Проекты

Использование солнечных панелей в качестве альтернативного источника энергии в школе

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Умная школа» среди работ учащихся 10−11 классов

Направление работы: Приборостроение, Альтернативная энергетика
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1558 имени Росалии де Кастро
Предметы: Физика, Информатика
Классы: 11 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» 18−20 апреля 2019 года

Принцип работы солнечной батареи очень прост, он заключается в эффекте полупроводников. При нагревании фотоэлемента электроны из атомов кремния высвобождаются, их захватывают атомы нижней пластины солнечной панели. После чего электроны стремятся вернуться в своё первоначальное положение и двигаются по соединительным проводам с нижней пластины в верхнюю, отдавая свою энергию на зарядку аккумуляторов.

Цель

Разработать систему для зарядки телефонов от альтернативного источника энергии − солнечной батареи, данные и наработки которой в будущем могут быть использованы для создания системы регулирования освещённости и защиты от перегрева кабинетов, а также определить, в школах каких регионов России это решение будет наиболее эффективно.

Задачи

  • Создать работающий прототип модели установки.
  • Изучить особенности получения энергии при использовании солнечных батарей.
  • Изучить опыт других по созданию моделей альтернативных источников для получения энергии.
  • Определить условия эффективного применения разработанной установки.
  • Определить направления дальнейшего совершенствования разработанного устройства.

Описание

В данном случае фотоэлемент улавливает солнечную энергию и генерирует ток, который заряжает сначала аккумулятор, а потом и само мобильное устройство.

Главная особенность использования установки на солнечных батареях – это отсутствие необходимости её питания от розетки и возможность размещения в любом удобном месте, освещённом солнцем.

Описание системы

Система представляет собой солнечную батарею на автоматически поворачивающемся креплении, подключённую к аккумулятору, от которого можно заряжать другие устройства. Поворотная основа требуется для сохранения перпендикулярного положения батареи относительно солнца, чтобы выдаваемая ею мощность была максимальна. Она поворачивается с заданной скоростью в течение дня, а именно пол-оборота за 12 часов посредством 12 поворотов на 15 градусов.

Параллельно с инженерной частью проекта авторы изучили географо-экологические особенности некоторых регионов России для прогнозирования эффективности сконструированной установки.

Результат

Проанализировав погодные условия, авторы решили протестировать установку в городе Кисловодск. Связались с директором одной из школ и договорились о проведении испытания системы на их базе. После этого планируется проведение дополнительных тестов в своей школе. Также составили первую версию концепта для дальнейшего развития проекта.

В условиях Москвы использование системы целесообразно максимум с апреля по октябрь из-за небольшой продолжительности светового дня и меньшего количества солнечных дней.

Оснащение и оборудование

•    Солнечные панели
•    Конструктор «LEGO educational division»
•    Провода
•    Крепления
•    Вольтметр
•    Амперметр
•    Реостат
•    Программное обеспечение
•    ДСП
•    Аккумулятор
•    Солнечная батарея
•    Контроллер
•    АКБ
•    Инвертор