3ο Γυμνάσιο Ρεθύμνου Ομάδα Faraday : Χριστοδουλάκης Βενιζέλος Μαγκούτας Λευτέρης Καφούρος Ιωάννης Ιωαννίδης Αλέξανδρος Φορητή Μονάδα Υδροηλεκτρικής Παραγωγής
Σκοπός της έρευνας Μελέτη υδροηλεκτρικής ενέργειας και αξιοποίησή της ως λύση για την κλιματική αλλαγή. Κατασκευή πρότυπης υδρογεννήτριας με σκοπό την μελέτη της απόκρισής της
Αύξηση διοξειδίου του άνθρακα 1870 1987 2013 290 ppm 350 ppm 400 ppm *ppm: parts per million (μτφρ. αναλογίες της τάξεως του εκατομμυριοστού)
Παγκόσμια παραγωγή ενέργειας Πηγές ενέργειας Πετρέλαιο Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας Βιομάζα Βιοθερμότητα Εθανόλη 19% Κάρβουνο Φυσικό αέριο 23% Βιοντίζελ Βιοενέργεια Υδροενέργεια Πυρινική ενέργεια Άνεμος Ανανεώσιμες Ηλιακή Γεωθερμική Ωκεάνια ενέργεια
Η άποψη του κόσμου 120 100 80 97 93 91 80 60 48 40 38 20 0
Μετατροπές ενέργειας σε μια υδρογεννήτρια ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΝΕΡΟΥ ΛΙΜΝΩΝ ΛΟΓΩ ΥΨΟΥΣ ή ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΝΕΡΟΥ ΠΟΤΑΜΩΝ ΛΟΓΩ ΡΟΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΠΕΡΙΣΤΡΟΦΗΣ ΑΞΟΝΑ ΦΤΕΡΩΤΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΜΕ ΤΗ ΒΟΗΘΕΙΑ ΥΔΡΟΣΤΡΟΒΙΛΩΝ
Νόμος Faraday
Περιστρεφόμενο πηνίο μέσα σε μαγνητικό πεδίο
Αρχικοί πειραματισμοί Έγινε προσπάθεια κατασκευής τροχού από πλαστικό κύλινδρο.
Λόγοι απόρριψης της αρχικής κατασκευής Δυσκολία στην σύνθεση υλικών της κατασκευής. Προβληματισμός για την ακρίβεια τοποθέτησης πτερυγίων φτερωτής
Γεννήτρια η οποία δουλεύει με ελεγχόμενη ροή νερού. Πρότυπη υδρογεννήτρια
Υλικά κατασκευής Μεταχειρισμένη ρόδα ποδηλάτου Δύο αντλίες νερού 1000W και 1100W
Υλικά κατασκευής Μεταχειρισμένος κινητήρας μοτοποδηλάτου Ταχύμετρο
Υλικά κατασκευής 2 ακροφύσια 16 κουτάλια
Υλικά κατασκευής 2 λάστιχα κήπου Plexiglass 90x10 cm (4) και 90x90 cm (2)
Όργανα μέτρησης Βολτόμετρο Αμπερόμετρο Αντίσταση (47Ω)
Περιμετρική τοποθέτηση 16 κουταλιών. Τοποθέτηση του τροχού στο κατάλληλο ύψος.
Οι δύο αντλίες μέσα στον κουβά.
Τοποθέτηση plexi-glass για την στεγανοποίη ση της κατασκευής.
Μέτρηση διαστάσεων ρόδας και βίδωμα του plexiglass Διαδικασία κατασκευής της υδρογεννήτριας
Συγκόλληση plexiglass με θερμόκολλα Διαδικασία κατασκευής της υδρογεννήτριας
Συγκόλληση και βίδωμα του plexiglass Διαδικασία κατασκευής της υδρογεννήτριας
Ολοκλήρωση της εργασίας
Τελικό αποτέλεσμα
Δυσκολίες κατά τη διάρκεια της κατασκευής Συγκόλληση άξονα ρόδας-μοτέρ Μη αρθροιστική λειτουργία των αντλιών νερού Βλάβη μοτέρ Δυσκολία στη συγκόλληση του plexiglass Σταθεροποίηση μοτέρ Δυσκολία εύρεσης υλικών
Πρόβλημα Λύση
Οριοθέτηση Μεταβολή τάσης (Volt) και έντασης ρεύματος (mα) σε συνάρτηση της παροχής του νερού (lt/sec) και του ρυθμού περιστροφής του τροχού σε rpm (row per minutes - στροφές ανά λεπτό).
ΤΑΣΗ (Volt) Σχέση στροφών ανά λεπτό - τάσης ΣΤΡΟΦΕΣ ΑΝΑ ΛΕΠΤΟ (rpm)
ΕΝΤΑΣΗ (mα) Σχέση στροφών ανά λεπτο - έντασης ΣΤΡΟΦΕΣ ΑΝΑ ΛΕΠΤΟ (rpm) *σε αντιστάτη 48Ω
ΕΝΤΑΣΗ (ma) Σχέση ταχύτητας περιστροφής ρόδας στροφών ανά λεπτό ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΠΕΡΙΣΤΡΟΦΗΣ (km/h) *σε αντιστάτη 48Ω
ΤΑΣΗ (Volt) Σχέση ταχύτητας περιστροφής ρόδας - τάσης ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΠΕΡΙΣΤΡΟΦΗΣ (Km/h)
ΙΣXΥΣ (Watt) Σχέση στροφών ανά λεπτό - ισχύος ΣΤΡΟΦΕΣ ΑΝΑ ΛΕΠΤΟ (rmp) *σε αντιστάτη 48Ω
Συμπεράσματα 1. Η σχέση των μεταβλητών είναι αναλογική. Αύξηση ρυθμού περιστροφής της ρόδας οδηγεί σε αύξηση της τάσης και της έντασης. 2. Το όριο της τάσης του μοτέρ (1,4 V) λόγω βλάβης του δε μας επέτρεψε να υπολογίσουμε απόδοση της κατασκευής.
Προτάσεις για συμπληρωματική έρευνα στο μέλλον Χρήση διαφορετικού μοτέρ Χρήση γραναζιών Χρήση ρόδας διαφορετικής διαμέτρου Αλλαγή αριθμού πτερυγίων Αλλαγή σχήματος πτερυγίων
Βιβλιογραφία WWF Ελλάς σε συνεργασία με το Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών, με τίτλο «Το αύριο της Ελλάδας» 2013 Κέντρο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας«Συστήματα συμπαραγωγής και κλιματική αλλαγή» 2009 IPSOS Research Company 2011 Energy Information Administration: International energy data and analysis 2012 Ηλεκτρομαγνητική τάση. Φυσική Β Λυκείου 2010 Electromagnetic induction www.schoolphysics.co.uk