Проекты

Ветровой генератор как альтернативный источник электроэнергии в загородном доме

Работа призёра конкурса проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Приборостроение, микроэлектроника и схемотехника» среди работ учащихся 7−9 классов

Направление работы: Инженеры
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1591
Предметы: Физика, Технология
Классы: 7 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» 2021 года

Актуальность

В современном мире любое технологическое изделие можно спокойно купить или заказать в магазине. При выборе на первый план выходят функциональные опции, цифровое оснащение и дизайн изделия. Знание физических основ и понимание принципов работы становится не так важно, хотя это очень полезно и интересно.

Впервые автор столкнулся с пользой применения альтернативных источников энергии, когда находился на даче и внезапно отключили электричество надолго. Сейчас уже не редкость использование бесперебойных источников электропитания с аккумуляторной батареей в частном доме. При этом наличие дополнительных альтернативных источников подзарядки аккумулятора от возобновляемых природных источников (таких как солнце и ветер) повышает нашу энергонезависимость.

Автор решил исследовать данную проблему и создать прибор для генерации электроэнергии с помощью ветра. В результате исследования была выполнена проектная работа «Ветровой генератор как альтернативный источник электроэнергии в загородном доме».

Цель

Изучить физические принципы электромагнитных явлений, создать своими руками прибор – ветровой генератор, который наглядно демонстрирует данные физические принципы.

Задачи

  1. Познакомиться с теорией электромагнитных явлений, используемых при создании генератора.
  2. Исследовать особенности работы генераторов и аккумуляторов, использования данных устройств в цепях переменного и постоянного тока.
  3. Определить устройства, которые можно сделать своими руками.
  4. Выбрать простую и удобную функциональную схему для сборки с учётом наименьших затрат.
  5. Сконструировать и настроить электрогенерирующее устройство.
  6. Продемонстрировать устройства и объяснить принципы слушателям.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Генератор электроэнергии

Описание

Автор познакомился с теорией электромагнитных явлений, используемых при создании генератора. Исследовал особенности работы генераторов и аккумуляторов, использования данных устройств в цепях переменного и постоянного тока.

Автор определил устройство, которое можно сделать своими руками. Выбрал простую и удобную функциональную схему для сборки с учётом наименьших затрат. Сконструировал и настроил ветровой генератор. Продемонстрировал устройство и объяснил его принцип действия слушателям.

 

Использование ветрогенератора в схеме бесперебойного электроснабжения частного дома

В такой схеме уже необходимо использование умного контролёра, который производит переключение между несколькими аккумуляторами на нагрузку (потребление заряда) и зарядку от наиболее эффективного в конкретный момент источника энергии. Без использования аккумуляторов с одним ветрогенератором даже освещение будет работать урывками, в зависимости от порывов ветра. Ветрогенератор в загородном доме можно использовать только как вспомогательный узел для подзарядки аккумуляторов. Его эффективность с точки зрения денежных затрат на изготовление в Московской области неоднозначна.

Результаты работы/выводы

Автор изготовил приборы своими руками.

Самодельные физические приборы наглядно демонстрируют базовые явления школьного курса физики.

При изготовлении самодельных приборов тренируются навыки работы с простейшими инструментами, развиваются логическое мышление и понимание инженерного процесса (изучение теории, проектирование, моделирование, производство, испытания).

Практика изготовления самодельных приборов побуждает в будущем расширять свои научные знания.

В перспективе – изготовление программируемых самодельных приборов с цифровыми интерфейсами ввода-вывода данных.

Перспективы использования результатов работы

В перспективе – изготовление программируемых самодельных приборов с цифровыми интерфейсами ввода-вывода данных.

Награды/достижения (в каких конкурсах и с какими результатами выставлялась ранее эта работа)

XXIX Открытая московская инженерная конференция школьников «Потенциал» – обладатель диплома III степени.

IV Региональная НПК «Первые ступени больших открытий», 2021 – обладатель диплома I степени.

Российское соревнование «ШАГ В БУДУЩЕЕ, ЮНИОР» – обладатель диплома III степени.

Мнение автора о своей работе, проекте «Инженерный класс в московской школе», конференции «Инженеры будущего», пожелания

«Схема ветрогенератора иллюстрирует теоретические материалы исследования, отражает практическую работу по изученной проблеме»