Download - Locuinta Inteligenta

Transcript

1. Energia Electrica ; 2. Obtinerea energiei electrice ; 3. Transportul si distributia energiei electrice ; 4. Instalatia electrica dintr-o locuinta ; 5. Consumatori electrici ; 6. Locuinta inteligenta .

Energia electrica reprezinta capacitatea de actiune a unui sistem fizico-chimic.

Energia electrica prezinta o serie de avantaje in comparatie cu alte forme de energie, si anume:

- producerea energiei electrice in centrale electrice are loc in conditii economice avantajoase;

- energia electrica poate fi transmisa la distante mari prin intermediul campului electromagnetic, fie direct prin mediul inconjurator, fie dirijat prin linii electrice;

- la locul de consum, energia electrica poate fi transformata in conditii economice in alte forme de energie;

- energia electrica poate fi divizata si utilizata in parti oricat de mici, dupa necesitati;

Dezavantajul pe care il prezinta energia electrica in comparatie cu alte forme ale energiei consta in aceea ca nu poate fi inmagazinata. Energia electrica trebuie produsa in momentul cand este ceruta de consumatori.

Producerea energiei electrice se realizeaza prin transformarea altor forme de energie:

- transformarea energiei chimice a combustibililor in turbine cu aer, gaz, motoare cu ardere interna;

- transformarea energiei potentiale sau cinetice a apelor;

- transformarea energiei atomice;

- transformarea altor forme de energie: maree, solara, eoliana;

Producerea energiei electrice prin transformarea energiei chimice a combustibililor se realizeaza in centrale electrice de termoficare sau centrale termoelectrice.

Producerea energiei electrice prin transformarea energiei potentiale sau cinetice a apelor se realizeaza in centrale hidroelectrice care produc energie electrica pe cale hidrautica. Aceasta sursa de nergie este economica si inepuizabila.

Energia electrica este transportata la distanta printr-un sistem de retele electrice, la diverse tensiuni: 110 kV, 220 kV, 400 kV si chiar peste 800 kV. Transportul energiei electrice se face fie prin linii aeriene, fie prin cabluri subterane.

La tensiunea de 110 kV, stalpii de sustinere au peste 25 m inaltime, fiind plasati la intervale de circa 300 m; la 220 kV ei au inaltimea de peste 35 m, intervalul fiind circa 350m; la 400 kV, inaltimea poate ajunge la 50 m, distanta intre ei fiind de peste 350 m. In anumite situatii, cum sunt de exemplu trecerile peste ape, ei pot atinge inaltimi mai mari.

Cablurile subterane sunt folosite in localitatile urbane si acolo unde costul suplimentar este justificat de alte consideratii, cum ar fi cel estetic de pilda. Un cablu subteran de inalta tensiune necesita instalatii de racire si instalatii suplimentare pentru evitarea pierderilor in pamant. Din acest motiv el este mult mai scump decat o linie aeriana.

Liniile aeriene sunt confectionate din conductoare de cupru, aluminiu cu miez de otel si cadmiu-cupru. Conductoarele din cupru sunt folosite la toate tensiunile; pentru deschideri mari se utilizeaza cele din cadmiu-cupru care au o mare rezistenta mecanica. Conductoarele din aluminiu cu miez de otel sunt folosite in special in cazul tensiunilor inalte. Exista tendinta ca aluminiul sa inlocuiasca cuprul, datorita costului sau mai scazut.

Conductibilitatea electrica variaza cu temperatura pentru cele mai multe dintre materiale. In general pentru conductoare ea descreste la cresterea temperaturii. Exceptie fac carbunele si electrolitii, pentru care, la fel ca la majoritatea nemetalelor, conductibilitatea creste la ridicarea temperaturii.

In cazul cablurilor subterane sunt necesare straturi de izolatie si protectie. Dintre materialele izolatoare remarcam: hartia impregnata cu ulei, cauciucul natural si sintetic, materialele plastice cum sunt policlorura de vinil sau polietilena (utilizata de obicei in locul cauciucului). Cablurile izolate cu hartie pot fi utilizate pana la 400 kV, in timp ce cablurile izolate cu cauciuc sau materiale plastice, numai pana la 11 kV.

Protectia unui cablu cu izolatie de hartie impregnata este mai intai realizata cu un strat de plumb sau aluminiu pentru evitarea umezelii si apoi cu un strat de bitum armat sau fara armatura metalica, pentru evitarea coroziunii si a distrugerii mecanice. Pentru cablurile izolate cu cauciuc sau materiale plastice protectia este determinata de necesitatile de serviciu.

Un semiconductor difera de alte materiale electrice conductoare prin faptul ca factorii aditionali pot influenta trecerea curentului prin el. Conductibilitatea sa electrica se situeaza intre cea a unui conductor si cea a unui izolator si creste la ridicarea temperaturii.

Proprietatile sale electrice sunt rezultatul structurii sale cristaline si a prezentei impuritatilor. Majoritatea semiconductoarelor, in stare pura, sunt izolatoare, dar introducerea impuritatilor creeaza un surplus de electroni sau o lipsa de elctroni, fiecare din aceste stari permitand trecerea curentului electric. Semiconductoarele utilizate in mod obisnuit sunt germaniul, siliciul, seleniul, oxidul de cupru, sulfura de plumb, arseniura de galiu, fosfura de galiu si carbura de siliciu.

Pentru cea mai mare parte dintre noi, instalatia electrica a casei este putin cunoscuta si privita de cele mai multe ori ca un pericol pentru toti membrii familiei. Intelegerea functionarii sale este destul de importanta pentru a nu privi curentul electric ca pe un dusman al omului pe de o parte, pe de alta parte Insa trebuie sa fim constienti ca doar asa putem realiza eventualele pericole la care ne poate expune ignoranta In acest caz. Este rusinos si neeficient financiar ca pentru a schimba un bec sau un tub fluorescent sa apelam la un specialist. Nu vrem sa incurajam pe nimeni sa "isi bage nasul unde nu ii fierbe oala", dar cunoasterea functionarii instalatiei electrice este un lucru pe care omul la trecerea In mileniul urmator ar trebui sa il cunoasca fara doar si poate. Sa aruncam o privire asupra instalatiei electrice in general. Rolul instalatiei este sa va furnizeze curent electric in casa pentru a putea ilumina casa, pentru a crea confort in casa, pentru a putea viziona un program de televiziune sau pentru a putea sa ofere copilului placerea sa se joace la un calculator.

Curentul electric trebuie privit ca un flux purtator de energie, care face ca becul sa se aprinda, motorul mixerului sa se invarta, rezistenta boilerului electric sa se incalzeasca etc. Acest curent electric este consumat in timp de aparatele si instalatiile casei. Spunem astfel ca intr-o anumita perioada de timp - o ora, o zi, o luna - am consumat o anumita cantitate de energie electrica. Furnizorul de energie electrica, este compania nationala specializata in acest fel de servicii, iar consumatorul suntem noi. Casa noastra este alimentata din instalatia furnizorului prin niste cabluri electrice montate subteran sau aerian, pe stalpi special construiti. Intrarea in casa se face printr-un contor de energie electrica care are rolul de a masura cantitatea de energie electrica consumata. Acesta trebuie sa poarte sigiliul furnizorului care, in acest fel, se asigura ca nimeni nu va incerca in vreun fel sa impiedice acest aparat sa isi faca treaba, in speranta de a consuma fara sa plateasca. Din contor instalatia este divizata in mai multe circuite prin intermediul unui panou electric. In acest panou fiecare circuit este protejat printr-o siguranta. Sigurantele pot fi fuzibile sau automate. Cele fuzibile au rolul de a se auto-distruge in cazul in care curentul electric, care strabate circuitul pe care acestea il protejeaza depaseste valoarea maxima admisa. Astfel circuitul este protejat, si nu exista pericolul unor incidente neplacute.

Pentru exemplificare, amintiti-va de cate ori au "sarit" sigurantele in momentul in care pe langa frigider, radiator electric, masina de spalat - toate in functiune - ati incercat sa conectati la prize si un fier de calcat sau un uscator de par. Sigurantele automate "simt" cresterea curentului electric pe circuitul pe care sunt ele montate si se declanseaza automat, intrerupand circuitul pus in pericol in aceasta situatie. Ce pericol ne paste? Unul dintre ele ar fi un posibil incendiu! De ce? Deoarece cresterea valorii acestui curent electric peste valoarea maxim admisa de un fir metalic sau un conductor duce la incalzirea acestuia. Acesta poate ajunge chiar la incandescenta facand astfel iminenta izbucnirea incendiului. Sigurantele sunt foarte importante si datorita faptului ca prin scoaterea sau deconectarea lor se poate intrerupe circuitul astfel incat in instalatia din casa sa nu existe pericolul de electrocutare.

Dupa intreruperea circuitului electric orice interventie la o lustra sau o priza poate fi facuta in siguranta. Daca nu cunoasteti bine instalatia electrica a casei va sfatuim sa decuplati toate sigurantele din tablou, indepartand astfel orice suspiciune.Din tablou se ramifica deci toate circuitele casei. Acestea sunt circuite de forta, cele care alimenteaza prizele in care se conecteaza aparate electrice si electrocasnice, care consuma relativ mai multa energie electrica, si circuite de iluminat, care alimenteaza corpurile de iluminat ale casei.

Inchipuiti-va curentul electric ca un flux de particule electrice, numite "electroni" care curg "sub presiune" prin conductoarele sau cablurile electrice din casa. Cantitatea de curent electric masurata in amperi, care strabate circuitul la un moment dat, este in functie de numarul de electroni care trec printr-un anumit punct al conductorului in fiecare secunda. "Presiunea" care face ca acesti electroni sa isi urmeze drumul este cunoscuta sub numele de tensiune electrica sau "voltaj" si se masoara in volti. Daca crestem tensiunea electrica nu vom obtine In nici un caz o accelerare a "curgerii" curentului electric, deoarece viteza de deplasare a electronilor este constanta si egala cu viteza luminii.

Efectul ridicarii tensiunii este cresterea puterii electrice in circuit. Puterea electrica se masoara in watt si se calculeaza ca produs al tensiunii si curentului electric. Aici am ajuns si la factura la energie electrica, care nu intamplator se calculeaza tinand cont de numarul de mii de wati consumati in fiecare ora. Termenul utilizat ca unitate de masura este kilowatt-ora, sau kWh. Cam atat despre filozofia electricitatii din punct de vedere al consumatorului. Am folosit mai sus doi termeni pe care trebuie sa ii explicam. Care este diferenta dintre cabluri si conductori. Conductorul are un singur fir metalic care conduce curentul electric in interiorul unei mantale de protectie si izolatie.

Cablul electric este compus din mai multe conductoare, toate sub o singura manta. Sa consideram, pentru simplificare, instalatia ca si cum ar fi formata numai din conductoare electrice. "Curgerea" flu-xului de electroni este intrerupta intr-o priza, insa imediat ce in aceasta priza este introdus stecherul unei veioze, spre exemplu, curgerea se reia printr-un circuit care strabate veioza.

Acelasi lucru se intampla si cu circuitul de iluminat, unde intreruperea "curgerii" fluxului de electroni o realizeaza intrerupatorul electric prin "deschiderea" circuitului. In momentul in care apasam butonul comutatorului in pozitia "aprins" (daca ne referim la lumina) sau "inchis" (daca ne referim la circuit), fluxul de electroni isi reia circuitul alimentand cu energie electrica becul sau tubul fluorescent. Sa tragem linie si sa recapitulam.

In 27 Ianuarie 1880 Edison inventeaza becul, al carui principui tehnic ramane acelasi chiar si dupa mai mult de o suta de ani. Un filament metalic alimentat cu ajutorul curentului electric incepe sa lumineze. Din pacate doar 3% din curent este transformat in lumina, iar restul se pierde fara a fi folosit. Majoritatea lampilor care se gasesc intr-o gospodarie functioneaza dupa acelasi principiu. Acesta risipa de energie a fost remarcata inca de pe atunci, dar doar in anul 1938 a fost gasita o alternativa pentru utilizarea zilnica: lampile fluorescente.

In zilele noastre consumatorii au oportunitatea de a alege intre doua tipuri de lampi ecologice si de asemenea economice. Lampile cu halogen, reprezinta o modalitate de a trai sanatos si de a economisi ceva bani. Aceste lampi au avantajul de a produce o lumina calda si placuta. Dezavantajul este consumul relativ mare de energie. 30% din aceasta este economisita, dar totusi, o mare parte este transformata in caldura si nu in lumina.

Cea de-a doua alternativa si cea mai practica este lampa fluorescenta compacta. In comparatie cu un bec normal, aceasta economiseste pana la 82% curent, dar si oxigen. De exemplu, daca inlocuim un bec normal cu unul economic, acesta din urma va economisi ca. 235 kg oxigen. Lampile economice au o durata de viata mult mai mare decat cele initiale. Potrivit indicatiilor producatorului si depinzand de tipul fiecareia se ajunge de la 6.000 de ore de functionare la 15.000. Cu toate acestea, valorile pot scadea in cazul in care folosim deseori intrerupatorul. Din aceasta cauza sunt recomandate lampile cu preincalzire, desi au nevoie de ceva timp pana ating puterea maxima de iluminare. In cazul in care se ard, acestea nu trebuie aruncate in cosul de gunoi din casa, acestea continand mercur si alte materiale foarte daunatoare.

Aparatele electrocasnice sunt folosite pentru desfasurarea unor activitati din gospodarie . Dupa forma de energie in care este transformata energia electrica se pot clasifica : a) Aparate care functioneaza transformand energia electrica in energie mecanica ( aspirator , frigider , robot de bucatarie etc) b) Aparate care functioneaza transformand energia electrica in energie termica ( plita electrica , cafetiera , calorifer electric , fier de calcat , boiler) c) Aparate care transforma energia electrica in energie termica si mecanica ( masina de spalat , uscator de par, aeroterme etc.) Aparate electronice au in componenta diferite elemente de circuit (rezistor , condensator , tranzistor dioda , bobina etc. ) exemple : radioul , televizorul , combina muzicala , calculatorul etc. )

Locuinţa inteligentă a fost concepută în Statele Unite. Casa funcţionază numai pe bază de energie solară, prepară cafeaua de dimineaţă şi încuie singură uşile atunci când proprietarii ies din casă.

În casa viitorului, totul parcă are viaţă. Atunci când vă treziţi podeaua se încălzeşte, muzica dumneavoastră preferată începe să se audă, iar cafeaua este aproape gata. Iar când plecaţi spre serviciu, casa se încuie singură.

Un grup de inventatori din statul american Virginia au conceput această casă astfel încât să folosească numai energie solară. Casa este consttruită din panouri de izolaţie termică ce îşi schimbă gradul de protecţie în funcţie de vremea de afară.

Casa poate fi controlată cu ajutrorul oricărui tip de laptop sau chiar cu un telefon mobil. Deşi este are numai 55 de mtrei pătraţi, locuinţa este concepută astfel încât să satisfacă orice nevoi.

Casa are un domitor, un living, o bucătărie, dar şi o curte exterioară.

Specialiştii spun că astfel de case ar putea să fie scose la vanzare în doar câţiva ani.

In mare, e o casa care, intr-un fel, ia decizii singura, care stie sa faca fata situatiilor, in functie de o programare anterioara. De pilda, sa spunem ca sunteti plecati in vacanta. Aveti o casa care trebuie sa fie inaccesibila hotilor, o gradina care trebuie udata, poate chiar un câine care trebuie hranit. Pentru toate acestea puteti tocmi un ajutor uman, dar la fel de bine va puteti „upgrada” casa cu ceva dispozitive inteligente. Astfel, veti putea aranja in asa fel incat luminile din incaperi sa se aprinda si-n absenta dumneavoastra (aleatoriu sau dupa o schema bine pusa la punct), puteti face muzica si televizorul sa porneasca seara, singure, pentru a crea impresia ca sunteti prin preajma etc. La portabilul dumneavoastra veti putea vedea minut de minut imaginile transmise de camerele de supraveghere, eventual setate sa va alterteze când in zona de observatie se detecteaza miscare. Instalatia de udare a gradinii poate functiona si singura (in functie de temperatura, precipitatii, prognoza meteo etc.), iar cainele poate fi hranit de un dispozitiv automat. Dumneavoastra veti fi in legatura permanenta cu toate aceste dispozitive, prin intermediul internetului si, la nevoie, puteti interveni activ.

Daca as locui intr-o casa inteligenta, frigiderul m-ar anunta din vreme ca mi se termina mancarea si mi-ar putea sugera cel mai apropiat restaurant in care sa merg. Mi-ar spune ce vin „merge” cu felul doi, cate legume mai sunt in sertarul corespunzator si, daca-l setez ca atare, frigiderul ar putea chiar lansa o comanda catre aprozarul on-line, cand brocoli e pe cale sa se termine. Daca chiar as vrea sa gatesc, terminalul de deasupra blatului mi-ar furniza o reteta buna si mi-ar indica si unde anume gasesc toate ingredientele necesare. Apoi as merge in baie, iar sertarul de medicamente mi-ar reaminti ca trebuie sa-mi iau vitaminele si echinaceea. Daca as lipi degetul de o portiune anume a oglinzii, tensiunea si pulsul mi-ar putea fi controlate automat, apoi trimise instantaneu pe terminalul medicului meu de familie, care va sti cum mai stau cu sanatatea si va putea interveni de la distanta, fara sa mai pierd timp cu vizitele la el.

Toate acestea pot fi integrate intr-un sistem inteligent. De pilda, puteti programa lumina acvariului sa varieze ca si cum ar fi naturala, iar in corelatie cu ea, hrana va fi distribuita automat, in momente bine alese. Si asta, in absenta dumneavoastra! De altfel, toata lumina casei poata fi programata: cea naturala, prin automatizarea draperiilor si jaluzeelor, iar cea artificiala, printr-un control modular. Puteti programa casa, apoi, sa va puna o anume muzica, intr-o anume incapere, intr-un anumit interval orar: daca va place sa cantati „Figaro” in timp ce faceti dus, sistemul audio v-ar putea ajuta sa faceti karaoke... Aerul conditionat, de asemenea, poate fi controlat inteligent, astfel incât, pe de o parte, consumul de energie sa fie minim, iar pe de alta parte, casa sa fie racoroasa, atunci cand reveniti de la birou.

In concluzie , putem spune ca , suntem dependenti de o asa locuinta , in care totul se comanda prin apasarea unui singur buton , din telecomanda . Suntem siguri ca , aceasta v-a fi casa viitorului , ‘locuinta inteligenta’ .