Проекты

Ветер: бесплатная энергия вокруг нас

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Приборостроение, микроэлектроника, схемотехника» среди работ учащихся 10−11 классов

Направление работы: Физика, Электроэнергетика
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1231
Предметы: Физика, География, Черчение
Классы: 10 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» 18−20 апреля 2019 года

Актуальность

Современный мир невозможен без электричества. Для его выработки используются исчерпаемые источники энергии, что приводит к преждевременной утрате природных ресурсов и вредит экологии. Помимо исчерпаемых источников энергии люди стали чаще обращаться к неисчерпаемым, таким как энергия солнца или ветра.

В России есть регионы с благоприятными условиями для использования неисчерпаемых источников энергии. А в условиях постоянно растущих цен на электричество собственный стабильный независимый источник электроэнергии мог бы не только благоприятно повлиять на экологическую обстановку, но и помочь сохранить бюджет.

Проблема заключается в высоких затратах частных лиц на электроэнергию, получаемую от электростанций, работающих на исчерпаемых источниках энергии, и их губительном влиянии на окружающую среду.

Целью

Разработка ветрогенератора в качестве автономного источника электроэнергии для использования частными лицами в некоторых субъектах Российской Федерации.

Задачи

Изучение принципа работы ветрогенератора.

Анализ ветра для выявления оптимальных мест использования.

Подготовка чертежей для макетов дома и ветрогенератора.

Конструирование макета ветрогенератора.

Подготовка деталей для макетов дома и ветрогенератора.

Сборка макета дома.

Описание

Использование ветрогенератора не загрязняет окружающую среду – производство энергии из ветра не приводит к выбросам вредных веществ в атмосферу или образованию отходов.

Ресурсы ветрогенераторов фактически бесконечны: пока на планете имеется атмосфера и светит Солнце, будет и движение воздушных масс, которое можно использовать для получения энергии.

Установка ветрогенератора даёт возможность обеспечить дом или предприятие надёжным электроснабжением.

Этапы работы

  1. Изучение теоретического материала;
  2. Подготовка чертежей для макета дома и ветрогенератора и их конструирование;
  3. Проведение эксперимента.

Методы исследования

Была построена модель дома, работающего на ветроэнергии, и собран небольшой ветрогенератор с устройством, способным вызывать волнения ветра. При создании моделей и макетов были использованы такие материалы, как металлические уголки, шурупы, светодиоды, провода, клей и пластик ПВХ.

Чтобы определить наиболее подходящие области для использования ветрогенератора, была составлена сравнительная таблица областей и регионов РФ с указанием средней скорости ветра для каждого из них.

По данным сравнительной таблицы был сделан вывод, что Краснодарский край и Петропавловск-Камчатский – наиболее оптимальные места для установки и использования ветрогенераторов.

Результат

Выводы по применению ветрогенератора:

  • Ветрогенератор позволяет экономно использовать электроэнергию, так как при его работе время от времени образуется больше энергии, чем тратится.
  • Неистраченную электроэнергию можно либо хранить в аккумуляторах для дальнейшего использования, либо выбрасывать в сеть, делясь энергией с соседями.
  • Устанавливать ветрогенератор следует под определённым углом против направления ветра, чтобы лопасти вращались быстрее и вырабатывали как можно больше электроэнергии.

Оснащение и оборудование

При создании моделей и макетов были использованы такие материалы, как металлические уголки, шурупы, светодиоды, провода, клей и пластик ПВХ.

Оборудование: паяльник, дрель, клеевой пистолет, ножовка, отвёртка.

Перспективы использования результатов работы

  • Усовершенствование устройства ветрогенератора для более эффективного получения энергии.
  • Строительство ветропарков в местах с высокой ветровой нагрузкой и дальнейшей транспортировкой электроэнергии потребителю.
  • Выявление возможных проблем при использовании ветрогенератора в период низких температур и поиск их решений.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

Практическая работа осуществлялась с сентября 2018 года по январь 2019 в РТУ МИРЭА. В ходе практической деятельности использовалась материально-техническая база университета.

Особое мнение

«Мы работали над весьма интересным проектом, решали важные задачи. Каждый из нас справился со своей работой, подробно изучил тему ветроэнергетики и научился работать в команде.

Участие в конференции «Инженеры будущего» дало возможность получить массу ценного опыта, который, несомненно, понадобится нам в будущем»