Главная Работы на конкурс Предметное образование Технические дисциплины
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:
- Изучить возможность, определить целесообразность получения «зелёной» энергии в условиях умеренного и северного климата.
- Определить технические характеристики «зелёной энергетической установки.
- Сконструировать установку.
- Разработать алгоритм работы установки, составить математическую модель и написать программу.
- Опробовать установку в действии.
- Проанализировать работу установки, сделать выводы.
- 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.
Загрузка...
Перезагрузить документ 
Открыть в новой вкладке Смотреть похожие работы
Индивидуальный проект «Альтернативные источники энергии»
Проект «Автономное освещение нерегулируемого железнодорожного переезда»
Исследовательская работа «Альтернативные источники энергии»
Доступна к просмотру полнотекстовая версия работы
Исследовательская работа «Альтернативные источники энергии»
Исследовательская работа «Геотермальная энергетика»
Исследовательская работа «Альтернативные источники энергии на территории Таджикистана»
Мероприятие завершено
Добавить комментарий