Исследовательский проект «МикроГидроэлектростанция для получения энергии дождя»

Актуальность: В условиях современного энергопотребления все более актуальной становится задача повышения энергоэффективности и использования возобновляемых источников энергии в частных домах. Энергия дождевых сточных вод, как один из нетрадиционных источников, представляет собой перспективное направление для создания экологически чистых и экономичных решений для частного сектора.

Цель: Целью проектной работы является повышение экономичности энергоснабжения в частном домовладении за счет использования энергии дождевых сточных вод, путем разработки и создания микроГидроэлектростанции (микроГЭС) для выработки электрической энергии.

Задачи:

1. Изучить научную литературу по теме исследования.
2. Определить целесообразность применения микроГЭС на территории Ярославской области.
3. Определить потенциал использования собранной дождевой воды для выработки электрической энергии.
4. Разработать технические характеристики колеса гидротурбины и электродвигателя.
5. Создать 3D модель колеса гидротурбины и напечатать опытные образцы на 3D принтере.
6. Создать экспериментальный стенд для проведения испытаний.
7. Провести испытания, выбрать гидротурбину с лучшими показателями.
8. Сравнить полученный продукт с аналогами.
9. Рассчитать стоимость продукта.
10. Сформулировать выводы по результатам исследования.

Методы: Решение поставленных задач осуществлялось следующими методами исследования:

• Анализ и синтез — для изучения существующих технологий и разработки новых решений.
• Обобщение — для определения наилучших практик и теоретических подходов.
• Моделирование — для создания 3D моделей турбины и тестирования работы микроГЭС.
• Эксперимент — для проверки эффективности выбранных технических решений на экспериментальном стенде.

Результат: В ходе работы над проектом была разработана и распечатана на 3D принтере модель гидротурбины, создан стенд для испытаний и проведены тесты. Результаты показали, что микроГЭС обладает небольшой мощностью, однако при установке турбины в реальных условиях (например, в водосточной трубе дома) технические показатели улучшатся за счет увеличения высоты столба жидкости. Это позволит вырабатывать энергию, достаточную для малозатратных потребностей домохозяйства или для зарядки аккумуляторов. Также был проведен анализ аналогов, выполнено ценообразование и сделаны выводы о возможности коммерциализации технологии.

Проект показал высокую потенцию микроГЭС как источника экологически чистой энергии, доступной для использования в условиях частного сектора.