Изучение информации о ГЭС. Создание макета ГЭС

Актуальность

Актуальность работы заключается в том, что потребление электроэнергии человечеством увеличивается ежегодно, при этом запасы топлива небезграничны. Гидроэлектростанция выгодна экологичностью и возобновляемостью своего источника энергии, а также проста в конструкции и эксплуатации в сравнении с другими видами электростанций.

Цель

Создать макет ГЭС и проверить его работоспособность.

Задачи

1. Изучить научно-техническую литературу о ГЭС.
2. Ознакомиться с принципами работы ГЭС, основными механизмами и их функциями.
3. Обработать информацию для начала практической части проекта.
4. Изготовить макет ГЭС с расчётом его КПД.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

• Персональный компьютер с установленным ПО (Autodesk Invertor)
• 3D-принтер
• Вал
• Ротор с железным сердечником внутри
• Статор с закреплёнными магнитами
• Электрические контакты (щётки)
• Полупроводниковый красный светодиод
• Съёмный корпус

Описание

Авторы изучили научно-техническую литературу о ГЭС, обработали информацию и составили план практической части проекта.

Разработав в Autodesk Inventor рабочее колесо турбины, авторы распечатали его на 3D-принтере. Составив схему прототипа ГЭС (мини- ГЭС), авторы приступили к изготовлению макета ГЭС.

Установили рабочее колесо турбины на вал, присоединили вал к ротору, который вращается в статоре, на котором закреплены постоянные магниты, создающие магнитное поле, взаимодействующее с обмоткой, расположенной на роторе. Далее закрепили электрические контакты и полупроводниковый красный светодиод, загорающийся при появлении электрического тока в цепи, к которой он подключён. Весь механизм авторы разместили в корпусе, он создан для изоляции от воды основной части макета мини-ГЭС.

Последним этапом были измерения, после которых было посчитано значение КПД макета.

Результаты работы/выводы

1. Изучили принципы работы ГЭС.
2. Научились основам проектирования одного из основных элементов станции – рабочего колеса ГЭС в ПО Autodesk Inventor.
3. Ознакомились с научно-технической документацией, регламентирующей принципы работы ГЭС.
4.  На макете подтвердили принципы работы ГЭС.

Перспективы использования результатов работы

1. Создать рабочее колесо, при работе которого КПД макета увеличится (в настоящий момент он равен 40%).
2. Собрать повышающий трансформатор для изменения выходного напряжения в большую сторону.
3. Усовершенствовать конструкцию макета.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

НИУ «МЭИ»

Награды/достижения

Открытая городская научно-практическая конференция «Наука для жизни» – призёр;

Научно-практическая конференция «Спектр» – призёр

Мнение автора

«Мы были рады возможности представить наш проект на Открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего».

Нам понравился уровень организации мероприятия, высококвалифицированное жюри. Мы получили колоссальный опыт представления своего проекта, считаем, это будет стимулом для дальнейших проектов и побед»