Ontwerpkader technische aspecten van product

De tweede serie eisen en wensen gaat nader in op de toegevoegde functionaliteit die het te ontwerpen

product heeft meegekregen, namelijk het opladen van elektronische producten. Eisen betreffende de

zonnecellen en de aanvullende elektronicaonderdelen komen er aanbod. Naast gebruikersgerelateerde

eisen zijn er ook een aantal omtrent de productie en vormgeving geformuleerd.

1). Algemene aspecten van elektriciteitsproductie

a). Er dient gebruik gemaakt te worden van zonne-energie als elektriciteitsbron door middel van

zonnecellen.

b). Er dient gebruik gemaakt te worden van commercieel verkrijgbare zonnecellen.

c). De beschikbare oppervlakte die het te ontwerpen product beschikbaar stelt voor de zonnecellen

(inclusief omhulsel) is maximaal 900 cm

²

en hangt verder af van de uitgewerkte afmetingen van het

te ontwerpen product.

d). De massa ervan bedraagt maximaal 15% van de totale massa, oftewel 225 gram.

e). De omzettingsefficiëntie bedraagt minimaal 12,5%.

f). De geleverde bruikbare spanning (V

MPP

) van de zonnemodules bedraagt minimaal 3,6 Volt.

g). De geleverde bruikbare stroomcapaciteit van de zonnemodules bedraagt maximaal 0,8 Ampère-uur.

h). De geleverde bruikbare energie bedraagt minimaal 3,6 × 0,8 ≈ 2,9 Wattuur.

a). Deze eis is afkomstig van de opdrachtomschrijving.

b). Deze eis is afkomstig van de ontwerpoverwegingen.

c). Het te ontwerpen product wordt beperkt door zijn eerder opgestelde afmetingen en dient hanteerbaar

van formaat te zijn.

d). De bijdrage aan de totale te dragen massa dient zo klein mogelijk te zijn om aan de

gebruiksvriendelijkheid te kunnen voldoen.

e). Er dient gebruik gemaakt te worden van hoogwaardige zonnecellen, zodat de benodigde oppervlakte

enigszins beperkt kan blijven.

f). Deze eis is afkomstig van de ontwerpoverwegingen.

g). Deze eis is afkomstig van de ontwerpoverwegingen.

h). Deze eis is afkomstig van de ontwerpoverwegingen.

2). Productietechnische aspecten

a). De zonnecellen (inclusief omhulsel) dienen bevestigd te kunnen worden aan het materiaal van het te

ontwerpen product.

b). De bevestiging dient niet op een eenvoudige manier los te raken en/of losgemaakt te worden.

c). De toegepaste productietechniek dient op grote productieschaal toegepast te kunnen worden.

a). Deze eis is (impliciet) afkomstig van de opdrachtomschrijving.

b). Om te voorkomen dat de zonnecellen eraf vallen en beschadigd raken.

c). Hierdoor wordt de realiseerbaarheid ervan in de praktijk gehaald, waardoor het ook commercieel

haalbaar wordt.

3). Algemene aspecten van elektronica

a). De massa van alle elektronicaonderdelen bedraagt maximaal 15% van de totale massa, oftewel 225

gram.

b). Er dient een mogelijkheid aanwezig te zijn voor elektriciteitsopslag.

c). Er dient elektrische energietransport plaats te vinden van de zonnecellen naar het op te laden

elektronische product(en) en de elektriciteitsopslag.

d). De elektronische producten dienen aangesloten te kunnen worden aan zowel de zonnecellen als de

elektriciteitsopslag.

e). De afstand tussen de elektriciteitsproductie (zonnecellen) en de elektriciteitsafname

(elektriciteitsopslag of elektronische producten) mag niet groter zijn dan 50 cm.

f). Vermogensverliezen tijdens elektrische energietransport en de elektronicaonderdelen bedragen

maximaal 3%.

g). De elektriciteitsopslag met omringende onderdelen (elektronische circuits), heeft afmetingen die

maximaal 20 cm × 10 cm × 5 cm bedragen (lengte × breedte × dikte).

h). De elektriciteitsopslag dient een spanning te hebben die ongeveer nauwe overeenkomsten vertoont

tussen die van zonnecellen en die van op te laden elektronische producten.

i). De elektriciteitsopslag dient een stroomcapaciteit te bevatten van minimaal 1,5 Ampère-uur.

j). Het opladen van de elektriciteitsopslag en de elektronische producten dient niet langer te duren dan

10 uur.

k). De hoeveelheid aangesloten elektronische producten aan de zonnecellen is minimaal 1.

l). De hoeveelheid aangesloten elektronische producten aan de elektriciteitsopslag is minimaal 1.

m). De volgende elektronische producten dienen opgeladen te kunnen worden:

 bepaalde muziekspelers met een interne accu tot een spanning van 3,6 Volt;

 digitale camera’s met een interne accu tot een spanning van 3,6 Volt;

 mobiele telefoons met een interne accu tot een spanning van 3,6 Volt;

 handheld computers met een interne accu tot een spanning van 3,6 Volt.

a). De bijdrage aan de totale te dragen massa dient zo klein mogelijk te zijn om aan de

gebruiksvriendelijkheid te kunnen voldoen.

b). Deze eis is afkomstig van de ontwerpoverwegingen.

c). Zonder transport is het niet mogelijk om de verkregen energie van de zonnecellen te kunnen gebruiken.

d). Er dient te worden voldaan aan het gebruiksgemak van de gebruiker.

e). Er dient voorkomen te worden dat er bij het transport teveel vermogen wordt verloren.

f). Deze vermogensverliezen zijn nog tolereerbaar bij het doorlopen van het hele systeem.

g). De elektriciteitsopslag dient te passen in het te ontwerpen product en dient hierbij niet al te veel ruimte

in beslag te nemen dat bedoeld is voor het vullen van allerhande goederen.

h). Er dient een meer compatibele overgang gevormd te worden, waarbij eventuele omzetting minder

energie kost.

j). Het opladen dient in een dag tijd te kunnen gebeuren, waarbij er vanuit gegaan wordt dat er dagelijks

gemiddeld 12 uur licht is. Hierbij zal er onder dit gemiddelde gezeten worden, omdat dit gemiddelde niet

dagelijks gehaald kan worden.

k). Er dient een aansluitingsmogelijkheid te bestaan voor elektronische producten.

l). Er dient een aansluitingsmogelijkheid te bestaan voor elektronische producten.

m). Deze eis is afkomstig van de ontwerpoverwegingen.

4). Functionaliteitaspecten

a). Er dienen maatregelen genomen te worden wanneer de geproduceerde stroom van de zonnecellen

een waarde vertoont lager dan 0,05C van de maximaal leverbare stroomsterkte van 800 milliampère,

oftewel 40 milliampère.

b). De zonnecellen dienen zowel binnen als buiten werkzaam te zijn (bij het opvangen van zonlicht).

c). De zonnecellen dienen voornamelijk overdag werkzaam te zijn.

d). Bij stroomsterktes lager dan 40 milliampère dient er gebruik gemaakt te kunnen worden van de

elektriciteitsopslag.

a). Een te lage stroomsterkte gebruiken voor het opladen is niet ideaal vanwege gebruiksvriendelijkheid en

veiligheidsredenen.

b). Hierdoor is men meer flexibeler in het gebruik van zonne-energie.

c). Overdag zijn de verlichtingscondities beter dan ’s nachts.

d). Hierdoor is men in staat om te allen tijde beschikking te hebben over elektrische energie.

5). Ergonomische aspecten

a). Er dient terugkoppeling gegeven te worden aan de gebruiker of de zonnecellen wel of geen

elektrische energie produceren.

b). Er dient terugkoppeling gegeven te worden aan de gebruiker over de laadstand van de accu

(ontladen, opladen of ruststand).

c). Er dient terugkoppeling gegeven te worden aan de gebruiker over de capaciteit van de

elektriciteitsopslag.

d). De elektriciteitsopslag dient duidelijke en heldere waarschuwingen en specificaties te bevatten over

het gebruik ervan.

a). Dit is bedoeld als gebruiksgemak, waardoor de gebruiker inzicht heeft of er genoeg licht op de

zonnecellen valt voor elektriciteitsproductie.

b). Dit is bedoeld als gebruiksgemak, zodat de gebruiker weet wat de accu uitvoert.

c). Dit is bedoeld als gebruiksgemak, waardoor de gebruiker inzicht heeft over de hoeveelheid energie die

de elektriciteitsopslag nog heeft.

d). Dit is bedoeld als waarschuwing, waardoor de gebruiker inzicht kan verkrijgen over hoe er met de

elektriciteitsopslag omgegaan dient te worden.

6). Veiligheidsaspecten

a). De spanning van de zonnecellen dient compatibel gemaakt te kunnen worden voor het opladen van

elektronische producten en de elektriciteitsopslag.

b). Bij blootstelling aan de toegepaste materialen van zonnecellen dient er geen of nauwelijks gevaar op

te leveren voor de volksgezondheid.

c). Het opladen van elektronische producten dient op een automatisch gecontroleerde manier te

gebeuren.

d). De elektronicaonderdelen dienen zodanig opgeborgen te worden in het te ontwerpen product dat ze

geen hinder vormen voor de gebruiker.

f). Beknellingen van de manier van elektrische energietransport en de elektriciteitsopslag dienen

voorkomen te worden.

g). Er dient een manier van warmteafvoer plaats te vinden voor zonnecellen en elektronicaonderdelen.

h). De zonnecellen en de elektronicaonderdelen dienen afgeschermd te worden tegen stofdeeltjes, water

en andere vloeibare substanties.

i). De zonnecellen en de elektronicaonderdelen dienen afgeschermd en/of bestand te zijn tegen

schokken/trillingen en windstoten.

j). De elektronicaonderdelen dienen afgeschermd te worden tegen (direct) zonlicht.

a). Hierdoor wordt het mogelijk om verschillende elektronische producten te kunnen opladen die

verschillende eisen stellen aan spanning en vermogen.

b). Om te voorkomen dat de gebruiker en andere mensen die ermee in aanraking komen besmet of gewond

raken.

c). Dit is bedoeld om de oplaadduur in goede banen te leiden en om te voorkomen dat er te lang wordt

opgeladen (dat ernstige consequenties kan hebben voor de elektriciteitsopslag en/of het op te laden

elektronische product).

d). Er dient te worden voldaan aan het gebruiksgemak van de gebruiker.

e). Om beschadigingen, beknellingen en oneigenlijk gebruik te voorkomen.

f). Om beschadigingen hieraan te voorkomen.

g). Er dient voorkomen te worden dat zonnecellen en elektronicaonderdelen oververhit en daardoor

beschadigd raken.

h). Er dient voorkomen te worden dat er kortsluiting ontstaat.

i). Het te ontwerpen product wordt gebruikt onder verschillende bewegingsvormen in de buitenomgeving

en dient hier aan te passen.

j). Er dient voorkomen te worden dat er (over)verhitting en beschadigingen (door UV straling) ontstaan.

7). Vormgevingsaspecten

a). De zonnecellen dienen passend te zijn bij de hele vormgeving van het product.

a). Er dient voorkomen te worden dat ze als een losstaand onderdeel worden gezien die er alleen dient

voor de functionaliteit.

8). Wensen ten aanzien van de technische aspecten

a). De vorm van de zonnecellen kan elke vorm aannemen dan alleen rechthoekige vormen.

b). De zonnecellen zijn flexibel en buigzaam.

c). De zonnecellen zijn verwijderbaar en vervangbaar.

d). De elektriciteitsopslag is los verwijderbaar uit het te ontworpen product.

e). De volgende elektronische producten kunnen opgeladen worden:

 spelcomputers met een interne accu tot een spanning van 3,6 Volt;

 batterijopladers (voor het opladen van secundaire batterijen) tot een spanning van 4,8 Volt.

f). De gebruiker dient de mogelijkheid te hebben om de elektriciteitsopslag wel of niet op te laden.

a). Hierdoor passen ze beter bij rondere vormen van het te ontwerpen product.

b). Hierdoor dienen er geen extra maatregelen genomen te worden ten aanzien van de brosheid van de

zonnecellen.

c). In geval van defecten of beschadigingen kunnen ze vervangen worden met nieuwe exemplaren.

d). Er dient te worden voldaan aan het gebruiksgemak van de gebruiker.

e). Er dient te worden voldaan aan het gebruiksgemak van de gebruiker.

f). Er dient te worden voldaan aan het gebruiksgemak van de gebruiker.

In document Integratie van zonnecellen op een tas (pagina 35-39)