E-materiały do kształcenia zawodowego

Regulacja i sterowanie systemami układów energetyki odnawialnej

ELE.11 Eksploatacja urządzeń i systemów energetyki odnawialnej – technik urządzeń i systemów energetyki odnawialnej 311930

bg‑lime

Sensory w urządzeniach i systemach energii odnawialnej

GALERIA ZDJĘĆ

1
RkWArsfch8yDC
Sensory w systemach i urządzeniach energii odnawialnej
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY-SA 3.0.

Czujnik przepływu cieczy – urządzenie służące do pomiaru przepływu wody lub innej cieczy. Czujnik przepływu z kontaktronem pod wpływem przepływu cieczy powoduje zwieranie kontaktronu, co umożliwia zabezpieczenie obiegu przed zbyt małym przepływem lub zanikiem cieczy. Inny czujnik przepływu cieczy składa się z wirnika z magnesem, który porusza się podczas przepływu płynu, wewnątrz czujnika przepływu znajduje się czujnik Halla (hallotron), który odczytuje zmiany pola magnetycznego kręcącego się wirnika. Czujnik ten jest montowany (wkręcany) w górnej części rurociągu cieczowego, a przewody należy podłączyć do sterownika. Należy pamiętać, aby strzałka na czujniku była skierowana w tę samą stronę, co przepływ cieczy. Istnieją również przepływomierze ultradźwiękowe, które umożliwiają dokonanie pomiaru przepływu cieczy bezkontaktowo, szczególnie cieczy agresywnych. Wykonywanie pomiarów jest nieinwazyjne, czyli nie obniża ciśnienia cieczy. Urządzenia te są stosowane do pomiaru przepływu oraz objętości cieczy w zamkniętych instalacjach rurociągowych w domach, przemyśle spożywczym czy inżynierii sanitarnej. Przepływomierze ultradźwiękowe składają się z dwóch czujników, które działają jako nadajnik i odbiornik ultradźwiękowy. Wersja przenośna przepływomierza jest bezinwazyjna; nie posiada części ruchomych, dlatego nie dochodzi do strat ciśnienia, przecieków czy zanieczyszczenia cieczy. Montowana na prostym odcinku rurociągu w miejscu wolnym od rdzy i kamienia. Wersja inwazyjna przepływomierza montowana jest na stałe również na prostym odcinku rurociągu oraz wyposażona jest w elektrody nieinwazyjne. Podobnie jak wersja przenośna, nie zawiera części ruchomych.

Źródło: termipol.pl, licencja: tylko do użytku edukacyjnego

Czujnik przepływu cieczy
Na zdjęciu widoczny jest walcowaty przedmiot o złotym kolorze. Wnętrze narzędzia jest puste. Jego brzegi pokryte są okrężnymi żłobieniami. Środek korpusu przedmiotu jest gładki, poza wyrytym napisem: DC.250V 70W, poniżej strzałka wskazująca w kierunku lewego brzegu przedmiotu. Pod napisem żółta naklejka, na niej napis: CP3/4‑B, niżej: Maks, 250VDC Maks. 70W, poniżej: Zakres: 2.5‑30L/min plus/minus 3%, poniżej na naklejce: symbol pioruna w okręgu, obok napis: Termipol. Przyrząd posiada czarny uchwyt przytwierdzony śrubami. Z tyłu narzędzia widoczny jest czarny kabel. Na ilustracji umiejscowione są cztery punktory z rozwijanym tekstem:

Dane techniczne:
Napięcie przełączania – maks. 250V DC / 70W Typ – magnetyczny
Wyjście – dwuprzewodowe, sygnał NO
Montaż – gwint zewnętrzny 3/4” Temperatura pracy – 0 - 80 °C
Minimalny przepływ do zadziałania – 2.5L/min ± 3%
Maksymalny przepływ – 30L/min ± 3% Długość przewodów – 30 cm
Materiał wykonania – mosiądz Ciśnienie pracy< – ≤ 1,75 MPa - (17,5 bar)

Czujnik przepływu cieczy z czujnikiem Halla
Grafika: Na zdjęciu znajduje się mały metalowy przedmiot. Narzędzie ma walcowaty kształt. Jego obie podstawy pokryte są okrężnymi żłobieniami. Na korpusie znajduje się strzałka wskazująca kierunek jednej z podstaw. Końcówki są puste w środku. Do korpusu przytwierdzony jest czarny element przytwierdzony śrubami. Do elementu podłączone są przewody: żółty, czerwony oraz czarny. Przewody prowadzą do czarnego zawiniętego kabla.

źródło: termipol.pl. licencja: tylko do użytku edukacyjnego

Dane techniczne czujnika przepływu z czujnikiem Halla:
Zasilanie – 5‑18V DC Typ – magnetyczny
Wyjście – Sygnał NO, wyjście tranzystorowe OC (10mA) >4,7 V DC (napięcie wejściowe 5 V DC)
Montaż – gwint zewnętrzny 3/4”
Temperatura pracy – 0 - 80 °C
Pobór mocy – 15mA (DC 5V)
Zakres – 1‑30 L/min ± 3%
Przelicznik objętościowy – 447 imp/L ±10%
Przelicznik impulsowy – F=6,6*Q, Q=[L/m] F=[Hz]
Długość przewodów – 30 cm
Materiał wykonania – korpus: stal nierdzewna, turbiny: tworzywo PA66, wał: stal nierdzewna SUS304
Ciśnienie pracy – ? 1,75 MPa - (17,5 bar)

Czujnik ultradźwiękowy
Grafika: Ilustracja przedstawia przyrząd o walcowatym korpusie. Do każdej z podstaw korpusu przytwierdzone są, połączone wąskimi łączeniami, okrągłe elementy o średnicy większej niż średnica korpusu. Na wysokości połowy korpusu przymocowany jest element stanowiący górną część urządzenia. Element składa się z dwóch części o walcowatym kształcie połączonych ze sobą pod kątem prostopadłym. Na końcówkach nałożone są niebieskie okrągłe nakładki. Jedno z zakończeń zwrócone jest frontem do obiektywu. Widoczny jest więc ekran, na którym znajduje się pomiar: + 2.797.

źródło: pl.krohne.com, licencja: tylko do użytku edukacyjnego

Czujnik ciśnienia wody

Czujnik ciśnienia wody to urządzenie służące do kontroli ciśnienia cieczy. Zwykle posiada stabilną obudowę oraz membranę. Czujnik o odpowiednich parametrach wkręcany jest w obieg rurociągu cieczowego, ale należy pamiętać, aby nie montować go przy urządzeniach wytwarzających drgania, ponieważ może to zakłócić pomiar. Przewody należy podłączyć do sterownika. Czujniki stosowane są do pomiaru ciśnienia cieczy w instalacjach wodociągowych budynków, w zbiornikach, a także w środowisku zewnętrznym, np. w rzekach.

Zdjęcie przedstawia mały metalowy przyrząd. Korpus narzędzie ma walcowaty kształt. Do jednego z końców przytwierdzony jest mniejszy element o takim samym kształcie. Element na całej długości ma żłobienia w  kształcie obwodu tego elementu. Do drugiego końca korpusu przymocowany jest złączką gumowy wąż. Wąż zakręca za korpusem, korpus częściowo zasłania wąż. Widoczna jest jednak końcówka węża z którego wychodzą trzy kabelki w różnych kolorach.
Na ilustracji umiejscowiony jest punktor z rozwijanym tekstem:
1. Dane techniczne
Sygnał wyjściowy – 0 ~ 10 V
Typ – magnetyczny
Zasilanie – 24V
Zakres pomiaru – 0 ~ 10 Bar
Czas próbkowania – 8ms
Dokładność pomiaru – ±0,5%
Medium pomiaru – Olej, woda, gaz, itp
Temperatura środowiska pracy – -40 ~ +85 °C
Mocowanie – Gwint M20
Stopień ochrony – IP65
Wykończenie – Zintegrowany kabel przyłączeniowy
Materiał wykonania– Stal nierdzewna SUS304, przewód gumowy
Długość przewodów – 40cm

Czujnik kierunku wiatru

Czujnik kierunku wiatru to urządzenie służące do określania kierunku wiatru. Czujnik montowany jest w podobny sposób jak czujnik prędkości wiatru, czyli na otwartej przestrzeni, na maszcie nie niższym niż 75% osi wirnika turbiny (często na wysokości 10‑12 metrów nad ziemią), a jego oś powinna być prostopadła do płaszczyzny poziomej. Pomiar powinien być wykonany co najmniej na dwóch wysokościach. Północny znak czujnika powinien być skierowany na północ. Przewód czujnika kierunku wiatru często zakończony jest wtyczką RJ14, którą należy podłączyć do gniazda RJ14 stacji meteorologicznej.

Źródło: MeteoPlus Grzegorz Gałek, licencja: tylko do użytku edukacyjnego

Narząd składa się z długiego metalowego drążka. Wzdłuż drążka biegnie kabel. Na końcu drążka znajduje się plastikowy element o kształcie nasadki. Do końcówki przymocowane są dwa elementy odstające na boki. Element odstający na prawą stronę ma kształt bolca. Element wystający na prawo ma kształt talerza.
Na ilustracji umiejscowiony jest punktor z rozwijanym tekstem:
1. Dane techniczne
Zakres pomiarowy – 360º
Dokładność – 45º (8 punktów róży wiatrów)
Metoda pomiarowa – kontaktronowa (8 kontaktronów)
Długość przewodu – 1,5 m
Wymiary – 180 x 38 x 457 mm
Waga – 0,2 kg

Czujniki prędkości wiatru

Czujnik prędkości wiatru to urządzenie, które w sposób ciągły mierzy prędkość wiatru. Czujnik należy umieścić na otwartej przestrzeni (odległość od przeszkody musi być co najmniej 10 razy większa od jej wysokości lub urządzenie musi znajdować się więcej niż 6‑10 metrów nad przeszkodą), na maszcie nie niższym niż 75% osi wirnika turbiny (często na wysokości 10‑12 metrów nad ziemią). Pomiar powinien być przeprowadzony przynajmniej na dwóch wysokościach. Oś czujnika powinna być prostopadła do płaszczyzny poziomej. Przewód czujnika zakończony jest często wtyczką RJ11, którą należy podłączyć do gniazda RJ11 czujnika kierunku wiatru.

Źródło: MeteoPlus Grzegorz Gałek, licencja: tylko do użytku edukacyjnego

Na zdjęciu przedstawione są dwie części czujnika. Część po prawej składa się z korpusu, którego górna część ma półkolisty kształt. Od półkolistego elementu odchodzą na różne strony. trzy bolce, na których końcach umieszczone są zakończenia o kształcie półkuli, puste w środku. Ułożone prostopadle do półkolistego elementu znajdującego się na korpusie. Do dołu korpusu przymocowany jest zwinięty kabel. Druga część, znajdująca się po prawej stronie zdjęcia to metalowa rura.
Na ilustracji umiejscowiony jest punktor z rozwijanym tekstem:
1. Dane techniczne
Zakres pomiarowy – 0 do 44,5 m/s
Dokładność – ±1,0m/s lub 10% (która wart. większa)
Metoda pomiarowa – kontaktron
Długość przewodu – 0,3 m
Wymiary – 180 x 38 x 457 mm
Waga – 0,2 kg

Czujnik zaniku fazy

Czujnik zaniku fazy – przeznaczony jest do zabezpieczania elementów instalacji elektrycznej (np. silnika) zasilanych z sieci trójfazowej. W przypadku zaniku napięcia w co najmniej jednej fazie lub asymetrii napięć między fazami (nierówności napięć fazowych) bądź uszkodzenia styków stycznika, nastąpi odłączenie napięcia sterującego cewki stycznika, czyli wyłączenie urządzenia. Czujnik zaniku faz montowany jest na szynie w skrzynkach rozdzielczych. Przewody fazowe (L1, L2, L3) należy podłączyć do zacisków sieciowych stycznika, a przewód neutralny (N) do zacisku neutralnego. Do zacisku 11 trzeba podłączyć przewód fazy L1, natomiast zacisk 14 należy podłączyć do obwodu sterowania stycznikiem. Sygnalizator akustyczny należy podłączyć do zacisku 12.

Czujnik temperatury PT1000

Czujnik temperatury PT1000 – czujnik temperatury stosowany w instalacjach solarnych, służy do pomiaru temperatury w kolektorze oraz zasobniku. Wykonany jest z platyny i żelaza (wg normy PN‑EN 60751). Charakteryzuje się odpornością na wysokie temperatury oraz na promieniowanie UV. Czujniki te pracują liniowo. Powinny być posmarowane cienką warstwą pasty termoprzewodzącej, a także montowane w specjalnych tulejach i wkręcane do kolektora oraz zasobnika (połączenia można uszczelnić silikonem). Przewody czujnika temperatury należy przyłączyć do odpowiednich zacisków sterownika.

Źródło: telmal.com, licencja: tylko do użytku edukacyjnego

1. Dane techniczne
klasa dokładności - B
tolerancja - ±(0.3 + 0.005t)
zasilanie - 24V
rezystancja nominalna - 1000 om  ± 0,3 °C przy 0 °C
zakres pomiaru - -1000om ±0,3 °C przy 0 °C
wymiary obudowy gilzy - średnica 6mm, długość 50 mm
prąd pomiarowy - > 1mA
typ pomiarowy - 3‑przewody (opcjonalne 2‑przewody)
przekrój kabla - 3x 0,22m kwadratowe
obudowa - nierdzewna walcowata, przewód silikonowy
stopień ochrony - IP65

Czujnik temperatury NTC

Czujnik temperatury NTC to termistor o ujemnym współczynniku temperaturowym, w którym wraz ze wzrostem temperatury spada rezystancja, a gdy temperatura spada, rezystancja rośnie. Wykorzystuje się go powszechnie do pomiaru temperatury powietrza oraz cieczy. Dużą zaletą jest szerokie zastosowanie czujników temperatury NTC; mogą one być montowane w instalacjach solarnych lub do pomiaru temperatury cieczy chłodzącej w samochodach. Przewody NTC należy przyłączyć do zacisków sterownika.

Źródło: termipol.pl, licencja: tylko do użytku edukacyjnego

1. Dane techniczne
Zakres pomiaru – -50~150°C
Wymiar – Fi 6x30mm
Przewód – 2 metry, gumowy
Materiał kapilary/osłona – Osłona czujnika ze stali kwasowej - odporność na temp. do 150°C
Mocowanie </b> – Brak
Ilość przewodów – 2 przewody

Czujnik temperatury PTC

Czujnik temperatury PTC to termistor o dodatnim współczynniku temperaturowym, w którym wraz ze wzrostem temperatury rośnie rezystancja. Czujniki te Są mniej powszechne niż termistory NTC. Czujniki temperatury PTC również mogą być stosowane w instalacjach solarnych, a także wykorzystane jako urządzenie zabezpieczające uzwojenia silników elektrycznych przed przegrzewaniem.

Na zdjęciu znajduje się czarny poskręcany kabel, do jednego jego końca przymocowany jest metalowy podłużny element o kształcie walca i średnicy niewiele większej niż kabel. Z drugiego końca wystają przewody: żółty, czerwony oraz czarny.
Na ilustracji umiejscowiony jest punktor z rozwijanym tekstem:
1. Dane techniczne
Zakres pomiaru – -50~150°C
Wymiar – Fi 6x30mm
Przewód – 2 metry, gumowy
Materiał kapilary/osłona –
Osłona czujnika ze stali kwasowej - odporność na temp. do 150°C
Mocowanie – Brak
Ilość przewodów – 2 przewody

Czujnik promieniowania (pyranometr) – urządzenie wykorzystuje się do pomiaru natężenia promieniowania słonecznego, którego wynik otrzymujemy w watach na metr kwadratowy (W/m2). Stosowane są w celu wykonania pomiaru służącego jako punktu odniesienia do oceny sprawności ogniw fotowoltaicznych. Powinny być zamontowane w miejscu wolnym od cieni, blisko ogniw fotowoltaicznych, w płaszczyźnie poziomej, aby mierzyły promieniowanie całkowite lub pod kątem, odwrócone w celu pomiaru promieniowania odbitego. W przypadku instalacji odwróconej należy zamontować czujnik na wysokości 1.5 m od gleby w celu zmniejszenia efektu cieni, a także aby uzyskać dobre uśrednianie przestrzenne. Jeżeli mocowanie nie jest ustawione poziomo, należy używać nóżek poziomujących. Czujnik promieniowania jest wrażliwy na szok termiczny, dlatego nie powinno się go montować na nagrzewających się podstawach, np. na czarno powlekanym metalu. Pyranometr należy podłączyć do rejestratora danych instalacji fotowoltaicznej.

Źródło: MeteoPlus Grzegorz Gałek, licencja: tylko do użytku edukacyjnego

Czujnik promieniowania (pyranometr) Na zdjęciu przedstawione jest narzędzie o kształcie czajnika. Stoi ono na nóżkach, których podstawa jest okrągła. Na górze narzędzia widoczne są dwa elementy o kształcie klosza, mniejszy element jest umiejscowiony w środku większego. Po lewej stronie, od urządzenia, odchodzi czarny podłużny element o kształcie rury.
Na ilustracji umiejscowiony jest punktor z rozwijanym tekstem:
1. Dane techniczne
ISO 9060:2018 – widmowo płaska klasa B
IEC 61724‑1:2017 – klasa B
Czas odpowiedzi 95% – 10 sek.
Przesunięcie zerowe a  – 5 W/m2
Przesunięcie zerowe b – 4 W/m2
Niestabilność pomiarowa – 1%
Nieliniowość pomiarowa – 1%
Odpowiedź kierunkowa – 20 W/m2
Selektywność spektralna – 3%
Wpływ temperatury – 2%
Wpływ nachylenia – 2%
Niepewność kalibracyjna – 1,8%
Zgodność kalibracyjna – WRR
Podgrzewanie – TAK Wentylacja – brak
Komunikacja – RS485 Modbus / TTL Modbus, 4...20 mA / mV

Czujnik strefy w instalacjach grzewczych to czujnik temperatury stosowany do pomiaru temperatury w strefach instalacji grzewczej. Montowany jest na rurociągu instalacji przepływu cieczy w danej strefie za pomocą uchwytów. Czujnik należy podłączyć do sterownika w celu odczytu wartości temperatury.

Źródło: grudnik.pl, licencja: tylko do użytku edukacyjnego

Czujnik strefy w instalacjach grzewczych Na zdjęciu znajduje się szary zwinięty kabel. Jedna jego końcówka zakończona jest cienkimi kabelkami, do których przymocowany jest wtyk. Druga jego końcówka przymocowana jest do czarnego urządzenia o podobnym kształcie do prostopadłościanu, jednak jego górna podstawa jest nieco zaokrąglona.

Powiązane ćwiczenia