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[ES] En este proyecto abordamos el diseño de un banco urbano dotado de un sistema de calefacción de su superficie, estaciones de carga para dispositivos electrónicos y un sistema lógico que se encarga de controlar el correcto funcionamiento de todos los elementos. Este conjunto de cargas se alimentan en exclusiva por una pequeña instalación solar fotovoltaica aislada constituida por dos paneles solares. A la hora de diseñar todos los sistemas, hemos considerado diversos factores, siendo los más importantes la eficacia y robustez del sistema, la eficiencia energética y la resiliencia del sistema frente a agentes meteorológicos y humanos relacionados con el vandalismo y el uso indebido. El sistema de calefacción de la superficie del banco constituye el mayor consumo eléctrico de la instalación. Lo hemos basado en la tecnología del suelo radiante eléctrico, siendo esta la que mejor se adapta a los factores que hemos mencionado. Las estaciones de carga de dispositivos electrónicos y el sistema lógico también suponen un consumo eléctrico, sin embargo hemos considerado este despreciable por ser muy reducido. El rendimiento de la instalación está directamente relacionado con los valores de radiación solar de los años futuros, sin embargo hemos diseñado la instalación solar para que, en las condiciones de radiación diaria más desfavorables de los últimos diez años, las cargas puedan estar activas al menos cuatro horas diarias. La instalación solar está dotada de baterías con un regulador de carga que permiten al sistema funcionar aislado de la red eléctrica. Las baterías permiten almacenar la energía generada que no se consuma en el momento, y están dimensionadas para permitir a las cargas estar activas al menos esas cuatro horas diarias durante un periodo de cinco días sin la existencia de radiación solar. A su vez, el sistema lógico formado por un microcontrolador y un conjunto de periféricos hace que no sea necesaria la intervención humana para su correcto funcionamiento. De este modo, el sistema está completamente aislado y es autosuficiente. Hemos seleccionado todos los dispositivos necesarios para llevar a cabo el proyecto de tal forma que puedan estar ocultos bajo la superficie de las partes físicas del banco, solventando de esta forma los problemas de vandalismo y de inclemencias meteorológicas, a excepción de las tomas de carga USB, los paneles solares y la interfaz con el usuario del sistema lógico, constituida por una pantalla LCD. El proyecto adquiere así una robustez muy elevada. En último lugar, para llevar a cabo toda la instalación, hemos establecido qué características físicas debe tener el cableado eléctrico. Estas características físicas están relacionadas fundamentalmente con la sección y la longitud, y dependen directamente de la intensidad que circula por cada tramo del mismo, así como las máximas caídas de voltaje permitidas según el reglamento. No hemos diseñado esta instalación para que se encuentre en continúo funcionamiento, si no que aporte a los usuarios tales prestaciones durante el mayor tiempo que la radiación solar lo permita, siendo su labor principal la de actuar como un banco urbano convencional. [EN] In this project we present the design of an urban bench equipped with a surface-heating system, charging stations for electronic devices and a logic system that is responsible for controlling the correct operation of all the elements. This set of loads is fed exclusively by a small isolated photovoltaic solar installation made up of two solar panels. When designing all the systems, we have considered various factors, the most important being the effectiveness and robustness of the system, its energy efficiency and the resilience of the system against weather and human agents related to vandalism and improper use. The heating system of the surface of the bench accounts for the greatest electrical consumption of the installation. We have based it on the technology of electric underfloor heating, since it is the more suitable one for the factors that we have mentioned. The charging stations for electronic devices and the logic system also imply an electrical consumption, however we have considered this to be negligible as it is very low in comparison to the former. The performance of the installation is directly related to the solar radiation values of future years, however, we have designed the solar installation so that, in the most unfavorable daily radiation conditions of the last ten years, the loads can be active at least four hours a day. The solar installation is equipped with batteries with a charge regulator that allow the system to function isolated from the electricity grid. The batteries allow energy generated and not instantly consumed to be stored, and are sized to allow the loads to be active for at least those four hours a day for a period of five days without the existence of solar radiation. In turn, the logic system formed by a microcontroller and a set of peripherals makes human intervention unnecessary for its correct operation. Thus, the system is completely isolated and self-sufficient. We have selected all the necessary devices to carry out the project in such a way that they can be hidden under the surface of the physical parts of the bank, thus solving the problems of vandalism and inclement weather, with the exception of USB charging sockets, the solar panels, and the interface with the user of the logical system, constituted by an LCD screen. The project thus acquires a very high robustness. Finally, to carry out the entire installation, we have established what physical characteristics the electrical wiring must have. These physical characteristics are fundamentally related to their section and length, and depend directly on the intensity that circulates through each section of it, as well as on the maximum voltage drops allowed according to the regulations. We have not designed this facility to be in continuous operation, but to provide users with such benefits for as long as solar radiation allows, its main task being to act as a conventional urban bank. |
