Презентация лаборатории поиска новых
реклама
ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ Практическое использование возобновляемой (бесплатной) энергии. ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ Устройства преобразования возобновляемых видов энергии в электрическую. ЭЛЕКТРИЧЕСТВО – самый эффективный вид энергии для преобразования в другие виды. Актуальность темы • Уменьшение запасов энергетических природных ресурсов (нефть, уголь, торф, …) • Ухудшение экологии планеты отходами нефтяной и атомной промышленности • Рост зависимости человека от электроэнергии. • Рост цен. • Централизация системы распределения энергии. • Монополия энергетических корпораций, не заинтересованных в других источниках. ПОТРЕБЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ 14 Энергия (ТВт) Население (млрд) 13,2 12 10 8,4 8 6 3,3 1 1,6 1890 2 0,7 0,8 1850 4 2,3 1990 1970 1950 1930 1910 1870 0 ПРОГНОЗ ЗАПАСОВ ЭНЕРГИЯ ВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ СОЛНЦЕ НЕВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ ВЕТЕР УГОЛЬ ВОДА ТОРФ БИОМАССА НЕФТЬ ГЕОТЕРМАЛЬНЫЕ ГАЗ ИСТОЧНИКИ УРАН ОСНОВНОЙ ТЕЗИС: ЭНЕРГИЯ СУЩЕСТВУЕТ ПОВСЮДУ. НУЖЕН ТОЛЬКО ЭФФЕКТИВНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ. ПОТРЕБИТЕЛЬ ИСТОЧНИК преобразование КОНСЕРВАЦИЯ ГОТОВЫЕ РЕШЕНИЯ МАЛОЙ ЭНЕРГЕТИКИ СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГИЯ – самый доступный вид энергии. Два способа использования: 1. Прямое нагревание теплоносителя (вода, масло, …) 2. Преобразование в электрическую энергию. Общая схема использования солнечной энергии НЕДОСТАТКИ Малоэффективно для регионов с малым количеством солнечных дней (или слабым ветром) Большая стоимость солнечных элементов и их вредное производство. Низкая эффективность преобразования энергии (обычно не более 25%). Малые ГЭС водоворотного типа ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОР КПД 50% ГИПОТЕЗЫ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ЛАБОРАТОРИИ ОСНОВНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ Использовать набор маломощных источников энергии для накопления и длительного хранения (консервации). КОНСЕРВАЦИЯ ИДЕЯ Использовать звуковые колебания воздуха: - Технологический шум (предприятие) - Голос человека (аудитория) Массив миниатюрных микрофонов. ЗВУК – колебания среды. Динамический микрофон – устройство преобразования звуковой энергии в электрическую. ИДЕЯ Мускульная энергия человека Тысячи людей ежедневно занимаются в тренажерных залах, совершая механическую работу. ИДЕЯ Использовать искусственное освещение для накопления (возвращения) энергии: Фотоэлементы размещаются на стенах как часть интерьера и соединены с аккумулятором. ИДЕЯ Использовать электромагнитное излучение различных передатчиков: Многодиапазонная приемная антенна (или комплекс антенн) размещается на здании. С антенн снимается наведенный ток. ИДЕЯ Использовать течение воды в водопроводных или отопительных системах: В разрыв трубы по типу водосчетчика вставляется электрогенератор. ПРАКТИЧЕСКИЙ ОПЫТ ВЕТРОГЕНЕРАТОР трехлопастной с горизонтальной осью генератор от а/м Современные генераторы используют в конструкции закон электромагнитной индукции (Фарадей). Переменное магнитное поле создает в замкнутом контуре переменный электрический ток. Чем выше скорость изменения магнитного потока, тем больше величина созданного тока. Закон электромагнитной индукции Фарадея Магнит Вольтметр Катушка АВТОМОБИЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР Ротор – катушки Статор - катушки Частота вращения – от 5 000 до 12 000 об/мин Напряжение – до 14 Вольт Сила тока (при 5 000 об/мин, 13 В) – 50 Ампер Требуется слишком большая частота вращения для штатной мощности! ВТОРАЯ ПОПЫТКА ВЕТРОГЕНЕРАТОР четырехлопастной с вертикальной осью вращения шаговый двигатель от дисковода 5.25’’ в качестве генератора УСОВЕРШЕНСТВОВАННАЯ МОДЕЛЬ ВЕЛОТРЕНАЖЕР для зарядки пальчиковых аккумуляторов Велотренажер с генератором от велосипеда Велотренажер – генератор – зарядное устройство – аккумулятор. ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОР НА ПОСТОЯННЫХ МАГНИТАХ Для мощностей до 100 кВт широкое применение нашли одно и трехфазные генераторы с возбуждением от постоянных магнитов. Ротор – катушки Статор – постоянные магниты Применение высокоэнергетических постоянных магнитов состава неодим-железо-бор позволило упростить конструкцию и значительно уменьшить размеры и вес генераторов. Частота вращения – от 100 до 300 об/мин Напряжение – от 6 до 100 Вольт Редкоземе́льные магни́ты — сильные постоянные магниты, сделанные из сплавов редкоземельных элементов. Наиболее часто используемыми редкоземельными металлами, применяемыми в магнитах, являются неодим и самарий. Существует большое количество смесей и сплавов с использованием этих элементов, но наиболее часто используются сплавы Nd-Fe-B и Sm-Co Самодельный генератор на постоянных магнитах (на основе втулки велосипедного колеса) ПРОБЛЕМЫ - Материал (железо, провод, магниты, …) - Инструмент (фрезер по металлу, токарный станок) - Помещение для работы. - Измерительные приборы. - Недостаточные знания по электрофизике, механике.
