Проекты

Внедрение альтернативных источников энергии на примере метрополитена

Работа победителя конкурса проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Энергия будущего. Цифровая энергетика» среди работ учащихся 7−9 классов

Направление работы: Инженеры
Авторы работы: ГБОУ Цифровая школа
Предметы: Физика
Классы: 9 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» 2021 года

Актуальность

Использование альтернативных источников энергии очень важно для общества, поскольку это может предотвратить возможные энергетические и экологические кризисы. Электроэнергию необходимо экономить ввиду того, что её потребление с каждым годом растёт, и сохраняются высокие выбросы в окружающую среду. Кроме того, запасы энергетического сырья исчерпаемы. Именно поэтому сейчас крайне необходима разработка альтернативных источников энергии.

Цель

Внедрение нового источника электроэнергии и получение дешёвого энергоресурса путём преобразования механической энергии в электрическую энергию новым и доступным способом при открытии и закрытии входных дверей в метро, накопление ресурса для дальнейшего использования метрополитеном.

Задачи

1. Изучить необходимую для реализации проекта литературу.

2. Сравнить возможные варианты создания альтернативного источника энергии.

3. Разработать конструкцию.

4. Получить необходимые компоненты.

5. Собрать конструкцию.

6. Провести тестирование.

7. Сделать вывод о перспективах альтернативного источника энергии и продумать дальнейшее развитие проекта.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

· Arduino UNO

· Резисторы номиналом 10 кОм

· Мотор-редуктор

· Диодный мост

· Конденсатор

· DC-DC-преобразователь

· BMS-модуль

· Литий-ионные аккумуляторы

· USB-стабилизатор

· USB-счётчик

· Светодиоды

· Провода

· Макетная плата

· Шестерёнки

· Мебельный щит ламинированная ДСП

· Набор гаек и шайб

Описание

Автором была проведена работа по созданию альтернативного источника энергии, а также предложено практическое применение механизма такого источника в жизни на примере макета входной двери метрополитена.

На первом этапе был выполнен анализ мировой практики по использованию данного вида источников. Существует некоторое количество вариантов применения подобного механизма, но такое применение не носит массовый характер и используется точечно как «дверь-накопитель энергии», например, в кафе в Нидерландах.

На основе анализа были сделаны выводы о возможности массового использования источника по следующим причинам: низкие финансовые затраты и экологичность. Отсутствие негативного влияния на окружающую среду подтверждается тем, что устройство не требует использования загрязняющих атмосферу источников энергии, имеет низкие эксплуатационные расходы и работает с учётом принципа использования возобновляемой энергии.

На втором этапе был подготовлен эскиз макета двери, закуплены необходимые материалы и осуществлена сборка конструкции.

На третьем этапе было выполнено тестирование макета двери.

Результаты работы/выводы

По итогам работы получен универсальный и встраиваемый под любые входные двери метрополитена механизм, получающий из механической энергии электрическую энергию оригинальным способом и обладающий свойством её накопления. Указанный способ подходит для получения энергии без использования невозобновляемых природных ресурсов, а сам механизм отвечает критерию экологичности и не требует больших финансовых затрат при производстве.

Перспективы использования результатов работы

Созданное устройство может применяться в местах с высоким пассажиропотоком, в том числе метро, аэропортах, железнодорожных вокзалах. Автор планирует усовершенствовать механизм и внедрить его использование в метрополитене города Москвы.

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

Открытая городская научно-практическая конференция «Наука для жизни» 2020 года, секция «Управление глобальными вызовами» – призёр.

Мнение автора

«Наше изобретение позволит снизить разрушающее воздействие добычи и использования природных ресурсов на планету.

Проект «Инженерный класс в московской школе» является важной составляющей для всестороннего развития школьника, так как он даёт возможность заниматься научно-исследовательскими проектами не только в теории, но и на практике.

Конференция «Инженеры будущего» объединяет всех ребят, которые стремятся к новым знаниям и открытиям»