Koelbox op zonne-energie

[kauko12]

Hallo Iedereen

Wij zijn met ons profielwerkstuk bezig om een koelbox zonne-energie te maken. Tot nu toe hebben we de koelbox al redelijk af. Afgelopen week hebben wij deze getest en het verbruik kwam neer op 50.4 watt(12v 4,2A).
De koelbox bestaat uit:
-Een peltier element
-Koelblok voor de warme kant
-Koelblok voor de koude kant
-Fan voor de koude en warme kant.
-Piepschuime bak.

We hebben em gemaakt volgensdit filmpje

Nu zijn wij op het moment aangekomen om een zonne paneel uit te kiezen maar we weten niet wat het vermogen hiervan moet zijn(gewoon rond de 50 watt of komt er meer bij kijken).
Ik hoop dat jullie hier antwoord op kunnen geven

Alvast bedankt!

[EoG]

Kijk even bij Brunton; deze kunnen je informeren over de mogelijkheden (aardige klantenservice ook), de Nederlands leverancier Fjallraven kan je wellicht ook op weg helpen.

[Loirt]

Een koelbox op zonne-energie te laten draaien is niet echt mogelijk. Je moet wel geniaal zijn om dit werkend te krijgen. Hoeveel zonnepanelen heb je dan wel niet nodig?

[Verwijderd]

Is het verbruik van de koelbox constant? Ik kan me voorstellen dat het verbruik omhoog schiet nadat ie even open is geweest en dat het verbruik daarna afneemt omdat het ding toch goed geïsoleerd is. als het laatste het geval is kan je misschien toe met een kleine accu en wat minder zonnepanelen.

[fikkie_84]

Dus jullie gaan een koelbox in de vlakke zon zetten om energie te kunnen krijgen om te koelen?
Ik zou alvast je koelbox beter ontwerpen dan gewoon een piepschuim bak te nemen (denk aan reflecterende folie om de zonnestralen te weerkaatsen).

[TERW_DAN]

Verwijderd schreef op dinsdag 16 november 2010 @ 10:28:
Is het verbruik van de koelbox constant? Ik kan me voorstellen dat het verbruik omhoog schiet nadat ie even open is geweest en dat het verbruik daarna afneemt omdat het ding toch goed geïsoleerd is. als het laatste het geval is kan je misschien toe met een kleine accu en wat minder zonnepanelen.

De koelbox die ik heb heeft een vrij continu verbruik. Dit omdat er geen thermometer of wat dan ook inzit, het ding koelt gewoon de hele tijd. Dus als je hem open hebt dan zal de temperatuur stijgen en langzaamaan weer dalen nadat hij dicht zit.
Het lijkt me dat ze dat hier ook doen (het is immers een koelbox, geen koelkast).

[Erasmo]

Ik zou sowieso wat afstand nemen tussen het zonnepaneel en de koelbox/accu, dan kan de koelbox in de schaduw blijven staan.

[Maverick]

Je zou eens moeten zoeken. Er staat me iets van bij dat er eerder iemand voor school een koelbox op zonne-energie heeft gemaakt. Geen flauw idee alleen wie en wanneer.

[Sibylle]

Wikipedia:

Om het vermogen van zonnepanelen te kunnen vergelijken zijn er standaardcondities opgesteld : een instraling van 1000 Watt/m2, waarvan het spectrum overeenkomt met het spectrum van zonlicht bij een luchtmassa van 1,5 (dit betekent dat het zonlicht een afstand door de atmosfeer heeft afgelegd die gelijk is aan anderhalf maal de gemiddelde dikte van de atmosfeer) en een celtemperatuur van 25 °C. Het maximale elektrische vermogen van een zonnepaneel onder deze condities wordt het piekvermogen genoemd en wordt geschreven als Wp (Wattpiek).

http://www.zonnepanelen-i.../zonnepanelen-17-suntech/

Zonnepanelen met 17% rendement op de markt

Op een flink zonnige dag ga je uit van 1000W/m^2 (dat is vlogens mij al veel), dus met een rendement van 10-15% krijg je per vierkante meter binnen: 1000*0.12=120W.
Voor 50W heb je dus ongeveer een halve vierkante meter nodig (dat kost je een aardige duit ;P ).

Je grootste problemen zijn:
1. Is 50W voldoende om de de inhoud koud te houden als hij af en toe open gaat.
2. Waar gaat de warmte van het peltier element naartoe? (de efficientie neemt drastisch af als de buitenlucht warmer is).
3. Wat als de zon niet meer fel is, maar het wel nog erg warm is?

Je kunt deze proberen op te lossen door:
1. Warmtecapaciteit van de lucht erin meten en bepalen hoelang het duurt voordat deze lucht afgekoeld is. En hoeveel energie er dan nog over is om andere producten af te koelen (dus een maximum aan totale warmte-capaciteit van nieuwe producten die erin gaan per tijdseenheid.
2. Hoe kun je het beste koelen, hoe krijg je zonder veel energie verspilling (zoals ventilatoren) de warmte toch kwijt?
3. Accu oid?

Ik denk dat je tot de conclusie komt dat het erg moeilijk is om iets te koelen, zelfs de koelboxjes die je inplugt in een auto (en dus flink stroom kunnen trekken) koelen niet echt maar houden slechts koel.
Al kun je denk ik wel proberen of dat mogelijk is met zonnepanelen, maar dat wordt duur

Een voorbeeldje van water (voornaamste bestanddeel van bier ):
Warmte-capaciteit:4186 J/(kg.K)
Dus om 200mL van 25graden naar 5graden te brengen moet je 4186*0.2*20=16744J afvoeren.
50W = 50J/s, daarmee kost dat dus 335s = 5.6minuut.
Dat lukt je zelfs niet met moeders koelkast van 1000W Je ziet dat er veel extra factoren bij komen kijken, zoals geleiding van warmte etc.
DE manier om dit allemaal netjes in kaart te brengen, is gewoon thermometer erin en meten! Daar is je natuurkunde leraar ook nog eens heel blij mee, want: "Meten is weten"

[kauko12]

Bedankt voor de reacties!
Onze zelf gemaakte koelbox koelt z'n 12graden (15 naar 3) dit was wel in de schuur gemeten(bijna buiten dus) morgen zal ik even een testje doen binnen hij zal dan dicht bij de verwarming staan.
Hebben jullie verder nog tips voor de isolatie wij dachten zelf aan 8cm isolatie spul wat aan bijde kanten al gereflecteerd is.

[ThinkPad]

Kun je niet beter zo'n koelbox die ook op gas werkt ombouwen?

Want die werken op een principe wat beter valt te doen met zonlicht, namelijk: warmte

Zo'n koelbox op gas heeft een vlammetje nodig die je moet aansteken, en dan word er ook ergens iets warm, waardoor er vloeistof/gas in leidingen gaat lopen, en het binnenin koud word.

Ik kan me voorstellen dat je die warmte makkelijk kan maken door een zonnecollector te maken met wat zwarte leidingen die je oprolt.

[a6racer]

ThinkPadd schreef op dinsdag 23 november 2010 @ 01:02:
Kun je niet beter zo'n koelbox die ook op gas werkt ombouwen?

Want die werken op een principe wat beter valt te doen met zonlicht, namelijk: warmte

Zo'n koelbox op gas heeft een vlammetje nodig die je moet aansteken, en dan word er ook ergens iets warm, waardoor er vloeistof/gas in leidingen gaat lopen, en het binnenin koud word.

Ik kan me voorstellen dat je die warmte makkelijk kan maken door een zonnecollector te maken met wat zwarte leidingen die je oprolt.

-1- Het rendement wordt dan natuurlijk wel gelijk slechter als de zon niet schijnt!

-2-Bij een zonnepaneel kan je rest-energie in een accu opslaan, maar waar laat je je overtollige hete water?

[deepbass909]

Sibylle schreef op dinsdag 16 november 2010 @ 11:40:
Wikipedia:

[...]


http://www.zonnepanelen-i.../zonnepanelen-17-suntech/

[...]


Op een flink zonnige dag ga je uit van 1000W/m^2 (dat is vlogens mij al veel), dus met een rendement van 10-15% krijg je per vierkante meter binnen: 1000*0.12=120W.

1000W/m^2 haal je in Nederland vrij gemakkelijk. Het is namelijk de hoeveelheid zonne-energie op een heldere dag in juni. Gedurende de gehele zomer haal je daardoor bij helder weer minimaal 1000W/m^2.

Voor 50W heb je dus ongeveer een halve vierkante meter nodig (dat kost je een aardige duit ;P ).

Je grootste problemen zijn:
1. Is 50W voldoende om de de inhoud koud te houden als hij af en toe open gaat.
2. Waar gaat de warmte van het peltier element naartoe? (de efficientie neemt drastisch af als de buitenlucht warmer is).
3. Wat als de zon niet meer fel is, maar het wel nog erg warm is?

Je kunt deze proberen op te lossen door:
1. Warmtecapaciteit van de lucht erin meten en bepalen hoelang het duurt voordat deze lucht afgekoeld is. En hoeveel energie er dan nog over is om andere producten af te koelen (dus een maximum aan totale warmte-capaciteit van nieuwe producten die erin gaan per tijdseenheid.
2. Hoe kun je het beste koelen, hoe krijg je zonder veel energie verspilling (zoals ventilatoren) de warmte toch kwijt?
3. Accu oid?

Ik denk dat je tot de conclusie komt dat het erg moeilijk is om iets te koelen, zelfs de koelboxjes die je inplugt in een auto (en dus flink stroom kunnen trekken) koelen niet echt maar houden slechts koel.
Al kun je denk ik wel proberen of dat mogelijk is met zonnepanelen, maar dat wordt duur

Een voorbeeldje van water (voornaamste bestanddeel van bier ):
Warmte-capaciteit:4186 J/(kg.K)
Dus om 200mL van 25graden naar 5graden te brengen moet je 4186*0.2*20=16744J afvoeren.
50W = 50J/s, daarmee kost dat dus 335s = 5.6minuut.
Dat lukt je zelfs niet met moeders koelkast van 1000W Je ziet dat er veel extra factoren bij komen kijken, zoals geleiding van warmte etc.
DE manier om dit allemaal netjes in kaart te brengen, is gewoon thermometer erin en meten! Daar is je natuurkunde leraar ook nog eens heel blij mee, want: "Meten is weten"

Je maakt een fout in je voorbeeld. Afkoelen moet gebeuren door opwarming van de lucht rond het te koelen product, dat vervolgens door convectie langs een koelelement gaat. Dit is een bijzonder traag proces, waardoor je het zelfs met die 1000W koelkast niet redt. Maar draai het verhaal om, en ga verwarmen. Kijk eens op de verpakking van een magnetron-maaltijd. Bij voorkeur één die op 3 manier verwarmt kan worden (magnetron, oven en au bain marie). De meeste directe manier van energie toevoegen is de magnetron, en die heeft aan 600W en een paar minuten genoeg om de temperatuur te laten stijgen van 7 graden (koelkast) naar 70 tot 100 (de temperatuur van een warme maaltijd). Nu is alleen energie onttrekken helaas niet op een directe manier mogelijk, dus zit je vast aan de trage, indirecte manier.

---

Mijn eerste tip aan de ts, gebruik een thermostatische schakelaar om de peltier en fan in- en uit te schakelen. Dit zal het gemiddelde verbruik van de koelbox al sterk verminderen en kost slechts een schakelaar extra. Je kan eventueel een oude van een koelkast gebruiken.
Verder, neem een overgedimensioneerd paneel. Bij een gemiddeld verbruik van 50W heb je al snel minimaal 100W aan opgewekt vermogen nodig om donkere periodes te kunnen overbruggen. En gebruik een accu om energie in op te slaan (let wel, je hebt een laad-stroom circuit nodig).

Hoe groot de accu en het paneel moeten zijn, is voor mij een beetje koffiedik kijken. Dat is afhankelijk van hoeveel de peltier verbruikt over 24 uur. Je paneel moet dit gemiddeld kunnen opwekken op de momenten dat de zon schijnt. Hierbij kan je alleen gebruik maken van de periode van 2 uur na zonsopkomst tot 2 uur voor zonsondergang. Daarbuiten staat de zon te laag. Als je koelbox gemiddeld 30 Watt per uur gebruikt (ik reken met een lager gemiddeld verbruik, omdat ik ervan uitga dat de peltier geschakeld wordt en het verbruik in de nacht lager is omdat én de box dicht blijft én door de lagere buitentemperatuur de efficiëntie van de peltier hoger is), heb je dus (30x24=)720Watt nodig. In de zomer (juli) heb je in Nederland ongeveer 200 uur per maand, dus ongeveer 7 uur per dag (6,666666...), dus je hebt een paneel van rond de 100Watt nodig (en een accu van 570Watt = 12Volt, 50A) om 24 uur rond te komen. Die accu is niks meer dan een gemiddelde auto-accu, en een paneel van 100Watt is een standaard paneeltje van ongeveer 1m^2.
Met de capaciteit kan je nog een beetje smokkelen, omdat zelfs in hartje zomer de uren vlak voor zonsopkomst, de box nauwelijks hoeft te koelen.

Qua kosten kan je een goedkoop multi-kristallijn paneeltje gebruiken, die tussen de 10 en 15% rendement zitten, of een mono-kristallijn paneel, die tot 20% rendement halen (maar aanzienlijk duurder zijn).

[Henk007]

Een peltier koelt inefficiënt, absorptiekoeling is beter. Bovendien kun je dan de stap zon --> elektrische stroom overslaan, maar meteen je koelmiddel door de zonnewarmte laten verdampen.

Trouwens het idee uit TS is niet nieuw, Solar Cool Technologies Daar staat niet bij vermeld welke techniek intern wordt gebruikt.

[kauko12]

Dank voor de reacties.
We zijn inderdaad van plan om een thermostaat in te bouwen, ik zal deze zaterdag wel even naar de gemeente werf gaan kijken of daar nog iets te halen valt .
We zijn niet van plan om de koelbox 24 uur te gebruiken maar meer voor een dagje naar het lokale meertje(dus alleen overdag).