Работа устройства «Умная подсветка

Технический проект
«Умная подсветка»
Выполнила команда
учащихся МБОУ СОШ №4
города Салехард
Цель проекта:
Создать техническую разработку освещения на основе
использования
возобновляемых источников энергии с
возможностью широкого практического применения в быту
Задачи проекта:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Изучить известные возобновляемые источники энергии
Изучить явление электромагнитной индукции для создания
устройства
Решить техническую задачу по созданию устройства.
Решить техническую задачу по обеспечению необходимым
оборудованием и программным обеспечением для создания
устройства.
Собрать устройство «Умная подсветка»
Установить программное обеспечение для различной работы
устройства при различных условиях освещения.
Определить экономическую выгоду от использования
устройства «Умная подсветка» .
Разработать практические рекомендации по использованию
устройства в быту
Обоснование актуальности
проекта
Мировое потребление энергии из
возобновляемых источников
(в % от общего потребления)
25%
21%
20%
15%
18%
17%
2006
2010
10%
5%
0%
2013
Описание новизны проекта
Возобновляемые источники энергии:
• Ветроэнергетика
• Гидроэнергетика
• Энергия приливов и отливов
• Энергия волн
• Энергия солнечного света
• Геотермальная энергия
• Биоэнергетика
Изучен следующий материал:
• Раздел электродинамики «Электромагнитная
индукция», преобразование кинетической
энергии в электрическую.
• Возобновляемые источники энергии,
тенденции мировой энергетики.
• Устройство генератора переменного тока.
• Программы автоматического определения
уровня освещенности в помещении,
программы 3D-графики.
Теоретическое
обоснование
Принцип работы устройства
основан на явлении
электромагнитной индукции
Принцип работы генератора
Практическая часть
проекта
Оборудование
Аккумулятор
необходим для
накопления
электрической энергии
получаемой от
генератора.
Оборудование
Генератор постоянного тока необходим
для превращения механической энергии
лопастей в электрическую энергию.
Оборудование
Вентилятор постоянного тока необходим
для превращения кинетической энергии
движущихся слоев воздуха в кинетическую
энергию лопастей генератора.
Оборудование
Светодиодная лампочка превращает
электрическую энергию в энергию
электромагнитных волн (света) и внутреннюю
энергию (тепло)
Программное обеспечение
• Скриншот программы, определяющей
уровень освещенности
Практическое применение в
квартире
(Ссылка на 3D-модель, которую сделал Дима В. и
путешествие по квартире)
Примеры применения устройства
• Освещение внутри различных построек во
дворе частных домов.
• Ночная подсветка зданий в городах и
поселках.
• Освещение в жилищах, находящихся вдали
от источников энергии – охотничьих
домиках, чумах, палатках и т.п.
• Освещение нежилых зон.
• Мн. др.
Использование иных источников
механической энергии для вращения
вентилятора:
• Использование сквозняков, конвекционных
потоков, вытяжек (например, в
вентиляционных трубах).
• Использование текущей воды (речки,
арыки и т.п.)
• Использование ветряных флюгеров на
крыше.
Преимущество устройства
Энергия
не
напрямую
потребляется
светодиодной лампочкой, а накапливается в
аккумуляторе.
Т.е.
можно
выделить
направление
развития
проекта
как
«Электрическая зарядка аккумуляторов из
возобновляемых источников энергии»
Экономическая
целесообразность
Набор электроприборов,
приведенных в таблице, соответствует количеству приборов для
среднестатистической семьи из 3 человек.
Электроприемник
Сколько электроэнергии потребляет холодильник
Мощность
Среднесуточное время
электроприемника, Количество, шт.
работы, час/сут.
кВт
Месячное
потребление
электроэнергии,
кВт.ч
1
1
2 (с учетом
остановок)
60
0,08
2
5
24
2.1
1
0,57 (4 ч. в неделю)
35.9
2
1
0,25
15
0,15
1
6
24.3
Сколько электроэнергии потребляет пылесос
0,8
1
0,14 (1 ч. в неделю)
3
Сколько электроэнергии потребляет утюг
1.7
1
0,29 (2 ч. в неделю)
14.8
1
1
0,20
6
0,06
15
3
// 72,9
(≈26,9%)
1,5
1
0,5
15
Сколько электроэнергии потребляет телевизор
Сколько электроэнергии потребляет стиральная
машина
Сколько электроэнергии потребляет электрочайник
Сколько электроэнергии потребляет компьютер
Сколько электроэнергии потребляет микроволновая
печь
Сколько электроэнергии потребляет освещение (лампы
накаливания)
Масляный электрообогреватель
ИТОГО
270,9
Расчет экономии для семьи
При стоимости 1 кВт/час = 2,57 руб. - в месяц
семья тратит 696,47 руб. на электричество, в
год 8357,64 руб.
На освещение в среднем затрачивается 27%
от общей суммы, т.е. 188 руб. в месяц и
2256,6 руб. в год.
Если около 10% освещения будет
осуществляться за счет возобновляемых
источников энергии, то экономия семьи в
месяц составит 18,8 руб., в год – 225,6 руб.
Карта мирового потребления энергии
на душу населения
(данные Международного энергетического агентства)
Анализ результатов проделанной
работы
Таким образом:
Создано устройство «Умная подсветка»,
позволяющая на основе использования
энергии движущихся слоев воздуха:
1) Заряжать аккумулятор
2) Светиться лампочке
Выводы по теме проекта
• Явление электромагнитной индукции имеет
широкое применение в использовании
возобновляемых источников энергии.
• Данное устройство «Умная подсветка» при
определенных управленческих решениях
может стать примером внедрения технологий
использования энергии «ветра» в массовую
практику и иллюстрацией заботы Салехардцев
о нашей планете Земля.
Использованные источники
информации:
•
•
•
•
•
Учебник физики 8,9,10 классы
Wikipedia
Опрос жителей города и учащихся школ
Мониторинг данных в интернете
Сайт компании «Аккорд»
Авторская страница с
фотографией