Ηλιακό Αυτοκίνητο Δήμητρα Ευαγγελινίδη 5ο Γυμνάσιο Μυτιλήνης Τμήμα Α1 2014

Transcript

1 Ηλιακό Αυτοκίνητο Δήμητρα Ευαγγελινίδη 5 ο Γυμνάσιο Μυτιλήνης Τμήμα Α1 2014

2 Κεφάλαιο 1. Στην αίθουσα της τεχνολογίας, η ομάδα μας, ασχολήθηκε με την κατασκευή του ηλιακού αυτοκίνητου. Ένα αυτοκίνητο, το οποίο λειτουργεί με την ηλιακή ενέργεια. Καθώς οι ακτίνες του ήλιου πέφτουν πάνω στο φωτοκύτταρο, ο μηχανισμός αρχίζει και λειτουργεί, έτσι το αυτοκίνητο κινείται. Για να φτιάξουμε το αυτοκίνητο χρειαστήκαμε: 1 κομμάτι κόντρα πλακέ. Διαστάσεων: 150*55*6 mm (κομμάτι Α) 1 κορδονάκι, Διαστάσεων: 90*15*15 mm (κομμάτι Β) 1 μηχανισμό κίνησης (κομμάτι Γ) 1 φωτοβολταϊκό στοιχείο (κομμάτι Δ) 1 κομμάτι καλώδιο μήκους 300 mm 4 πλαστικές ρόδες 1 καρφί μήκους 20 mm 2 καρφιά μήκους 30 mm 4 λαμαρινόβιδες 2,2*6,5 mm 2 λαστιχάκια (1,5*1,5*50 mm) 1 μακαρόνι σιλικόνης μήκους 10 mm 1 φύλλο moosgummi, Διαστάσεων: 75*50*0,3 mm 1 χαρτόνι, Διαστάσεων: 100*70 mm

3 Κεφάλαιο 2.

4 Κεφάλαιο 3. Κάρφωσε με το καρφί μήκους 20mm το κομμάτι (Β) (είναι το καδρονάκι διαστάσεων: 90 x 15 x 15 mm) στην θέση του στο κομμάτι (Α) (είναι το κομμάτι κόντρα πλακέ διαστάσεων; 150 x 55 x 6 mm) σύμφωνα με τα σχέδια (ΕΜΠΟΣ ΟΨΗ και ΚΑΤΩ ΟΨΗ). Το καρφί να καρφωθεί από κάτω προς τα πάνω. Για να πετύχουμε να καρφώσουμε το Β στο Α με ακρίβεια στην σωστή θέση εργαζόμαστε ως εξής: α) Στην κάτω πλευρά του Α, τοποθετούμε το Β πάνω στο Α, 10 mm από την άκρη του όπως ακριβώς φαίνεται στο σχήμα (ΚΑΤΩ ΟΨΗ) και πάνω στο Α σχηματίζουμε με μολύβι το περίγραμμα του Β. Στο ορθογώνιο που θα σχηματιστεί φέρνουμε δυο διαγώνιους. Στο σημείο που ενώνονται οι διαγώνιοι θα καρφωθεί ακριβώς το καρφί πάνω στο Α και όταν περάσει, θα συνεχίσουμε να καρφώνουμε πάνω στο Β στο σημείο που περιγράφουμε παραπάνω. β)σε μια μεγάλη πλευρά του Β φέρνουμε δυο διαγώνιους. Στο σημείο που ενώνονται οι διαγώνιοι θα καρφωθεί ακριβώς το καρφί. Το (Β) είναι ο άξονας των εμπρός ροδών και με αυτόν τον τρόπο θα μπορεί να στρέφεται δεξιά κι αριστερά. Από το κάτω μέρος του μηχανισμού κίνησης, εξέχει ένα γρανάζι. Για να μην καταστραφεί όταν θα βιδώσεις τον μηχανισμό στην βάση (Α) της κατασκευής σου, εργάσου ως εξής: Με μια σέγα κόψε κι αφαίρεσε ένα μέρος από το (Α) σύμφωνα με το σχέδιο. Όταν τοποθετήσεις τον μηχανισμό στο (Α), το γρανάζι του θα βρεθεί μέσα στο άνοιγμα και δεν θα εμποδίζεται η περιστροφή του.

5 ΠΡΟΣΕΞΕ: Ο μηχανισμός να βιδωθεί με τις τέσσερις λαμαρινόβιδες 2,2 x 6,5 mm έτσι ώστε το πίσω μέρος του να εφάπτεται με το πίσω μέρος του (Α). Με αυτόν τον τρόπο το γρανάζι εξέχει κάτω από την βάση και δεν εμποδίζεται η περιστροφή του. 3.Χρησιμοποίησε δράπανο (τρυπάνι) σε βάση και με ένα τρυπάνι διαμέτρου Φ 3 mm, κάνε διαμπερής τις τρύπες στήριξης των δύο ροδών. Πέρασε τα δύο καρφιά μήκους 30 mm στις τρύπες αυτών των δύο ροδών και μετά κάρφωσε τα στα πλαϊνά άκρα του άξονα (Β). (Για να βρεις ακριβώς το κέντρο του άξονα (Β) όπου θα καρφωθούν τα καρφιά φέρε δύο διαγώνιους στη διατομή και κάρφωσε κάθετα και με προσοχή στο σημείο τομής τους.) o Σφήνωσε τις άλλες δύο ρόδες στα άκρα του άξονα του μηχανισμού κίνησης. ΠΡΟΣΕΞΕ να μην τις πιέσεις πολύ και ο άξονας τις τρυπήσει! o Από το καλώδιο μήκους 300 mm, κόψε δύο κομμάτια μήκους 150 mm. Αφαίρεσε την πλαστική μόνωση από τα άκρα τους, (κατά 15 και 6 mm), σύμφωνα με το παρακάτω σχέδιο.

6 Κεφάλαιο 4. ΕΝΕΡΓΕΙΑ Υπάρχουν πολλές μορφές ενέργειας, όπως είναι η κινητική, δυναμική, ηλεκτρική, χημική, πυρηνική, θερμική, ηλιακή, αιολική κ.α. Βασικότερες από αυτές είναι η κινητική και η δυναμική ενέργεια εφόσον πάνω σε αυτές στηρίζονται και οι υπόλοιπες μορφές ενέργειας. Η ενέργεια βρίσκεται αποθηκευμένη στις «αποθήκες της ενέργειας» που λέγονται αλλιώς και «πηγές ενέργειας». Ο άνθρωπος παίρνει την ενέργεια από αυτές τις πηγές με σκοπό να τη χρησιμοποιήσει για τις ανάγκες του. Η κυριότερη αποθήκη που τροφοδοτεί με ενέργεια σχεδόν όλες τις άλλες πηγές ενέργειας είναι ο Ήλιος. Χωρίς αυτόν δε θα υπήρχε ζωή στον πλανήτη μας. Πηγές Ενέργειας είναι οι : Ανανεώσιμες και Μη Ανανεώσιμες Μη Ανανεώσιμες ονομάζονται οι πηγές που τα αποθέματά τους εξαντλούνται και είναι από γαιάνθρακες, πετρέλαιο, φυσικό αέριο, πυρηνική ενέργεια. Ανανεώσιμες ονομάζονται οι πηγές που μας τροφοδοτούν συνεχώς με ενέργεια από τη φύση. Αυτές οι πηγές μπορούν να ανανεώσουν την αποθηκευμένη τους ενέργεια πολύ γρήγορα, γι' αυτό λέμε ότι είναι ανεξάντλητες, δηλαδή δεν κινδυνεύουν να εξαντληθούν όπως οι μη ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ηλιακή, αιολική, γεωθερμία, υδροηλεκτρική, ενέργεια κυμάτων-ωκεανών και η βιομάζα).

7 Τα πλεονεκτήματα της ηλιακής ενέργειας Είναι η μοναδική διαθέσιμη ενέργεια παντού και δωρεάν, τα ηλιακά συστήματα λειτουργούν και χωρίς την άμεση ηλιακή ακτινοβολία Απόλυτα ενεργειακά ανεξάρτητη Απόλυτα φιλική προς το περιβάλλον Κάλυψη των εξόδων έως και 50% από τις κρατικές επιδοτήσεις και πλεονεκτικότερα δάνεια Η επένδυση στα ηλιακά συστήματα αυξάνει την αξία της ακίνητης περιουσίας σας η διάρκεια ζωής των συλλεκτών είναι 30 χρόνια, πολύ μεγαλύτερη από τα συμβατικά συστήματα θέρμανσης Η ηλιακή ενέργεια μπορεί σχετικά καλά να χρησιμοποιηθεί όχι μόνο σε περιοχές με ηλιακό φως μακράς περιόδου αλλά και σε περιοχές με μεγαλύτερο υψόμετρο. ΗΛΙΑΚΟ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟ Το 1977 ο Ed Passerini κατασκεύασε το bluebred το πρώτο ολοκληρωμένο ηλιακό όχημα και στη συνέχεια και άλλα μικρά, ελαφρά και σχετικά ελαφρά οχήματα ( κάτω των δολαρίων ). Οι μεγάλες αυτοκινητοβιομηχανίες δε θα μπορούσαν να μείνουν έξω από το παιχνίδι, με τη General Motors, την Ford και την Honda να πρωτοπορούν στη χρηματοδότηση για την κατασκευή ακόμα πιο εξελιγμένων ηλιακών οχημάτων. Η General Motors ξόδεψε 8 εκατ. δολάρια για την κατασκευή του SUM RAUFER CAR, που έχει μήκος 6 μέτρα και πλάτος 2 μέτρα, ύψος 1 μέτρο και βάρος σασί μόλις 6,4 κιλά. Όλος ο σκελετός ζύγιζε λιγότερο από 43 κιλά, ενώ το συνολικό βάρος του οχήματος χωρίς του οδηγό, έφτανε τα 177 κιλά. Η δε ταχύτητα άγγιζε τα 48 χλμ. την ώρα. Το ηλιακό αυτοκίνητο είναι ένα όχημα που κινείται αποκλειστικά με ηλιακή ενέργεια. Το αμάξωμα του πρέπει να είναι αεροδυναμικό και όσο το δυνατό ελαφρύτερο γι αυτό κατασκευάζεται από αλουμίνιο και ανθρακονήματα. Τα φωτοβολταϊκά στοιχεία τοποθετούνται στην οροφή και στο πίσω μέρος του αυτοκινήτου και τροφοδοτούν έναν κινητήρα ειδικού τύπου. Η μέγιστη ισχύς σε συνθήκες μεγάλης ηλιοφάνειας είναι της τάξης του 1KW (1,36Hp). Μπορεί να αναπτύξει ταχύτητα έως 65 Km/h. Το μεγαλύτερο πρόβλημα που αντιμετωπίζει ένα τέτοιο όχημα είναι ότι κινείται μόνο όταν το βλέπει ο ήλιος (μόνο κατά την διάρκεια της ημέρας και σε μη σκιερά μέρη). Τα ηλιακά οχήματα που ενσωματώνουν τους ηλιακούς συλλέκτες διαφέρουν από τα συμβατικά οχήματα (αλλά και από τα περισσότερα ηλιακά που λειτουργούν με φορτιζόμενη μπαταρία) ως προς τις

8 διαστάσεις, το βάρος, τη μέγιστη ταχύτητα και το κόστος. Οι ηλιακοί συλλέκτες λειτουργούν μόνο κατά τη διάρκεια της ημέρας και συγκεντρώνουν μικρό ποσοστό ηλιακής ενέργειας, το οποίο μετατρέπουν σε ακόμα μικρότερο ποσοστό ηλεκτρικής. Μερικά ηλιακά αυτ/τα λειτουργούν με μπαταρίες αργύρου ψευδαργύρου, που πλεονεκτούν σε σχέση με τις παραδοσιακές μπαταρίες, καθώς είναι ελαφρύτερες και πιο αποδοτικές. Κοστίζουν όμως περισσότερο και δεν μπορούν να επαναφορτιστούν πολλές φορές. Όλα αυτά συνεπάγονται χαμηλές επιδόσεις και καθιστούν την πρακτική χρήση των ηλιακών οχημάτων περιορισμένη. Προς το παρόν χρησιμοποιούνται μόνο σε ερευνητικά και εκπαιδευτικά προγράμματα και σε ειδικούς αγώνες ταχύτητας. Το ηλιακό αυτοκίνητο είναι πάρα πολύ καλό για το περιβάλλον, σε σχέση τα αυτοκίνητα πετρελαίου και βενζίνης. Γιατί δεν εκπέμπει καυσαέρια και ούτε σπαταλάει τους ενεργειακούς πόρους. Είναι πολύ οικονομικό κατά την λειτουργία του γιατί δεν χρησιμοποιεί τα ακριβά συμβατικά καύσιμα αλλά την ηλιακή ενέργεια που είναι δωρεάν. Όμως έχει πολύ μεγάλο κόστος αγοράς που κάνει την χρήση του απαγορευτική. Η εξέλιξη του Ηλιακού Αυτοκινήτου Το ηλιακό αυτοκίνητο, έχοντας σημειώσει σημαντικά «άλματα» τα τελευταία χρόνια, εξακολουθεί να βρίσκεται ακόμη σε πιλοτικό στάδιο, αναφορικά με την χρήση του σε μαζικό επίπεδο. Οι αυτοκινητοβιομηχανίες δεν έχουν καταφέρει να πείσουν τους καταναλωτές. Από τότε που δημιουργήθηκε το ηλιακό αυτοκίνητο είναι η καλύτερη λύση για το περιβάλλον αλλά και για την οικονομία. Ίσως γιατί υπάρχουν ακόμα περιθώρια βελτίωσης, δηλαδή η ταχύτητα, η εμφάνιση και το κόστος. Το Ηλιακό Αυτοκίνητο και η σχέση του με το Περιβάλλον Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα του ηλιακού αυτοκινήτου είναι ότι δεν μολύνει το περιβάλλον. Μετά το ποδήλατο, είναι ίσως η καλύτερη λύση για να απαλλαγούμε από την μόλυνση των καυσίμων που χρησιμοποιούνται για την κίνηση των συμβατικών οχημάτων. Επίσης σε ένα συμβατικό αυτοκίνητο υπάρχουν περισσότερα εξαρτήματα από ότι στο ηλιακό που τα πιο πολλά προκαλούν μόλυνση στο περιβάλλον.

9 Κεφάλαιο 5. Ηλιακά στοιχεία: Τα στοιχεία που τροφοδοτούν το πειραματικό ηλιακό αυτοκίνητο δε διαθέτουν κινητά μέλη επομένως χρειάζονται ελάχιστη συντήρηση. Καθένα απ αυτά δίνει τόση ενέργεια όση και η μπαταρία ενός φακού. Τα στοιχεία συνδέονται μεταξύ τους σε σειρά. Με αυτό τον τρόπο, μικρές ηλεκτρικές τάσεις προστίθενται και μας δίνουν μια πολύ μεγαλύτερη. Λειτουργία των ηλιακών στοιχείων: Τα ηλιακά στοιχεία περιέχουν δυο στρώματα πυριτίου μιας ουσίας που αποτελεί τη βάση των μικροτσίπ στα κομπιούτερ. Ορισμένα άτομα στο επάνω στρώμα του πυριτίου έχουν περίσσευμα ενός ηλεκτρονίου στην εξωτερική τους στοιβάδα, ενώ αντίθετα ορισμένα άτομα στο κάτω στρώμα του εμφανίζουν έλλειμμα ενός ηλεκτρονίου. Έτσι μετακινούνται ηλεκτρόνια από το ανώτερο προς το κατώτερο στρώμα, δημιουργώντας ένα θετικό ηλεκτρικό φορτίο στο ανώτερο στρώμα. Όταν λοιπόν εκτεθεί το ηλιακό στοιχείο σε φωτεινή ακτινοβολία, κάποια ηλεκτρόνια του κατώτερου στρώματος έλκονται από το θετικό φορτίο του ανώτερου στρώματος και δημιουργούν ηλεκτρικό ρεύμα.

10 Κεφάλαιο 6. Φυσικά στο ηλιακό αυτοκίνητο το μεγαλύτερο πλεονέκτημα είναι ότι δεν μολύνει το περιβάλλον. Μετά το ποδήλατο, είναι η καλύτερη λύση για απαλλαγούμε από την μόλυνση των καυσίμων που χρησιμοποιούνται για τις μεταφορές. Επίσης σε ένα βενζινοκίνητο αυτοκίνητο υπάρχουν περισσότερα εξαρτήματα από ότι στο ηλιακό που τα πιο πολλά προκαλούν μόλυνση στο περιβάλλον είτε επειδή είναι από πλαστικό είτε από άλλα υλικά που προκαλούν κακό στην ατμόσφαιρα. Αντίθετα στο ηλιακό αυτοκίνητο χρησιμοποιούνται ελάχιστα εξαρτήματα. Το μόνο εξάρτημα που χρησιμοποιείται είναι η μπαταρία που και αυτή είναι ανακυκλώσιμη, όμως θέλει πολύ συχνά αλλαγή. Το αεροδυναμικό του αμάξωμα αποτελείται από ένα ελαφρύ κυψελοειδές αλουμινίο και ενός υλικού από ίνες άνθρακα. Το ηλιακό αυτοκίνητο βοηθάει την οικονομία αφού δεν λειτουργεί με πετρέλαιο ή βενζίνη. Αυτές οι μη ανανεώσιμες πηγές ενέργειας δεν παράγονται στην Ελλάδα, έτσι αναγκαζόμαστε να εισάγουμε καύσιμα από άλλες χώρες. Με αυτόν τον τρόπο επιβαρύνεται το κράτος. Ενώ το ηλιακό αυτοκίνητο χρειάζεται ηλιοφάνεια για να λειτουργήσει που στην χώρα μας είναι αυξημένη. Όμως αν δεν υπάρχει κατανάλωση βενζίνης και πετρελαίου, πολλοί άνθρωποι που δουλέουν σε πρατήρια καυσίμων, θα χάσουν την δουλειά τους και το κράτος δεν θα λαμβάνει ένα σημαντικό ποσό από τον φόρο προστιθέμενης αξίας. Είναι ξεκάθαρο βέβαια, ότι μπροστά στην επιβάρυνση της χώρας από την εισαγωγή καυσίμων, οι ελλείψεις αυτές είναι ασήμαντες. Εξάλλου η μείωση της χρήσης των βενζινοκίνητων αυτοκινήτων έχει αρχίσει να γίνεται υπαρκτή. Επίσης, δεν υπάρχει περίπτωση όλοι οι άνθρωποι να καταργήσουν τα βενζινοκίνητα αυτοκίνητα.

11 Για έναν καταναλωτή το ηλιακό αυτοκίνητο είναι από τις πιο οικονομικές λύσεις, αφού απαλλάσσεται από τα έξοδα των καυσίμων, από το φόρο του κράτους και γιατί έχουν σχεδόν μηδενικές απαιτήσεις συντήρησης.

12 Κεφάλαιο 7 Χάρακας Μέγγενη Πένσα Κατσαβίδι Σφυρί Κολητήρι Ηλεκτρονικό Γιαλόχαρτο Κόφτη Πριονάκι Πινέλο Διαβήτη Μονωτική Ταινία Παλλέτα

13 Κεφάλαιο 8 Υλικό Ποσότητα Τιμή Μον. Μερ.Κόστος Υλικού Κόντρα πλακέ 1 0,6 0,6 Καδρονάκι 1 1,3 1,3 Μηχανισμός Κίνησης Φωτοβολταϊκό Κομμάτι καλώδιο 1 0,2 0,2 Πλαστικές ρόδες 4 0,5 2 Καρφί (20 mm) 1 0,1 0,1 Καρφί (30 mm) 2 0,3 0,6 Λαμαρινόβιδα 4 0,2 0,8 Λαστιχάκι 2 0,1 0,2 Μακαρόνι σιλικόνης 1 0,1 0,1 Φύλλο moosgumi 1 0,5 0,5 Χαρτόνι 1 0,5 0,5 Εργασία Σύνολο Κόστους 51,9

14 Βιβλιογραφία gasia_a/23_iliako_autokinito.pdf a/ a-oxhmata-hliaka.pdf