Альтернативные источники энергии

Альтернативные источники энергии

Вступление

Здравствуйте, меня зовут Ротахина Анастасия, я учусь в 11 А классе МОУ Лицей №14. Сегодня я хочу представить вам свою проектную работу Альтернативные источники энергии.

Разумное и эффективное использование всех видов энергии, основанное на достижениях научно-технического прогресса, поможет во многих случаях успешно решить энергетические проблемы, стоящие перед обществом в настоящее время, а также обеспечить последующие поколения качественной энергией. Более того, оно позволит предотвратить появление энергетической бедности, которая может возникнуть в энергетически благополучных и даже богатых странах, если последние не сумеют в полной мере обеспечить высокие уровни энергоэффективности и энергосбережения.

Цель работы: выяснить, что такое альтернативные источники энергии, каковы их преимущества и недостатки

Задачи: 

- Систематизировать знания об источниках альтернативной энергии.

- Определить виды источников альтернативной энергии и выявить их характерные черты.

- Сконструировать модель ветрогенератора и с его помощью получить электроэнергию, объяснить принцип работы.

Виды альтернативных источников энергии

К наиболее известным альтернативным источникам энергии относятся: энергия ветра, солнца, морской волны, геотермальная энергия, биотопливо и водород. У каждого такого источника есть как плюсы, так и недостатки. Рассмотрим некоторые из них.

плюсы:

• Неисчерпаемость
• Экобезопасность
• Высокий КПД (солнечная энергия)
• Территория в непосредственной близости может быть полностью использована для сельскохозяйственных целей (энергия ветра)
• Решение проблемы использования отходов (биотопливо)
• Минимальные расходы на эксплуатацию (геотермальная энергия)
• Волновые электростанции могут выполнять защитные функции, путем гашения волн вблизи портовых акваторий и прочей береговой линии

минусы:

• Дорогое оборудование
• Взаимосвязь с погодными условиями
• Занимают обширные территории.
• Малая мощность вырабатываемой энергии

Практическая часть

Ветрогенератор – это один из тех источников энергии, при создании которого не требуется дорогое оборудование, поэтому его несложно собрать даже в домашних условиях.

Цели создания модели ветрогенератора:

• Наиболее подробно и наглядно понять, как устроен настоящий ветрогенератор и каков принцип его работы
• Развитие навыков области приборостроения и моделирования
• Научиться вырабатывать экологически чистую энергию в домашних условиях

 Принцип работы ветрогенератора:

Принцип работы ветрогенератора можно представить следующим образом. Сила ветра приводит в движение лопасти, которые через специальный привод заставляют вращаться ротор. Благодаря наличию статорной обмотки, механическая энергия превращается в электрический ток. Аэродинамические особенности винтов позволяют быстро крутить турбину генератора.

Дальше сила вращения преобразуются в электричество, которое аккумулируется в батарее. Чем сильнее поток воздуха, тем быстрее крутятся лопасти, производя больше энергии. Поскольку работа ветрогенератора основана на максимальном использовании альтернативного источника энергии, одна сторона лопастей имеет закругленную форму, вторая – относительно ровная. Когда воздушный поток проходит по закругленной стороне, создается участок вакуума. Это засасывает лопасть, уводя её в сторону. При этом создается энергия, которая и заставляет раскручиваться лопасти.

Во время своих поворотов винты также вращают ось, соединённую с генераторным ротором. Когда двенадцать магнитиков, закреплённых на роторе, вращаются в статоре, создаётся переменный электрический ток, имеющий такую же частоту, как и в обычных комнатных розетках. Это основной принцип того, как работает ветрогенератор. Переменный ток легко вырабатывать и передавать на большие расстояния, но невозможно аккумулировать (Для этого его нужно преобразовать в постоянный ток. Такую работу выполняет электронная цепь внутри турбины).

Сборка ветрогенератора. Необходимые детали:

• Моторчик от старого магнитофона
• Обратный клапан вентиляции в качестве винта
• Провода
• Изолента
• Пластмассовая пластина для руля направления
• Металлические трубки и дощечка для каркаса
• Вольтметр

Перспективы развития проектной работы

1. Если сделать больше подобных установок, то можно увеличить напряжение (одна установка дает U=2В), следовательно, это приведет к увеличению мощности.   Мощность ветрогенератора зависит от мощности воздушного потока N, определяемой скоростью ветра и ометаемой площадью N=(pSV^3)/2, где V — скорость ветра, p — плотность воздуха, S — ометаемая площадь.
2. Увеличение размера лопастей ветрогенератора приводит к увеличению крутящего момента, что позволяет использовать генератор большей мощности.