Разработка по робототехнике

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение дополнительного образования «Центр творчества и досуга»

Республиканская Выставка-конкурс «Технотворчество-2023»

Номинация: «Современная энергетика»

Работа

Ветряная электростанция «Зеленый робот»

Выполнили:

Шемчук Марк,

Мелехов Артем ,

МБОУ ДО «Центр творчества и досуга»

Руководитель: педагог-

организатор Колодина О.Н.

г. Черногорск

2023 г.

Оглавление

1. Введение 3

2. Основная часть 4-5

3. Заключение 5

4. Список литературы 5

1. Введение

В настоящее время происходит поиск новых источников энергии. Есть ограничения по запасам нефти и газа. Не решается проблема по добыче природных ресурсов, запасы полезных ископаемых с большой скоростью сводятся к нулю, и их переработка, получение электроэнергии не оказывает положительно влияние на экологию, наоборот состояние экологии только ухудшается. Исходя из этого, возникают проблемы поиска альтернативных источников энергии, среди них можно отметить ветряные двигатели. Ветряные мельницы использовали уже очень давно в Древнем Египте и Китае. Ученые находили рядом с рекой Нил остатки каменных мельниц II-I вв. до н. э. Такие мельницы назывались барабанными мельницами. Формировалось колесо, содержащее широкие лопасти. Оси были параллельными. Конструкция ставилась в специальный ящик таким образом, чтобы часть колеса с лопастями была доступна ветру. Когда ветер дул, то происходило вращение колеса, и, соответственно, перемалывание зерна.

В VII в. н.э. персы придумали мельницу, у которой были крылья. Потом эти мельницы возникли в Европе и на Руси, а потом уже в XIII в. были известны в Англии, Голландии и Дании. Мельницы люди применяли для самых разных задач. В России перед Великой Октябрьской революцией существовало почти 250 тыс. ветряных мельниц. Их общая мощность достигала примерно 370 МВт, а мощность всех электростанций царской России была чуть больше 1000 МВт [1, 2].

Циклические ветряные двигатели могут обеспечить полезную работу, тогда, когда они находятся на одном месте. Осуществляется движение рабочих элементов, которые на основе действия потока воздуха двигаются по замкнутой траектории, при этом они совершают циклические движения.

Такой вид ветряных двигателей представляет определенный интерес, так как он может применяться не только для движения транспортных средств, когда возникает механический вид энергии, но и для получения электрической энергии. Ветряная электростанция - установка, преобразующая кинетическую энергию ветра в электрическую энергию. Состоит она из ветродвигателя, генератора электрического тока, автоматического устройства управления работой ветродвигателя и генератора, сооружений для их установки и обслуживания.

Принцип действия ветряных электростанций прост: ветер крутит лопасти ветряка, приводя в движение вал электрогенератора. Генератор в свою очередь вырабатывает электрическую энергию.

1. Основная часть

   1. Цели и задачи

Цель проекта – создать модель ветряной электростанции.

Задачи:

• изучить историю ветряных электростанций;

• изучить элементы ветряной электростанций;

• собрать модель;

• написать программу в приложении Lego WeDo

Конструкция изделия:

Для модели мы выбрали станцию с горизонтальной осью вращения – наиболее распространенный тип ветроустановок, в которых ведущий вал ротора расположен горизонтально относительно земли. Ветрогенератор такого типа имеет две-три лопасти, установленные на вершине установки. Количество лопастей в колесе мельницы варьируют от одной до пятидесяти. Ветряки с большим количеством лопастей обычно работают при низких скоростях вращения, в отличие от ветряков с малым количеством лопастей (две-три), которые должны вращаться с высокой скоростью, чтобы максимально "охватить" ветровые потоки, проходящие через площадь ротора. Стартовая скорость ветра ( от 3 м/сек) и номинальная (11-1 5м/сек), что приемлемо для Хакасии, где в Абакане ср. скорость 3,3 м / с)

Для сборки модели использовали Перворобот Lego WeDo – базовый конструктор из робототехнических решений компании LEGO, который позволяет конструировать сложные модели

 Конструкция модели:

- два мотора, для механизма ветрогенератора;

- -коммутатор, который будет хранить и выполнять программы;

- детали, для придания конструкции законченного вида.

Технология изготовления:

а) подбор необходимых деталей для модели

б) сборка модели

в) монтаж изделия

г)написание программы

г) испытание изделия

1. Программа

1. Пуск

2 Задание включения мотора с определенной мощностью

3. Передача на экран показателя мощности

Экономическое обоснование проекта

Наша модель экономически выгодна. Экономия от сооружения данной станции будет определяться экономией топлива на действующих электростанциях энергосистемы, выработку электроэнергии на которых заместит ветроэнергоустановка.

Экологическая оценка проекта

Безопасность и экологичность (нет вредных выбросов в атмосферу), а также неисчерпаемость (в отличие от нефти, газа или угля)

Востребованность: модель может быть востребована как иллюстрационный материал в школе, при изучении темы «Виды электростанций». Сами ветряные станции могут быть использованы в небольших хозяйствах, частных владениях.

1. Заключение

При работе над моделью ветряной станции, мы изучили историю создания таких станций, принцип работы, устройство, экологическая и экономическая выгода ветряной энергетики. При сборке модели ветряной станции были использованы детали конструктора.

В дальнейшем мы планируем создать модель гидроэлектростанции. Тема энергетики нас увлекла, будем дальше изучать различные источники энергии..

4.Список используемой литературы

1. Ветряные двигатели как источники для получения энергии - https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=33906

2. Экономическая эффективность развития ветроэнергетики – https://cyberleninka.ru/article/n/ekonomicheskaya-effektivnost-razvitiya-vetroenergetiki

6