Проект ученика 3 класса Щедрина Никиты. " Альтернативные возобновляемые источники энергии.�Энергия ветра и энергия солнца."

Альтернативные возобновляемые источники энергии. Энергия ветра и энергия солнца

Проект ученика 3-В класса МОУ школа №13

Щедрина Никиты

Руководитель:

Гусева Светлана Сергеевна

Цель и задачи проекта

• Изучить и понять способы и механизмы получения электрической энергии из возобновляемых природных источников энергии таких как сила ветра и энергия солнца.
• Собрать экспериментальную ветряную установку для получения электрической энергии из силы ветра. Объяснить принцип действия ветряной установки.
• Подтвердить экспериментально возможность получения электрической энергии с помощью модели ветряной установки.
• Собрать модель электромобиля на солнечных батареях. Объяснить принцип действия электромобиля на солнечной батарее.
• Подтвердить экспериментально возможность использования солнечных батарей для питания электродвигателя электромобиля.
• Определить преимущества и недостатки альтернативных возобновляемых источников энергии.
• Сделать выводы.

Источники энергии

Традиционные невозобновляемые источники энергии - 98%

• Тепловая энергетика, тепловые электростанции ТЭС используют нефть, газ, уголь Атомная энергетика, атомные электростанции АЭС используют уран Гидроэнергетика, гидроэлектростации ГЭС – используют силу воды пресных рек
• Тепловая энергетика, тепловые электростанции ТЭС используют нефть, газ, уголь
• Атомная энергетика, атомные электростанции АЭС используют уран
• Гидроэнергетика, гидроэлектростации ГЭС – используют силу воды пресных рек

Альтернативные возобновляемые источники энергии - 2%

• Ветроэнергетика, ветряные электростанции Солнечная энергетика, солнечные батареи Приливная гидроэнергетика, приливные электростанции Геотермальная энергетика, тепло земли Биоэнергетика, энергия биомасс
• Ветроэнергетика, ветряные электростанции
• Солнечная энергетика, солнечные батареи
• Приливная гидроэнергетика, приливные электростанции
• Геотермальная энергетика, тепло земли
• Биоэнергетика, энергия биомасс

Энергия ветра

С появлением ремесленников, возникли первые ветряные двигатели. На сегодняшний день следы первых ветряных агрегатов ведут нас в восточные страны - древний Китай и Египет. Именно в Египте обнаружены первые мельницы, возраст которых более 2000лет.

Первые парусники представляли собой лодку, на которой был укреплен шест с натянутым холстом, который и ловил ветер, перемещавший парусник.

Модель экспериментальной ветряной установки

Общая схема и конструкция

• Редуктор
• Лампочка
• Задняя часть корпуса редуктора
• Передняя часть корпуса редуктора
• Поворотный механизм
• Контакты и провода к электрогенератору
• Электрогенератор постоянного тока
• Пропеллер
• Стабилизатор
• Основание ветряной установки

Принцип действия

В основе работы электрогенератора лежит явление электромагнитной индукции открытой физиком Майклом Фарадеем в 1831 году.

Электромагнитная индукция - явление возникновения электрического тока в замкнутом проводнике при изменении магнитного потока ,проходящего через него.

Проще говоря, если замкнутый проводник перемещать в магнитном поле, то в нем возникнет электрический ток.

Ветер вращает пропеллер, закрепленный на валу электрогенератора. Вал пропеллера связан с ротором генератора. При вращении ротора генератора между двумя магнитами, в проводнике обмотки ротора возникает электрический ток. Обмотка подключена к электрической лампочке. Лампочка загорается.

Энергия солнца

Солнце – это главный источник энергии, тепла и света. Количество солнечной энергии, падающей на поверхность Земли за неделю превышает энергию мировых запасов нефти, газа, угля и урана вместе взятых.

Фотоэффект

В основу получения электрической энергии из солнечной энергии лежит явление фотоэффекта .

Явление фотоэффекта , представляющее собой излучение электронов под воздействием солнечного света.

Это явление было впервые замечено еще в 1839 году Анри Беккерелем.

Солнечная батарея состоит из двух кремниевых пластин. На одной пластине скапливается больше отрицательно заряженных электронов ( - ), а на другой соответственно больше положительно заряженных дырок ( + ).

Под действием частиц света фотонов электроны и дырки начинают от середины перемещаться к краям пластинок, возникает электрический ток.

Модель электромобиля на солнечных батареях

Общая схема и конструкция

• Электродвигатель с червячной шестернёй
• Корпус электродвигателя
• Свободная ось с колесами
• Ведущая ось с колесами
• Детали поворота и ориентации солнечной батареи
• Отражатели света для фотоэлемента
• Фотоэлемент солнечной батареи
• Поворотный механизм
• Рама с редуктором

Принцип действия

Электрический ток возникает в солнечной батарее в результате явления фотоэффекта , затем ток проходит по замкнутому проводнику обмотки двигателя, которая находится в магнитном поле двух магнитов. В результате явления электромагнитной индукции на проводник обмотки действует движущая сила и он начинает вращаться вместе с валом на котором закреплен. Затем от вала двигателя вращение через редуктор передается на колеса автомобиля.

Солнечная энергия в народном хозяйстве

Преимущества и недостатки альтернативных возобновляемых источников энергии

Плюсы

Энергия силы ветра

Минусы

• Энергия ветра не производит никакого загрязнения окружающей среды, так как ветер является возобновляемым источником энергии.
• Ветровые электростанции могут быть построены вдоль береговой линии и в зонах сильных ветров.

Солнечная энергия

• Энергия ветра является прерывистой. Если скорость ветра уменьшается, движение турбины замедляется и энергии вырабатывается меньше.
• Большие ветровые электростанции могут занимать обширные территории и площади.
• Сложность в обслуживании ветряных установок из-за их большого количества.

• Солнечная энергия является возобновляемым ресурсом. До тех пор, пока солнце существует, его энергия будет достигать Земли.
• Солнечная энергетика не загрязняет ни воды, ни воздуха, потому что нет никакой химической реакции, в результате сжигания топлива.
• Солнечная энергия может использоваться очень эффективно для практических применений, таких как отопление и освещение.

• Солнечная энергия не вырабатывается если Солнце не светит. Ночные и пасмурные дни серьезно ограничат количество энергии.
• Солнечные электростанции могут быть очень дорогими из-за высокой стоимости солнечных батарей. Процесс получения чистого кремния очень дорог.

Выводы и результаты

• Использование альтернативных возобновляемых источников энергии, таких как сила ветра и энергия солнца, сохраняют окружающую среду от загрязнения.

• Экспериментально подтверждена возможность использования силы ветра для генерации электрического тока.

• Экспериментально подтверждено использование солнечных батарей для различных транспортных средств, в качестве экологически-чистого источника энергии.