Проекты

Ветрогенератор

Работа победителя открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Информационные технологии, моделирование, прототипирование, прикладная математика, социальный инжиниринг» среди групповых работ учащихся 7−9 классов

Направление работы: Энергетика
Авторы работы: ГБОУ Школа № 2086
Предметы: Физика, Математика, Информатика
Классы: 9 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» 16−17 апреля 2018 года

Описание

В ходе реализации проекта была спроектирована и изготовлена ветроэлектрическая установка (ВЭУ) – ветрогенератор «Ветерок – 18» – устройство для преобразования кинетической энергии ветрового потока в механическую энергию вращения ротора с последующим ее преобразованием в электрическую энергию.

Установка решает проблему загрязнения окружающей среды, которое происходит в ходе эксплуатации электростанций, работающих на каменном угле, нефти или природном газе.

Классический ветрогенератор обычно состоит из трёх лопастей, передачи, электрогенератора и системы слежения за силой ветра (анемометра). Ветер создает вращение центрального вала, которое передается на индукционный электрогенератор.

Результаты технических испытаний:

  1. При расстоянии 0,8 см от магнитов до статора мощность ветрогенератора составила около 1 Вт.
  2. При расстоянии 2−3 мм от магнитов до статора мощность составила 36 Вт, при напряжении без нагрузки – 21 Вт.
  3. Сила тока короткого замыкания – 1,7 А.
  4. Скорость вращения роторов – 1200 об/мин.

Для того чтобы повысить и стабилизировать напряжение, было решено использовать трансформатор. Чтобы устройство зажгло 100 светодиодов, подключенных последовательно, необходимо получить выходное напряжение около 180 V при токе 15−20 мА. Следовательно, нужно использовать повышающий трансформатор с коэффициентом трансформации 15 – 20.

Цель

Спроектировать и изготовить опытный образец бытового ветрогенератора.

Результаты

  • Собран работоспособный бытовой ветрогенератор.
  • Проведены полевые испытания и получены результаты экспериментов.

Оснащение и оборудование, использованное в работе

  1. Статор:
    • обмотка: медная проволока диаметром 0,6 мм, 18 штук по 60 витков,
    • корпус: эпоксидная смола.
  2. Ротор:
    • металлические диски диаметром 120 мм,
    • неодимовые магниты, закрепленные на клей Poxipol,
    • металлическая ось,
    • шайбы,
    • подшипники
  3. Корпус генератора:
    • фанера 10 мм,
    • болты М4 70 мм.
  4. Электронная часть:
    • диодный мост,
    • трансформатор
  5. Флюгер:
    • фанера 6 мм.
  6. Стойка:
    • брус 2х3 мм,
    • опорный подшипник с осью.

Награды/достижения

Московский городской конкурс исследовательских и проектных работ обучающихся в 2017−2018 учебном году (инженерное направление)

Межрегиональный этап – диплом 1-й степени

Московский городской конкурс исследовательских и проектных работ обучающихся в 2017−2018 учебном году (инженерное направление)

Городской этап – диплом 2-й степени.

Перспективы развития результатов работы

Бытовой ветрогенератор «Ветерок – 18» может быть использован на приусадебных участках, в небольших фермерских хозяйствах.

Работа будет продолжена: авторы планируют создать автономную электроэнергетическую мини-систему, которая позволит дополнить энергию ветра энергией солнечных батарей.

Особое мнение

«Проект “Инженерный класс в московской школе” − это реальная возможность попробовать себя в роли инженера-проектировщика и вероятность работать совместно с настоящими учеными-практиками. Участвуя в конференции “Инженеры будущего”, мы получили опыт публичных выступлений, опыт ведения дискуссии, познакомились и подружились с другими участниками конференции»