Главная Работы на конкурс Предметное образование Технические дисциплины Исследовательский проект «Зелёная энергетическая установка»

Исследовательский проект «Зелёная энергетическая установка»

Автор: Халявина Полина Дмитриевна

Место работы/учебы (аффилиация): МАУ ДО "Центр детского творчества", г.Серов, 7 класс

Научный руководитель: Ракитина Светлана Юрьевна, педагог дополнительного образования

Комфортная городская среда  зависит от огромного количества факторов. Она абсолютно неповторима.

В моём городе, я обратила внимание на следующую проблему: в тёмное время суток, если центральные улицы освещены, то небольшие переулки, скверы и другие места, где находятся горожане, погружаются во тьму, так же отсутствует возможность  зарядить смартфон и другие гаджеты – например, планшет или гироскутер.

Чтобы подсветить парки, скверы и другие зоны отдыха необходимо подвести кабельную или воздушную линию, откуда то её включить, согласовать подключение. Зачастую это сложная задача.

Я думаю, что эти проблемы можно решить, используя «зелёные» энергетические установки, которые не будут связаны с единой энергосистемой, а будут удовлетворять чисто локальные потребности, это позволит уменьшить потребление электроэнергии из единой энергосистемы.

Цель — Разработать и сконструировать «зелёные» энергетические установки, работающие изолировано от энергосистемы, которые будут питать потребителей там, куда нецелесообразно транспортировать электроэнергию.

Задачи:

  1. Изучить возможность, определить целесообразность получения «зелёной» энергии в условиях умеренного и северного климата.
  2. Определить технические характеристики «зелёной энергетической установки.
  3. Сконструировать установку.
  4. Разработать алгоритм работы установки, составить математическую модель и написать программу.
  5. Опробовать установку в действии.
  6. Проанализировать работу установки, сделать выводы.
  7. Поставить задачу на будущее развитие проекта.

Преимущества нашего изобретения:

  • появляется возможность подсветить скверы, парки, зоны отдыха у рек, озёр, междугородние автотрассы, установить стойки зарядки гаджетов, где невозможно, или нецелесообразно подводить централизованное электропитание.
  • создаёт комфорт в городской среде;
  • не наносит экологический вред;
  • экономит электроэнергию, потребляемую из сети, позволяет разгрузить единую энергосистему;
  • работает с минимальными потерями электроэнергии, так-как электроэнергия, где вырабатывается, там и расходуется и ненужно её передавать

 «Зелёная энергетическая установка» состоит из адаптивной солнечной батареи, ветрогенератора и накопителя электроэнергии – аккумулятора.

В дневное время солнечной активности электроэнергия вырабатывается адаптивной солнечной батареей. Вертогенератор вырабатывает электроэнергию круглосуточно при силе ветра более 3 м/с. Выработанная электроэнергия расходуется, а так-же поступает в аккумулятор, заряжает его, чтобы была возможность пользоваться «Зелёной энергетической установкой» в тёмное время суток и при отсутствии ветра.

Основная проблема использования солнечных батарей в умеренных и северных заключается в малой солнечной активности. Угол падения солнечных лучей сильно меняется с течением времени суток.

Мы разработали систему, которая позволяет менять положение солнечной батареи относительно солнца. Система ищет точку максимальной генерации батареи, тем самым можно повысить КПД солнечной батареи.

В ходе работы над проектом я разбиралась в физических принципах преобразования энергии и пришла к мысли, что «зелёная энергия» иногда лежит в буквальном смысле под ногами. Например, автомобиль, преодолевая «лежачий полицейский» расходует механическую энергию. А что если попробовать преобразовать эту бесполезно расходуемую энергию в электрическую.

Я попробовала найти какие либо разработки. Задалась вопросом: «Кто ни будь этим занимался?» Оказалось что над этим успешно работают американские учёные компании New Energy Technologies из штата Мэриленд.

Мы сконструировали «лежачий полицейский» со специальным приводом с генератором и возвратным механизмом.

Датчик касания при срабатывании до нижнего положения «зелёного лежачего полицейского» даёт сигнал на отключение от сети генератора, чтобы без нагрузки его вернули пружины в исходное состояние. После чего «зелёный лежачий полицейский» снова готов к работе. То есть генерация энергии происходит только при движении вниз.

Провели исследования:

  • проанализировали возможность преобразования механической энергии в электрическую;
  • проанализировали трафик автомобилей на ул. Ленина в разные времена суток;
  • определили количество энергии, получаемой при срабатывания устройства с учётом потерь;
  • рассчитали количество электроэнергии, которую можно выработать и запасти в аккумуляторы за час, за сутки.

В пакете MathCAD 14 pro мы создали математическую модель, которая позволяет оценить целесообразность применения устройства «зелёный лежачий полицейский».

В результате проведённых исследований и анализа мы пришли к выводу, что на центральных улицах нашего города (население 97 тыс. чел) промышленная установка «зелёный лежачий полицейский» позволит выработать электроэнергию 1,3 кВт/ч на две полосы движения, которой достаточно для питания 4-х светодиодных светильников мощностью 30 Вт каждый в течении 10 часов тёмного времени суток. Это позволит освещать 30м дороги до и после пешеходного перехода.

От установки можно включить светофоры, или предусмотреть резервное питание светофоров на случай отключения электроэнергии сети.

Установку «лежачий полицейский» можно поставить на промышленный поток — конвейер, создав несколько модификаций по ширине и мощности, что сделает её значительно дешевле, а значит, «зелёная энергия» станет ещё ближе.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Смотреть похожие работы

Исследовательская работа «Альтернативные источники энергии для территории Брянской области»

Для того чтобы человечество существовало и стремительно развивалось, необходимо постоянно улучшать способы получения энергии. Поиск новых источников энергии и развитие альтернативных способов получения энергии – это основная приоритетная задача челов…

Идея «Создание биоэлектрических систем, использующих микробные топливные элементы»

Доступна к просмотру полнотекстовая версия работы

Предлагаемая инновационная идея заключается в создании биоэлектрических систем, которые используют микробные топливные элементы (MFC — microbial fuel cells) для генерации электроэнергии из органических отходов. Основная суть идеи — извлечение энергии…

Исследователькая работа «Альтернативные источники энергии, их преимущества и недостатки»

Доступна к просмотру полнотекстовая версия работы

Цель: изучить альтернативные, нетрадиционные способы получения энергии и рассказать о них. Задачи: Найти подходящую информацию и проанализировать её. Выяснить, что такое альтернативные источники энергии. Узнать, какие существуют способы получения эне…

Исследовательский проект «Альтернативные источники энергии»

Ежедневно человеку в современном мире просто необходима электрическая энергия. В ней нуждаются абсолютно все, не только  большие предприятия, но и  в быт. Для ее выработки ежегодно тратится большое количество средств, именно из-за этого счета за элек…

Проект «Альтернативная энергетика России»

Каждый день мы пользуемся электрической энергией, даже не задумываясь, откуда она берется. И уж тем более не думаем, какие типы электростанций ее выработали. В России чаще всего встречаются тепловые, атомные и гидроэлектростанции, но  так же существу…

Индивидуальный проект «Альтернативные источники энергии»

Цель исследования: оценить потенциал альтернативных источников энергии для снижения зависимости от традиционных источников, таких как уголь, нефть и природный газ, и их влияние на окружающую среду. Задачи исследования: Оценить экономическую эффективн…

Мероприятие завершено

Конкурс, в котором работа участвует

Направление

Форма представления работы

Ключевые слова

Дата публикации работы

17.09.2020