten Lichtverhältnissen erhalten Sie weniger. Ich werde im Folgenden Verdichtungen / Tag in eckige Klammern setzen, vorausgesetzt 30 an einem guten Wintertag mit auf die Sonne gerichtetem Feld.
Ein strahlend bewölkter Himmel, bei dem Sie den Sonnenstandort nicht sehen können, dessen Betrachtung jedoch fast Ihre Augen verletzt, kann sich 0,5 Sonnen (50.000 Lux) nähern [[15]]. Ein guter, hell bewölkter Himmel, eine Sonne, die nicht offensichtlich und nicht blendend hell ist, kann 20% einer Sonne = 20.000 Lux ausmachen [[6]]. Schwach bewölkt und in tief schattierten Wolkenkratzertälern usw. kann von 10% / 10.000 Lux abwärts gehen [[<= 3]].
Ich denke, die 200 Watt / 10 Sekunden pro Verdichtung sind wahrscheinlich eher höher als nötig. 200 W = 20 kg / m / s. Bei etwa 50% elektrisch bis mechanisch, dh 10 kg Kraft über 10 Meter oder 100 kg über 1 Meter mit 10 Sekunden Betrieb. Sie müssten etwas ziemlich schlampigen Müll und einen großen Mülleimer haben, um dies zu benötigen - so können Sie möglicherweise 3 bis 5 x so viele Verdichtungen pro Tag wie oben erhalten.
dh 10 - 15 Verdichtungen an einem durchschnittlichen Wintertag an einem eher ungünstigen Ort.
Das Obige basierte auf einem 20-Watt-Panel. Ändern Sie die Größe nach Bedarf.
Ich sagte 50% Panel über Speicher auszugeben.
Die Batterie hat eine aktuelle Speichereffizienz - sagen wir 85% für Blei-Säure
und eine Spannungsumwandlungseffizienz = Vbattery out / Vpanel_rated.
[Tatsächliche Batterie: 12 Volt. Typ nicht spezifiziert, aber der verwendete Wortlaut deutet auf Bleisäure hin.]
Eine Blei-Säure-Batterie wird nur angenommen, um ein Gefühl für die Lade- / Entladeeffizienz zu bekommen. Es gibt viele andere Faktoren bei der Auswahl der Batterie, aber der wichtigste ist wahrscheinlich der Betriebstemperaturbereich. Bei Minusgraden funktioniert keine der "traditionellen" Batterien wirklich gut.
Wenn die niedrigsten Lebensdauerkosten plus Betrieb in einem weiten Temperaturbereich und eine effiziente Nutzung des PV-Moduls gewünscht werden, ist Lithiumferrophosphat (LiFePO4) die Batterietechnologie der Wahl. Der einzige Faktor, der dazu führen kann, dass es nicht ausgewählt wird, sind die Anschaffungskosten. Die Massen- und Volumenenergiedichten sind niedriger als bei LiIon- und Top-NimH-Batterien, dies ist jedoch in dieser Rolle unwichtig.
Gaisma Chicago
Zugehöriges Material:
"Annahmen"
Eine Benutzerfrage zeigt ein Missverständnis des Konstruktionskonzepts und die Implikation von "Annahmen".
Ein Student der Kunst sagte ...
Das ist extrem wichtig.
Eine "Annahme" ist an sich keine Einschränkung, sondern die Zuordnung eines Anfangswertes zu einem Gleichungssatz.
"Eine Annahme zu machen" bedeutet NICHT, einen Wert in Stein zu setzen, sondern genau das Gegenteil - es heißt "dies ist der Wert, den wir verwenden, aber Sie möchten ihn möglicherweise variieren, je nachdem, welche Parameter als wichtig angesehen werden" usw. Die Initiale Werte, die "Annahmen" zugewiesen werden, sollten nicht zufällig sein, sondern es wird erwartet, dass sie die besten verfügbaren technischen Schätzungen sind, die auf bekannten Daten und Bedingungen basieren.
Wenn Sie etwas einen Wert zuweisen können UND wenn sich das Variieren dieses Werts auf das Ergebnis auswirkt, ist dies nicht "unnötig". Wenn Sie etwas weglassen, das sich auf ein Ergebnis auswirken kann, um "die Dinge einfacher zu machen", riskieren Sie, sie zu machen, wie Einstein warnte "einfacher als sie sein können". Es kann sein, dass eine Variable potenzielle Auswirkungen hat, die Lösung jedoch unempfindlich genug ist, um als Konstante belassen oder in anderen Berechnungen impliziert zu werden. Hier kann entschieden werden, dass das Volumen des Behälters unwichtig ist, NICHT weil es das Endergebnis nicht beeinflusst, sondern weil alle Beteiligten ein allgemeines Gefühl für den Größenbereich haben, den ein Mülleimer annehmen kann. Meine Power & Energy-Schätzungen gehen von einer impliziten "Annahme" aus, dass es sich beispielsweise nicht um einen 14-Kubikmeter-Müllcontainer handelt.
Indem Sie Faktoren identifizieren, die sich auf das Ergebnis auswirken, und explizite Werte zuweisen, machen Sie Ihre Antwort sinnvoll flexibel und lassen die Einschränkungen bestimmen. Wenn Sie mögliche Faktoren nicht angeben, halten Sie sie für unwichtig. Wenn Sie feststellen, dass Sie Faktoren einbezogen haben, für die das Ergebnis unempfindlich ist, werden sie einfach als Konstanten zugewiesen.
Untersuchen wir die "Annahmen in meiner Antwort und sehen, welche" unnötig "sind.
4 Punkte. Alle sind Schlüssel. Variieren Sie erheblich und das Ergebnis variiert entsprechend. Nächster ...
Alles oben Genannte ist eine Aussage - sie basiert auf den folgenden Berechnungen. Ein 20-Watt-Panel ist die Größe, die auf Verkehrsschildern zu sehen ist und die im typischen Stadtgebrauch ähnlich ist. Blei-Säure ist die Batterietechnologie der Wahl für den industriellen Einsatz. Es ist bei den meisten Maßnahmen nicht das Beste, aber es hat niedrige Kapitalkosten und einige andere Vorteile und es ist wahrscheinlich das, was sie jetzt in den Behältern verwenden.
Die "Annahme" hier ist, dass harte Daten über verfügbare Sonnenenergie "nützlich" sind.
Die Bedeutung der Datentabelle wird erläutert. Grad und Sprache richten sich an typische Benutzer der Website.
...
Basierend auf der bekannten realen Leistung.
Weitere Annahmen. Angegeben, damit Benutzer sie ändern können. Basierend auf (meiner) Erfahrung in der realen Welt, aber klar angegeben, damit jeder sie ändern kann.
Tatsächliche Berechnungen, damit Benutzer sehen können, wie Annahmen verwendet werden.
Das ist alles faktenbasiert.
Fakten aus Erfahrung.
Annahme Änderung. Eindeutig erklärt. Klar begründet.
Neubewertung basierend auf den oben genannten.
...
Zahlen basieren auf Erfahrung.
Hmmm.
Wir scheinen am Ende zu sein.
Ich sehe nichts, was Sie riskieren möchten, wegzulassen.
Ich sehe keine Fudging, Wunder usw.
Unsicherheiten? Sicher. Aber angegeben.
Wie viele Watt?
Wie lange dauert ein Verdichtungszyklus?
Wie viele Zyklen pro Tag? ...
Wenn Sie einen konstruktiven Weg zur Verbesserung anbieten können , würde ich mich freuen, sie zu sehen.
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Warum denkst du, wird es nicht funktionieren? Der einzige plausible Grund, den ich mir vorstellen kann, ist, dass möglicherweise zu wenig Energie vorhanden ist, um den Motor im Kompressor anzutreiben. Aber wenn ich einen solarbetriebenen Müllverdichter entwerfen würde, würde ich Folgendes tun:
Ich würde mit einem Solarpanel beginnen, das eine Batterie auflädt. Eine übliche 7-A-Stunden-Blei-Säure-Batterie wäre in Ordnung. Wenn die Batterie genügend Ladung enthält, um den Motor für einen "Kompressionszyklus" anzutreiben, ist genau das der Fall. Wenn Sie warten, bis genügend Ladung vorhanden ist, können Sie sicher sein, dass der Komprimierungszyklus abgeschlossen ist und keiner der Mechanismen den Menschen im Weg steht, die ihren Müll wegwerfen.
Die Anzahl der "Kompressionen pro Tag" ist durch die Größe des Solarpanels und die Menge des Sonnenlichts begrenzt. An einem wolkigen Tag würde es weniger und an einem sonnigen Tag mehr geben. Nachts gibt es möglicherweise keine (es sei denn, eine ausgefeiltere Software spart etwas Energie für die Nacht). In einer wolkenkratzerreichen Umgebung würde das Aufladen länger dauern, aber es würde es tun.
Es muss kein Sensor vorhanden sein, um zu erkennen, wie voll der Müll ist oder wie viel Material hineingeworfen wurde. Lassen Sie es einfach komprimieren, wenn es die Energie dazu hat.
Aber hier ist die Sache: An einem wolkigen Tag oder in der Nacht kann sich der Mülleimer füllen, bevor genügend Energie für einen Kompressionszyklus vorhanden ist. Aber ich frage, na und? Es wird sich irgendwann komprimieren, und das ist immer noch besser als keine Komprimierung bei den altmodischen Mülleimern.
Dafür könnte eventuell sogar eine winzige Solarzelle die Batterie aufladen. Ein 15-Watt-Panel (15 Watt entspricht ungefähr 1 Quadratfuß Panel) sollte jedoch alle paar Stunden einen Kompressionszyklus erhalten können. (Ich vermute.) Für Bereiche mit hoher Nutzung können Sie ein größeres Panel und für Bereiche mit geringer Nutzung ein kleineres Panel verwenden.
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Okay, also bin ich letzte Woche von meinem College-Besuch zurückgekommen (IU (Bloomington, In)) und habe die BigBelly auch in der Innenstadt gesehen, also habe ich beschlossen, ein paar Hausaufgaben zu machen. dann stieß ich auf diesen Beitrag.
Dieses System entzieht der Sonne zwar die Energie, speichert sie jedoch in einer Batterie (die Batterie wird nur bei Bedarf entladen). Dieses Produkt wurde in verschiedenen Städten sowie in verschiedenen Klimazonen / Umgebungen wie Vail CO, Philly, PA, Boston, MA usw. eingesetzt. Es sammelt Energie, wann immer Licht darauf trifft (wie dies bei einem Solarpanel der Fall ist). An bewölkten, regnerischen, schneereichen Tagen usw. wird Energie gesammelt, sodass die Energieversorgung der Batterie kein Problem darstellt. Schauen Sie sich das aus der Stadt Philadelphia an .
Außerdem habe ich herausgefunden, dass BigBelly die Sammlungsdaten melden kann (sagen Sie, wann Sie Müll abholen müssen, geben Sie Statusberichte). Ich würde gerne die Ergebnisse oder das Fehlen von Ergebnissen in Chicago sehen, basierend auf dem, was andere Städte berichtet haben und was ich laut Websites / Artikeln über Straßen und Santitation herausgefunden habe.
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