Презентация лаборатории поиска новых

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.