Indonesi an  Journa of El ect ri cal  Engineer ing  an d  Comp ut er  Scie nce   Vo l.   12 ,  No.   3 Decem ber   201 8 , p p.   1211 ~ 1221   IS S N: 25 02 - 4752, DO I: 10 .11 591/ijeecs .v1 2 .i 3 .pp 1211 - 1221          1211       Journ al h om e page http: // ia es core.c om/j ourn als/i ndex. ph p/ij eecs   Develop  a nd  Implement ation  o f  Sol ar Powered  Venti lation  System       Ha ir ol  Niz am Mo hd Sh ah 1 , Z alina  Ka mi s 2 , Mohd F airus  A b do ll ah 3 , M oh d  Kh airi M oh d  Z amb ri 4 Faiz il  Wa sba r i 5 , N urs ab il li lah  M oh d  A li 6   , A mi r ul A nwar  Mat  Sh ah 7   1,2,3,4,6,7 Cent er   fo Roboti cs  and   I ndustria l   Autom at ion ,   Fa cul t y   of   Elec tr ical Engi n ee ring ,   Univ ersiti  T ekni ka Ma lay sia   Mela ka ,   Ma lay si a   5 Facul t y   of  Me c hani c al   Engi n ee r ing,   Univ ersit i   T ekni ka Mal a y s i Mel aka,  Ma lays ia       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   A pr   30 , 201 8   Re vised  Ju l   14 ,  201 8   Accepte Aug   2 1 , 201 8       vent ilat ion  s ystem  comprising  v ent i la tor   or  fan   to   inhale   fre sh  ai from   envi ronm ent   sur rounding  enters  the   c abi of  c ar  where   at   th sam ti m e   exha l the   hot  air  to  the   outside.  Thi inve nt ion  sy stem  is  using  solar  power  int egr at wi th  t he  ventilation  s y stem  in  orde to  stabilize  t he  the rm a l   condi ti on  inside   the   c ar  during  s unn y   da y .   Th s ola power  is  ch osen  as  it   is   rea sonabl due   to  it l imitl ess  and  envi ronm en ta fr ie ndl y   sour ce   just   li k e   m ent ione in   the pre vious objec t i ve  of  th proj ect. In  addition ,   a re cha rge able   bat t er y   is use to  power  the   vent ilator  in  the   abse n ce   of  the   alter n ative  ener g y   during  cl oud y   d a y   or  has  obsta c le   l ike   b ei ng  sha ded  b y   buil d ing s,  trees  and   othe rs.  It  is  jus li ke  an  ext ra  suppl y   during  e m erg ency   ca se .   Thi m a y   pre vent   the   la ck   of  power  ene rg suppl y   for   the   s y stem.  h ea t   se nsor  is  used  as  to  d et e ct   target ed   (high  tem per at ure and   desire d   te m pe rat ure   (drop   t empera tur e)  inside   the   ca r .   It  is  oper at iv ely   con nec t ed  to  logic  ci rcu it   to   m ea sure  envi ron m ent al   fa ct or ,   where in  the   cont r oll er  (PIC  Micr ocont roller )   uti lizes  the   m eas ure envi ronm ent al   condition  to   al low  the   power  suppl y   to   ac t iva t or   de ac t iva t th v ent i la t or.   Ke yw or d s :   Heat se ns or   Mi cro co ntr oller     So la r  p a nel   Ven ti la ti on syst e m s     Copyright   ©   201 8   Instit ut o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e   Al l   rights re serv ed .   Corres pond in Aut h or :   Hair ol N iz am  Mohd  S ha h ,   Ce nter fo R obotics an d Ind ust rial   Au t om ation   Faculty  of Elec tric al  Engineer ing ,  Unive rsiti  Teknikal M al a ysi a Me la ka,   Ma la ysi a .   Em a il hn iz a m @u te m .ed u. m y       1.   INTROD U CTION   Nowa days,  global  wa rm ing   be com es  su ch  a   gr e at   issue.   It   giv es   im pact  in  inc reasin t he  the rm al  conditi on   al arou nd   th w or l d.   It  is  eve ntu al ly   war m   up   e ver yt hing   on   Ea rth Re la te to  the  pro blem   sta tem ent  of   th is  proj ect it   w il heat  up   ca w he pa rk i n at   ex posed  a rea  with  no  an sh ie ld.  F ro m   her e ,   m any  issues  im pact   are  appeared  the n.   It  will   create   an  un c om fo rtable   env ir onm ent  f or   the  dr ive a nd   the   passe ng e rs.  Th fu el   c onsu m ption  will   incr ease  an it   m a giv resu lt   of  heat  st roke.   Ba sed  on   t he  s it uation  occurre a nd  sever al   im pacts  that  ha ve  a ppeare d,   it   is  m ot ivate an encou rag e t create   ve nt il at io n   syst e m  to  sta bili ze the tem per at ur e i ns ide t he  car. Th us, a c om fo rt en vi ron m ent can be  produce d for  us e r.     The  prob le m   i com up   wit the  sit uat io wh e ca is   parke on  the   sit wh er it   is  expose directl from   su nlig ht  with  no  a ny  s hield.  T his  sit uatio usual ly   ta kes  pla ce  duri ng  s unny   day.  T hus,   th heat  gain  insi de  the   car  will   increa se  as  the  ai in side  the  cabi of   the  ca is  w arm ed  up   as   in   cl os ed  s pace   wh e re  there is  no f l ow in  and  ou of  air.  T he heat   ga in m ay  r each at crit ic al  p oin t . Mo st  of ene rgy  so urce t hat already   exists  has  it lim i us an non - re ne wab le They  eve ntu al l will   ru out  as  the  durati on   to  resto re  the m   is   ta kin l o nger  t i m e.  They  al so   can  pro du ce  poll utions.  T he  bur ning  fu el   c an  em i ts  gr een hous gases  w hich  is   includi ng car bon di ox i de whe re ca c on t rib ute in t he p henom eno n o f glo bal w a rm ing .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   12 , N o.   3 Dece m ber  2 01 8   :   1 2 1 1     1 2 2 1   1212   Eve so la en erg is  un li m i te d,   but  wh e hav i ng  so m ob sta cl es  it   m ay   aff ec it pote ntial F or  exam ple,  the  so la pa nel  nee ded   to  be  direc tl exp os e to  su nli gh in  co nverti ng  el ect rici ty   in  m axi m u m   rate.  If   t her e   is  cl oudy  da an sh a ded  as  well   as   sh a dow  m ay   de crease  it a bili ty   to  pro duce  powe s upply.  Most   us ers  pr e fe ha vin so m et hin that  pleasi ng   them no as  burd e n.   E ve the  ve ntil at ion   is  well   f un ct ion in bu nee to  ha nd le   it   m anu al ly it   will   giv diff ic ulty   to  th us e r.   F or  exa m ple,  as  need   t handle  it   m a nu al ly ,   a u se m ay  n eed take  m or e ti m e w hile t o i nst al l i t. I m ay  a ff ect  thei ti m e  if th ey  a re  ru s hing  for  s om eth in g.       2.   LIT ERATUR E REVIE W   The  s un   is  an  exh a us ti ble  s ource  of   e nergy   [1 ]   that  is  sit uated  at   the  hea rt  of   the  s olar  syst e m It  is   the  m os pr om inent  feat ur in  the  so la syst em .   It  ow ns   99. 8%  of  the  m as s   of   the  s olar  s yst e m   and   is  ro ug hly   109  ti m es  the  diam e te of   t he   Earth - ab out  one  m illi on   Eart co ul fit  insi de  it It  is  fusion  reacto w hich  is   bur ned   nea rly   ov e four  bill ion  ye ars.  The   Sun  produces   vast  am ou nt  of   e ne rg w he re  m eet   the  supp ly   f or  w orl d’s  nee ds   in  ye ar.  In   day,  it   can  generate   ver lar ge  am ou nt  of   energy  than  ou current  po pu l at ion  would co nsum e in  27 yea rs.    So la e nergy  i rad ia nt  li ght  an he at   th at   is  pr od uce by  the  s un.  As  it   rad ia te s,   an  en orm ou s   a m ou nt   of  e ne rg is   cr eat e d.   The   s olar  energy  has  be en  ac knowle dged   as  a   f ree ine xhaustibl an env i ronm ent  fr ie nd ly   sources It  delivers  ra diati on   of  so la energy  w hich  is  received  by  the  Earth  a nd   it s   atm os ph e re  at   3.8  1024  pe ye ar  that  ex ceeds  80 00   ti m es  ou pr im a ry  en er gy  sup pl y.  This  is  m or than   enou gh   ene rg y   to  m eet   glo ba dem and eve al lo wing  f or  the  co nversi on,  st or a ge  a nd  transm issi on   losse s   require wh e putt ing   t his  r eso ur ces  t hum an  us e.   T hu s it   is  sta te th at   the  so la e ne rg is  t he  pri ncipal   so urce  of e ne r gy in  t od ay ’s  t echnolo gical   w or l [ 2].    Ov e the  la st  few   deca des,   s olar  arc hitec tu re  wh ic us e this  so la ene rg has  sta rte to  beco m e   popula a gain  because   co ns e r vation  iss ues  a nd   nowa days,  consi der a ble  pro gr e ss  has  be en  m ade  in  pro m ot ing  the  so la ren e wab le   e nergy.   Ma ny  people   belie ved   t hat  so la e nergy  ha con t rib uted   and   will   con t inu t con t rib ute  to  t he  national  a nd  global  ene rgy   util isa ti on   str at egies  [ 3].  S olar  ene r gy  is  use in  va rio us   pa rts  of   industrial   an com m ercial   se ct or s uch   as  a gr ic ultu ral,  tra ns po rtat ion c om m un ic at ion   and   oth e rs.   T his   pape r   will  f oc us  m ore o it util it y in  the  v e ntil at ion  syst em  o a c ar.   Ven ti la ti on   is  no   li m it   su pp ly   and   rem oval   of   ai acco r ding  to  sp ac e.  In   sim pler  words,  it   is  the  intenti onal  f lo in and  ou t o f  air o a s pace. It i s ap plied to get rid  of   unpl easant sm ell an exces sive m oistur by  al lowing  ai from   the  ou tsi de  to  fill   in,  to  m ai ntain  therm al  con diti on  of  interi or  s pace.  A cco rd a nce  t ASHRAE  Ha ndbook  [ 4],  ve ntil at ion   ai is  the  ai us ed  to  pro du c acce ptable  indoor  ai qu al it y.  The  ven ti la ti on   syst e m   is  div ided  i nto   th ree  ty pes   wh ic are  natur al   ve ntil at ion,  m echan ic al   ven ti la ti on   an hybri ven ti la ti on.   Durin car  pa rk e at   ex po s ed  area  w he re  directl perpendicula to wa rds  su nlig ht,  the  therm al   heat   in  the  interi or  sp ace  of  car  i gen e rated  will   raise  the  interi or   spa ce  tem per at ur up  dras ti cal ly The  therm a l   accum ulati on   will   cause  an  un c om fo rtable   env ir onm ent  t the  dri ver   or  the  passenge r durin the  early   10  m inu te after  e nterin prol on ge s oak e ca [5 ] T he  te m per at ur i ns ide  t he  car  ca easi ly   rise  to  60 and   even   i fairly   cl oudy  day,  it   can  easi ly   reach   55oC  [ 6].  The   equ i pm ent  inside  the  car w il absor heat  an will   m ake  the  car  com par t m ent  hard  to  be  co oled  dow wit hin   s hort  p e rio of  tim e.  In   orde to  reduce  the   tem per at ur e   bu il up   durin t he   wa rm   up   per i od,  the   dri ve rs  hav e   to  act ivate   the  ai r   co ndit ion e at   high  s pee as  to  en sure  t he  esse ntial   coo li ng  process   to  achie ve  th desire te m per at ur e.   The   dro of  in  t he   interi or  tem per at ur by   run ning  the   ai co ndit ion e i highe ( 50% com par e to   conditi on  w he r ai co ndit ione is  tur ned  off ref l ect ing   big  in fluen ce   of   t he  ai c onditi on i ng  syst e m   (A /C t ob ta i good  therm al   co m fort  [ 7].  Th us it   co ns e qu e ntly   increa ses  the  fu el   c onsu m ption   of  the  car   as  well   as  increase th em issi on   of  car bo dioxide  gases . As to  ove rco m e the  pro blem ven ti la ti on syst e m  is create a s the soluti on.       2.1 .      Advant ages  o f  S ola r E nerg y   a)   Enviro nmen t al Friendl S ourc e   So la e nergy   is  known  as  on e   of   ideal   e nerg so urce  that  is  ren e wa ble  an no n - po ll uti ng  sou rce.  It   do e not  har m   the  en vironm ent  by  em it ti ng   any  hazar dous  or  g ree nhouse g ases  s uch   as  c arbo dioxide , s ulf ur   dioxide a nd   nitroge oxide int the atm os ph e re.  It also  do es  no t t ake  par t i burn i ng  a ny fuel an pro duc es n e m issi on s.  T hu s,  this  will  pre ven t t he pr oble m s o f uel cons um ption  and t he  prod uction o f  r a dio act ive  wa ste .     b)   Renewa ble a n d Infini te Sou rce   So la r   ene rg is   re ne wab le   a nd  total ly   one  hundre per ce nt  f ree  s ource  of   en e rg [ 8].  The  rad ia ti on   of  the s olar  e ne rg y i s long  la s ti ng  and conti nuously  as the  s un   rem ai ns  ex ist s.  Th us , its s ource is n e ver   run  out  com par ed  t o n on - re ne wab le   s ources like  o il ,  co al  a nd n at ural  g as.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Develo p and I mp le men t ation of  So l ar  P owe red  Ve ntil atio n Syste m   ( H airol  Ni za m Mo hd  Shah )   1213   c)   Saving  Eco - S ystems  and Li ve li ho ods   Be cause  s o la energy  does  not  rely   on  co nst antly   m ining   raw   m at erial s it   do es  not  r esult  in  the   destr uction o f f or est s  and ec o - syst e m s that o c cur s  w it h m os t fo ssil   fu el   oper at ion [8 ] .     d)   Easy Imple me nt ati on   So la pa nel  is  easy   to  i m plem ent  becau se  cords,   wires or  powe s ourc es  are  not  re quire at   al l.  Com par ed  to  ot her   ene rg source  s uch   as  ge oth e rm al  or   wind,  they   nee power   sta ti on   wh e re  they   need e to  be  at ta ched   with  so m stuff li ke  dr il li ng   m achines  m aki ng   s uch   dif fi cult  instal la ti o then No   ne sp a ce  is require as  the s olar pa nel  can  be plac ed  a t avail able loca ti on  li kes  on t he  top r oof.     e)   Ma in ten an ce  is Low   So la cel ls t hat  co ntaine in t he  so la pa nel  are ab le  to ru n i a long lifet im e and  ex act ly  r eq uire  li tt le  m ai ntenan ce  only If   t her is   requirem ent  in  increasi ng   the  powe s ource,  the  s olar  cel ls  can  sim p ly   be   add e d.   E ve th instal la ti on   of   the  so la panel   at   first  need   su c highly   co st  bu it   can  be  recovere in  long   te rm .     2.2 .      Disa d va nt ages  of Sol ar  Energ y   a)   Reli ab il ity/ Do Not   Func tio at N i gh t   This  is  one  of  the  m a in  disad van ta ges  bec a us the  produc ti on   of  so la energy  is  no c on sta nt.  T he   su nli gh m us exist  in  ord er  t ge ne rate  el ect rici ty Du ri ng   at   nig ht,  t he  s un  is  co ver e by   ov e rcast  sk ie an storm s.  Th us ,   the  ene r gy   ge ner at e by  the   so la r   cel ls  ca nnot  be  c ount ed  on  at   al ti m es.  This  m eans  t hat   decen t rali zed  energy  from   so l ar  cel ls  cannot  su pply   wh at   the  ene rg in dustry  cal le baseli ne  power,  w hi c su ppli es a c ons ta nt en e rg nee d [9 ]     b)   So lar  Ine ff ic ie ncy   This  poi nt  is  a no t her   gr eat   is su that  has  be en  crit ic iz ed  relat ed  to  the   pro du ct io of   so la e nergy  wh ic c om par at ively   ineff ic ie nt.  T he  per ce ntage  of  the  s ol ar  ene rg th at   cou l act ually   be  ca ptu re for   us a s   energy  was  rel at ively   s m a ll on ly   4%  at   fir st  and   la te 11%  [10]  nu m ber   that  has  c onti nu e to  gr ow  with   te chnolo gical   adv a nces The  s olar  ene r gy  is  i sm all  a m ou nt   that  can  be  co nv e rted  int el ect rici ty In   order   t gen e rate  el ect rici ty  at   m axi m um   rate,  a   hu ge   su rf ac area  is  dem and ed.   Howe ver,  now adays  m any   so luti ons   are  inv e nte in   reso l ving  this  inabili ty   and   e vid e ntly   it   real ly   con trib ute  in  the  de vel opm ent  of   it eff i ci ency  in r ece nt few y ears.     c)   Loca tion   The  locat io of  the  so la pa ne is  ano the con si der at io ne ed  to  be  inclu ded   i one  of  it adv a ntag es .   It  play m ajo ro le   in  t he  pro du ct io of   el ec tric it po we s upply.  Wh e a rea  m eet ob sta cl es  li ke  cl oudy  day,   sh a ded  or  s ha dow it   eve ntua ll m ay   decr eas the p r oductio rate  of  th el ect rici ty Thu s ,   m or pa nels nee ded   to b e  adde t o pro du ce  e no ugh  el ect rici ty .       3.   METHO DOL OGY   Heat  sens or   is  us e to  sense  e nv i ronm ental   factor   w hich  is  ta rg et ed  a nd   de sired  te m per at ur that  has  been   set   by  pr ogram m ing T he  flo sta rt  w hen   it   detect ta rg et e tem perat ur w hich  is  >340C  inside  t he  car,  then  the contr o ll er r ecei ve  sig nal an al lo powe supp ly  fro m  so la pow er s ource or the  r echar gea ble b at te ry  to  act ivate   the   ven ti la tors.  If  there   is  no  dete ct ion   on  ta r get ed  te m per at ur e the t he  proc ess  of  act ivati on  of   the  fa is  not  l aun c he d.   As   th proces of   t he   v e ntil at ion   ta kes  place,  t he  t e m per at ure  will   sli gh tl dec re ased   from   tim to  t i m e.  Wh en  desired   te m per at ure  detect ed  at   wh ic is  <30o C,  the  sensor  will   sense  it   a gain  a nd   even t ually   the  sam pr ocess  occurre wh e r the  co ntr oller  will   decide   to  deacti vate  t he   fan.  T he  fa is  sti ll  ON   if  no   desi red   te m per at ure  is  sensed T his  flo is  aut om atical ly  cont ro ll ed  an operated  co ntin uous ly .   Figure  s how   the f l ow ch a rt  pr ese nts t he ope rati on of th e s yst e m .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   12 , N o.   3 Dece m ber  2 01 8   :   1 2 1 1     1 2 2 1   1214     Figure  1 .   Flo w  ch a rt the syste m  o per at ion       3.1 .      H ardw ar e Implem en t at i on   3.1 .1     Mech ani cal Pa r t   a)   Vent il ators   T his  pro j ect   w ou l no t   us e   a ny  m at erial   that  al read bee in  ca r.  The re fore,  ne fan  need e to  be  instal le to  functi on   as  t he  ven ti la tor  for  the  ve ntil at ion   syst e m CPU  brus hless  fa was  prefe rr e as  th e   ven ti la tor T he   fan   was  at ta ch ed  int platf orm   of   casi ng  wh ic wa act   as  the  ve ntil at or  bo dy.  T his  ca sing   was  s pecial ly   desig ne to   cre at m edium   wh e re  it   pro vid es  a   c hannel  f or  the   flo w   in  and  ou of  ai r   can  ta ke   place.  The  m oto was  place at   the  centre  of   the  insi de  of  the  casi ng   di rectl near   the  cham ber Figu re    sh ow  t he  m oto fa that  is  use in  t his  pr oj e ct The re  wa ga bet ween  the  fa a nd   t he   cham ber   in  order   t avo i c olli sion.  T he  m oto f an  was  hold  s ecur el at   the   platfo rm   with  so m screw s.   The  s pecifica ti on  of   m oto a nd  i s sho w   in  Ta ble 1  a nd  2.     This  e nab le   t he   posit ion  of  t he  m oto fan  can  be  furthe r   stren gth e ne d.   The  posit ive  a nd  ne gative  wires  from   the  m oto r’ le w ere  twist e to ge ther  a to   en s ur e   to  preve nt  tho se   wire fro m   being   hit  by   the  fan.  The  cable then  wer broug h ou f ro m   the  ven ti la tor  body  via  ho l that  has  been  dr il le on   the  casi ng  body.  T hose  c ables  we re  c onnecte to  t he   ou t pu sta ti on   of   te m per at ur con t ro ll er  bo ard.  Tw ve ntil at or s   wer us e as  t inc rease  the   eff ic ie ncy  of   t he  syst em   per f or m ance  as  s how   i Fi gure  an 4.  H owev er,  bo t ven ti la tors  we r hav i ng   dif fere nt  directi on  fl ow   of   ai r O ne   was  drag ging  ai into  the  ca bi of   t he  car  a nd  the  oth e r on e  w as   vice v e rsa. T hus,  a cy cl of   flo w of   ai r was  form ed.       Table  1.   Sp eci f ic at ion  of m otor    Motor  fa n 1:   Sp ecif icatio n   Ratin g     Vo ltag   12V   Cu rr en   0 .13 5 A   Po wer    1 .62 W       Table  2.   Sp eci f ic at ion  of m otor  2   Motor fa n 2:   Sp ecif icatio n     Ratin g     Vo ltag   12V   Cu rr en   0 .18 A   Po wer    2 .16 W         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Develo p and I mp le men t ation of  So l ar  P owe red  Ve ntil atio n Syste m   ( H airol  Ni za m Mo hd  Shah )   1215         Figure  2. Moto fa n     Figure  3. Moto im ple m ented  on the  platf orm           Figure  4. Ve ntil at or (af te r  m otor f a im plem ented)       3.1.2   El ectric al P art   a)   So lar  P an el   So la pa nel  w as  sel ect ed  as  the  m ai su pp ly   ener gy  f or  the  syst e m .   Wh e ra diati on  of   s un li ght   reaches   the   pa nel,  the   par ti cl es  of  the   s un li gh or  cal le phot on  the c onve rted   into   el ect rical   energy T he   process  ta kes  pl ace  is  cal le phot ovoltai effe ct As  the   ph ot on   stri kes  on  s olar  cel l,  it   will   trigg e el ect r on   i the  so la r   cel and   ca us it   m ov in f reely   or  in  excit sta te This  sit uatio will   p r oduce  a el ect ric  cu rr e nt.  T he   el ect rici ty  p ower  gen e rated  th en use as  pow er supply  to  act ivate  the  ve ntil at or   or f a n.   It  is  m on ocry sta ll ine  silicon   so la pan el   a sh ow in  Fig ur 5.   Th os s olar  cel ls  are  connecte in   series.  It  c on ta ins  36  s olar  c el ls   wh ic pro du ce  a op e n - ci rcu it   volt age   of   a bout  21.4V,  as  eac cel can  pro vid es  vo lt a ge  in  betwee 0.5V   to  0.6 V.   T his  ope n - ci rcu it   volt age   is  the  vo lt ag wh e re  the re   is  no   connecti on  be tween  t he  s olar  pa nel  to  a ny  load.   He nce,  it   pr od uces  pe ak  am ou nt  of  v oltage F ro m   this   a m ou nt   of  vo lt age,  it   is   suffi ci ent  to  c ha rg e   12V   batte ry  a the  e xtra   po wer  sup ply  f or  the  syst em Table  sh ows  sp eci ficat ion   on the  selec te s olar pa ne l.       Table  3.   Sp eci f ic at ion  of m onocr yst al li ne  sil ic on s olar panel   Sp ecif icatio n     R atin g     Rated  M ax i m u m  P o wer   1 2 W p   Maxi m u m  S y ste m   Vo ltag e   715V   Rated  Voltag e   1 7 .28 V   Rated  Cu rr en t   0 .70 A   Op en ed - Circu it V o ltag e   2 1 .24 V   Sh o rt - Circu it Cu rr en t   0 .77 A   Test Co n d itio n   AM1.5 ,E c =1 0 0 0 W /M 2 ,T c=2 5 0 C   Di m en sio n   3 8 0 m m   × 30 5 m m       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   12 , N o.   3 Dece m ber  2 01 8   :   1 2 1 1     1 2 2 1   1216       Figure  5.  Mo nocryst al li ne  sil ic on s olar panel       b)   Install at i on   of  V en tilat ors   The  ve ntil at or s   we re  desig ne to  be  placed   on  the   to e dge  of  both   side   open   wi ndow  of  the  te ste car.  T her wa ai ga as  t he  instal la ti on  was  done  be cause  the  windows  wer no fu ll y   cl os ed  du t ven ti la tor  body Af te ta ki ng  safety   con si de rati on   as  pr i or i ti zed,  rub ber   st rips  we re  fitt ed  al ong  the  t op  ed ge   of   the  wind ows  to  fill   the  gap  betwee the  top   e dge  of  the  window  a nd   th door   fr am e.  The  strip we r fitt ed   loo sel int th m ai un it   by  pu s hi ng  them   up  into   the   gro ov e on  ei ther   side  of   t he  ve nt il at or   body.   Fi gure  sh ow t he  t op v i ew of  the  posit ion   so la r  p a nel  and v e ntil at or s .         Figure  6. To p view  -   Po sit io n o s olar pa nel  and v e ntil at or s       The  wi ndows  wer kep op e ab out  seve ral  centim et res  and   the  ven ti la tor   body  was  posit ion ed  on  a   su it able  flat   pa rt  of   t he  wi ndow.  Finall th strips  wer f it te al ong  the   top   e dg of  the  wi ndow.  T his  ca viewe in  t he  Figure  7.   T he  whole  ven ti la tor  was  pla ced   on   t he  to of  the  wi ndow.  T hen,  the  wind ow  wa cl os ed  in  s uch  way  that  th ven ti la tor  ca be  sec ur el held  in  place  betwee the  w indow  a nd   the   door   fr am e.            Figure  7. Locat ion   of the  v e ntil at or   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Develo p and I mp le men t ation of  So l ar  P owe red  Ve ntil atio n Syste m   ( H airol  Ni za m Mo hd  Shah )   1217   c)   Loca tion o f S ola Pa nel   Accor ding  to  one  of   t he  obj ec ti ves  in  the   pre vious  pag e loc at ion   of   t he  s ol ar  pa nel  was  e m ph asi zed.   It  was  on of  the  facto rs  tha sh ould  be  pr i or it iz ed  as  it   a ff ect the  pro duct ion   of  am ou nt  of   powe s upply   gen e rated I order   t he  syst em   to  fu nctio eff ect ively   in  s m oo th  wa y,  it   sh oul nee e nough  or   as  m uch   of   m axi m u m   po w er  sup ply  as  it  can.  T hu s the   po sit io of  th so la pa nel  is  cru ci al   to  be   prop e rly   plac ed  a nd   al ign ed   to  get   m os eff ic ie ncy  ou of   it So m con side r at ion   s hould  be   inclu ded   i decidin t he  be st  or  su it ab le   locat ion   for  the  so la pa nel.  He re  wer s om of   the  co ns ide rati on t hat  wer highli gh te as  sh ow belo w:     d)   Shade  an d  Shad ow   It  is  sta te t ha intensit of  r adiat ion  of  s unli gh af fect  the  c ollec ti on   of  el ect rici ty   po we s uppl y   pro du ce d.   As  t he  inte nsi ty  is  decr ease , th e n t he  pro duct ion   of   powe sup ply i s also d ecre ased. Whe n o bst acl es  li ke  sh a de   an sh a dow   com es  up,   the   so la r   pa nel  is  blo c ke a nd  no  ra di at ion   of  s un li ght  will   r each   it T he  pro du ct io n of  powe s upply i s b ei ng inter rupted  t hen.      e)   Angle o I ncli na ti on   Diff e re nt  an gl of  incli natio will   prov i de  diff e re nt  am ou nt  of  r adiat io of  sunli ght.  T reac high   intensit y of s unli gh t,  the  so la r panel s uppos edly  to be  dire ct ly  p rop or ti on al  to  s un li ght.   [Maxim u m  a m ount  of sunli gh t = an gle of i n c li nation (90 o) tow a r ds  s un li ght]     f)   Moveme nt   of  Sun   The  S un   a ppea rs  to  rise  in  t he   East   and   it   set in  the  W est Diff e re nt  place   has  dif fer e nt  intensit of  su nli gh t.  F or   a   country  locat ed  far   a way  fro m   the  hig hway   of   the  S un,  th intensit of   the  sunl ig ht  is  sli gh tl low  a nd   vice  ve rsa.   L uck il y,  Ma la ysi is  locat ed  in  the  S un  belt  of  the  E arth  w hich  is  ne arly   to  the  eq uato r.   Ther e f or e,  the   good thi ng is  Ma la ysi a h avin a a ver a ge  i nsola ti on abo ut  the sam e all  ye ar aro und.   By   ref e rr e t the  c on si der at i on  highli gh te ab ove,  with   s om fu rt her  re search   a nd  dis cussion,   the   so la pan el   wa ch os en  t be   placed  at   the  t op   r oof  of  the  car.  T his  posit ion   is  il lustrate in  the   Fig ur e   8.   At   this  posit ion,  the  s olar  pan el   was  a ble  to  r e cei ve  dire ct ly   so la ir ra diat ion   in  m axi m u m   am ou nt.  He nc e,  hi gh   pro du ct io of  el ect rici ty   was   achieve d.   T he   po sit ive  a nd   ne gative  wire f ro m   the  so la pan el   wer c onnecte to the i nput sta ti on   of the tem per at ur e c ontr ol le boar d.           Figure  8. To p r oof    posit ion   of so la r panel      3 . 2.      S oftware  Impleme n tati on   3. 2 . 1 Micr oc ontr oller   By   us in Mi cr oC  s of t war a nd  P ro te us   s oft war e,   the  res ult  of  the   pr oject   can  be  il lu strat ed.   Th e   m ic ro co ntro ll e cod e wer c om piled  by  us ing   Mi cr oC  so f tware.  T he  software  the insta ll the  PI C16 F 876A   [11]  wi th  the  m achines  co de of   the  pro gr a m   by  us ing   P I Ckit   pro gr a m m er.  Then   desig ne ci rcu i fo the   syst e m   was  si m ula te by  usi ng   P ro t ues  s of t war wh ic is  us ing   the  PI Mi cro c on trolle as  the  m ai n   con t ro ll er  [ 12 - 13 ] .     Howe ver,  the  protues  s of t wa re  does  not   prov i de  certai com po ne nt  tha us ed  in  act ua har dware Ther is  c ha ng m ade  in  orde to  re place   the  act ual  co m po nen ts  to  re le van com pone nts  su c as  th input  for  the  syst em .   So la pa nel  w as  il lustrate as  batte ry  in  the  softwa re.  T he  pro gress  of   the   si m ulati on   has   been   e xp la ine in  the  tem per at ur c on t ro l le bo a rd   sect ion.  Fig ur sh ow  the  sim ulati on   ci rc uit  us in Pr ote us .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   12 , N o.   3 Dece m ber  2 01 8   :   1 2 1 1     1 2 2 1   1218         Figure  9. Sim ulati on  circ uit ( Pr ote us)       4.   RESU LT S  AND DI SCUS S ION   4.1 .    D ata C ollec tion Proc ess   Ther wer se ver al   ex pe rim e nts  or   te st  be  c arr ie ou t The se  te sts  wer done  in  orde to   inv est igate   the p e rfo rm ance of th e  v e ntil at ion  syst em . Th data colle ct ion s  w e re  div i de int tw c at egories:   1.   Perfo rm ance of  ven ti la ti on   syst e m   a)   Data coll ect io n wit hout   ve ntil at or   b)   Data coll ect io n wit h ve ntil at or   2.   Energy s upply  pro vid e d by th e so la r  p a nel   a)   So la r  p a nel is  directl y ex pose to  s un li ght   b)   So la r  p a nel is c ov e re d   m et a ll ic   gr ey   colour  P ro t on  Satria   Ne o,   hatch back   c om pact  car  was  sel ect ed  as  su bject   te st   thr ougho ut  the   inv est igati on.   This  car  has  di m ension   of  ov erall   le ng th   3905m m ov er al width   1710 mm   and   overall   he igh 14 20 m m It  is  cl ea car  w hich  is   do e not  co nt ai any  s ubj ec ti ve  or   m od ifi cat ion wh e re  m ay   con trib ute  in   the  interr up ti on  of   the  data  co ll e ct ion f or   e xa m ple  is  ti nted  window.   The   car  wa parke in  a open   sp ac w he re  ex pose to  the  sunli ght  in   orde to  kee the  whole  ve ntil at ion   syst em   was  run ning at it s optim u m  level.    The  s olar   pa ne l,  ve ntil at or s,   ba tt ery  and  te m per at ur e   co ntr ol le boar were  instal le pro per ly Af te r   rub ber   st rips  ha be en  placed the  ca r’ si de  windows  a nd  doors  wer e nsu red   t be   f ully   cl os ed F or   t he   first   cat egory  te st,  t he  data  acq uisit ion we re  do ne   in  su nny  day   fr om   11 am - 3p m The  data  wer ta ke in  ever y   hour int er vals from  the d at a ra ng e . Due  to  dif fer e nt intensity  o li ght bet we en  the  days in  Ma la ysi a b ecause of   un e xpect ed  cl i m at chan ge the  data  wer c ollec te in  a ve rag way.  T he  tem per at ur es  a the  fro nt  das hboa rd  and  bac das hboa r wer ta ken  by  us i ng  dig it a te m per at ur i nd ic at or At  la st,   their   ave rag e   te m p eratur e s   wer e  calc ulate d by E q u at io 1.       Tf  (Tm ax  Tm in)  / 2                 (1)     This  te st  was   done   seve ral  ti m es  in  orde to   obta in  m or a ccur at data  m easur em ent.  F or  the  se co nd   cat egory  te st,  t her we re  tw conditi on   te st  wer co nducte d.   First  co nd it i on,  the  data  of  su pply   ener gy   wer e   ta ken  w he s olar  pan el   is   di re ct ly   exposed  m eanwhil the   s econd  one  was   w hen  the   so la pan el   was   co ver e d.   In   sec ond  te st,   there  we re  di vid e into  tw conditi on t he w her t he  s ol ar  pan el   was  im ple m ented  on  the   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Develo p and I mp le men t ation of  So l ar  P owe red  Ve ntil atio n Syste m   ( H airol  Ni za m Mo hd  Shah )   1219   fron a nd   bac dashb oard.  T he  po wer   s uppl ener gy  f r om  the  so la pa ne fr om   each  te st  was  cal culat ed  by     E q u at ion   2.   T he   per f orm ance  of   the  ve ntil at ion   syst em   wit an with ou ven ti la ti on   is  s how in  Table   4 -   wh il e the  p e rfo rm ance en er gy  supp ly   pro vide d by the  so la r   pan el  is  sho i Ta ble  8 - 10.     P=V 2/R  (Resi s tor use as  a lo ad)               (2)       Table  4 .   A ver a ge  te m per at ur e  ( f r on t a nd  bac k das hboard i n diff e re nt d ay s   Ti m e     1 1 a m   1 2 p m   1 p m   2 p m   3 p m   Te m p e rature  ( 0 C)   Day  1     3 8 .3     5 0 .5     6 1 .7     6 6 .0     6 5 .6   Te m p e rature  ( 0 C)   Day  2     3 9 .2     5 0 .4     6 2 .3     6 4 .7     6 3 .0       Table  5 .   A ver a ge  te m per at ur e   Ti m e   1 1 a m   1 2 p m   1 p m   2 p m   3 p m   Av erage T e m p er at u re  ( 0 C)   3 8 .8   5 0 .5   6 2 .0   6 5 .6   6 4 .3       Table  6 .   A ver a ge  te m per at ur e  ( f r on t a nd  bac k das hboard i n diff e re nt d ay s   Ti m e     1 1 a m   1 2 p m   1 p m   2 p m   3 p m   Te m p e rature  ( 0 C)   Day  1     4 1 .9     4 7 .1     5 2 .3     5 9 .4     5 6 .7   Te m p e rature  ( 0 C)   Day  2     3 9 .7     4 5 .2     5 1 .8     5 6 .0     5 4 .3       Table  7 .   A ver a ge  te m per at ur e   Ti m e   1 1 a m   1 2 p m   1 p m   2 p m   3 p m   Av erage T e m p er at u re   ( 0 C)      4 0 .8     4 6 .2     5 2 .1     5 7 .7     5 5 .5       Table  8.   So la r panel is  d ire ct ly  ex pose t s un li ght  (to r oof )   Ti m e   1 1 a m   1 2 p m   1 p m   2 p m   Vo ltag e ( V)     1 4 .43   1 6 .61   1 8 .27   1 7 .35   Po wer  ( W )   4 .43   5 .87   7 .10   6 .40       Table  9 .   So la r panel is  cover e d (fro nt  dashb oa rd)   Ti m e   1 1 a m   1 2 p m   1 p m   2 p m   Vo ltag e ( V)     9 .04   1 3 .69   1 5 .85   1 4 .15   Po wer  ( W )   1 .74   4 .00   5 .35   4 .26       Table  10 .   S olar  p a nel is c ov e r ed (bac k das hboard)   Ti m e   1 1 a m   1 2 p m   1 p m   2 p m   Vo ltag e ( V)     2 .35   2 .93   5 .46   4 .24   Po wer  ( W )   0 .12   0 .18   0 .63   0 .38       4.2 .       Analysis   Figure  10  sho the  a ve rag tem per at ur ve rsu s   tim fo with  a nd   with ou ve ntil at or s.   The re  wa a   change  i te m per at ur flo s ta rted  at   11.00 a m   ti ll   3. 00pm.  T he  rise   of  te m per at ur insi de  the   car   de pe nd s   on   the inten sit y   of the r a diati on of the su nlig ht.  I n order  to  a vo i la ck  of acc uracy  o t he  c ollec ti on   data, eac te s t   has bee n done  for  tw o days  w her e  the cli m ate  nea rly  si m il a r.  T he  te m per at ur e  r ea dings  w ere take a ve ra gely .   On   s unny  day,   the  tem per at ur inside  the  c ab in  of  the  car   sta rted  rise  gradu al ly   at   aro und  11.00  am   and   reache m axim u m   at   aro und  1.0 pm   t 2pm then  again  sta rts  to  de crease  as  tim el apses.   Re fe rr e to   the  grap h,  the  highest  a ver a ge   tem per at ur e   inside  t he  ca duri ng   pea ti m was  obser ve at   2.00   pm I sta te  that  the  m axim u m   aver age   tem per at ure  without  us in ve ntil at or w as  65. 60C  w he reas  th m axi m u m   tem per at ur observ e by  usi ng  ve ntil at or w as  57.7oC.  T hus,  it   sh owe that  there  was  reducti on   betwee the  m axi m u m   aver a ge  te m pe ratur e of   bot te sts  wh ic wa about  7.90 C. It  m eans  that  t he  ve ntil at ion   syst e m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   12 , N o.   3 Dece m ber  2 01 8   :   1 2 1 1     1 2 2 1   1220   pro vid es  a bout   12 reducti on  of  te m per at ur com par ed  t the  car  with ou any  ven ti la ti on   syst em Hen ce,  the  heat g ai i the  car was  re du c ed  a fter the  im plem entat ion  of the  v e ntil at ion  syst em .           Figure  10. A ve rag e  tem per at ur ver s us  ti m e         Figure  11  sho the  powe ve rsu ti m fo energy  supp ly   pro vid e by  th so la pa nel.  The  rati ng   powe of  s olar   pan el   for  eac te st  was  sli gh t ly   diff ere nt.  T his  is  beca us the  posit ion   of   the  so la pa ne that   has  bee car ried  in  each  te s was  i m ple m ented  in  diff e r ent  places.  T he   m axi m u m   a m ou nt  energy  was  pro du ce duri ng   the  te sts  at   peak   ti m wh ic was  at   1pm In   te st  1,   when  the  so la pa nel  was  place at   top   roof of t he  car ,  it  w as  directl y ex posed  to  s unli gh ra diati on.      Hen ce the  so l ar  pa nel  can  r ecei ve  m axi m um   a m ou nt  of  rad ia ti on   of   the  sunli ght.  In  these  te sts,  resist or,  47Ω  was  us ed  a th load  w hich  is   const ant.  T he  load  was  c onne ct ed  pa rall el   with  the  s olar  pan el   i order  to   m easur the   volt age   r at in g.   A   m ultim et er  was  us e to   m easur t he  rati ng.  Du e   to  the   Eq u at io 2,   t he  powe m easur e at   peak ti m was reache a bout  7.1 W.       Fo r   the  te st  of  so la r   pa nel  c ov e re d,   t her wer t wo  co ndit ion s   nee de to  f ulfill   f or  the  te st  to  be   cond ucted.  At   first  c onditi on,  t h s olar  pa nel  was   place in   the  ca at   the  f r on das hboa rd.  Ba se on  the   Figure  11,  it   m entione that  the  powe pro duced  is  ab ou 5.35W  at   peak  tim e.  In   seco nd  co nd it io n,   th so la pan el  is  posit io ned at t he bac k das hboa rd.  It s howe that t he solar  pa nel w a s prod uce  0.63W at the  pea k t i m e.      In   com par iso betwee the   s upply  e nergy  f r om   the  so la pa nel  in  so la r   pa nel  is  directl ex po s ed  t su nli gh an s olar  pa nel  is  cov e re the  so l ar  panel   has  pote ntial   to  colle ct   m axi m u m   a m ou nt  of  sun li gh t.  It   was  e xpos e d irect ly   to  s unli gh in  a ny  a ng le s   with out  any  s had e   or  sh a dow.   Me a nwhile   in   s olar   pa nel   cov e re d,   it   ca nnot  t rap  m axim u m   a m ou nt  of  s un li ght  beca us it   was  blo c ked  by   sh a dow   or  s ha de  by  th body   par of  the   car .   I fact,  the   s unli gh t   nee de t penet rate  the   wind ows  befo re  it   reac to  t he  s olar   pa nel.   Thes are s om e factor s that a ff ect  th e pro duct ion o f  pow e s upply  energy.           Figure  11. Po w er  ver s us  ti m           0 20 40 60 80 A v er a g t emp er a t u r ( 0 C) T i m e   ( ho ur ) A v e r a g e   t e m per a t ur e   v s   t i m e W it h o u t   v e n t ila t o r s W it h   v e n t ila t o r s 0 2 4 6 8 1 1 a m 1 2 p m 1 p m 2 p m Pow er  (W) Tim (h) Pow er  vs  Tim e Top  r o o f Fr o n t d ashbo ard Back  das h b o ar d Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.