Проект «Энергообеспечение дома кинетической архитектуры». 

Команда «Не чёртова дюжина»

Городские жители стремятся построить свой дом. Используют альтернативные источники энергии, например, солнечные панели. 

Вариантом экономии энергии является кинетическая архитектура. Мы решили здание будет поворачиваться за Солнцем подставляя его лучам размещённую на крыше солнечную панель.

Выделили четыре типа движения частей динамических зданий. Это скользящие, складные, вращающиеся, открывающиеся, и закрывающиеся. Выбрали проектирование вращающихся частей дома.

В результате спроектировали двухэтажное здание. Первый этаж  в форме восьмигранника, второй имеет цилиндрическую форму, а крыша двухскатная. Конструкция дома каркасная.

Этажи поворачиваются независимо друг от друга. Первый этаж поворачивается дистанционно. Внизу расположен круговой сектор, разделённый на 12 частей. Для управления поворотом используется цветовой датчик. 

Поворот второго этажа управляется интенсивностью солнечного света с помощью светового датчика. Датчик установлен на общей оси с солнечной панелью. При повышении интенсивности солнечного света этаж поворачивается на 10°. Когда Солнце уходит с панели этаж поворачивается, следуя за Солнцем. В темное время суток этаж возвращается в исходное положение.

Осью конструкции здания является вертикальная колонна. Она неподвижно соединена с большими моторами первого и второго этажей. С помощью зубчатой передачи моторы поворачивают первый и второй этажи. В верхней части установлен трекер с солнечной панелью.

Программа работы модели - три параллельных программы. Первая программа хронометр пять вложенных циклов, первый считает секунды, второй минуты, третий часы, четвертый число, а пятый месяц.

Программа второго этажа запрашивает дату затем в массиве по индексу запрашивает время восхода. Когда подходит время восхода программа запрашивает азимут восхода и с помощью компаса поворачивает этаж на нужный азимут. Затем начинают работу две параллельные программы поворота этажа десять раз на 10 градусов при срабатывании светового датчика и подъёма, и опускания трекера в вертикальной плоскости на 10 градусов пять раз в верх и пять раз вниз. Угол подъёма и время были высчитаны из длительности светового дня и высоты Солнца в зените.

Программа первого этажа ожидает сообщения 1 или 2 в зависимости от нажатого датчика касания и поворачивается или влево, или вправо до срабатывания датчика на черной линии сектора.

В результате экспериментального освещения неподвижного и следящей за Солнцем фотоэлемента отметили повышение эффективности работы панели на 20-30%. 

Для эксперимента использовали Солнечную батарею выдающую ток напряжением 5В силой тока 5 мА. Питание с батареи подаётся на модуль заряда аккумулятора. С аккумулятора ток подаётся на повышающий преобразователь XL6019 Напряжение повышается до 12В и подаётся на светодиодную ленту.

Использование автономной системы обеспечения электроэнергией от солнечных панелей с элементами динамической архитектуры позволяет получить дополнительные источники энергии и улучшает микроклимат здания. 

ссылка на видеоролик: https://youtu.be/TnuxMm7J-Q0

ссылка на крупные планы: https://youtu.be/7xro-TWHhWQ