Đang tải... (xem toàn văn)
Năng lượng gió và năng lượng mặt trời là hai dạng năng lượng sạch và là nguồn năng lượng vô tận mà thiên nhiên ban tặng cho chúng ta. Trong xã hội hiện đại, việc khai thác, sử dụng có hiệu quả các dạng năng lượng sạch phục vụ cho nhu cầu của cuộc sống luôn được Đảng và Nhà nước quan tâm và được ưu tiên hàng đầu. Trước nhu cầu sử dụng nguồn năng lượng ngày càng lớn trong khi các nguồn cung cấp năng lượng đang được sử dụng như xăng, dầu, than.. ngày càng cạn kiệt và ô nhiễm môi trường dẫn đến việc phải tìm nguồn năng lượng sạch để thay thế. Để khai thác và sử dụng các nguồn năng lượng sạch này đòi hỏi phải có những trang thiết bị hiện đại mà chi phí cho những trang thiết bị này khá tốn kém. Trong điều kiện khí hậu khu vực Nam Bộ có hai mùa mưa nắng tương đối thuận lợi cho việc sử dụng năng lượng gió. Trong khi đó các hộ gia đình tại địa phương xã Bảo Quang chúng em đa số hộ dân chăn nuôi cần phải thắp sáng một lượng điện khá lớn cho heo, gà do đó chi phí sử dụng quá lớn bên cạnh đó ứng dụng năng lượng gió tạo điện thắp sáng vào chăn nuôi chưa được xã quan tâm, xuất phát từ thực tế này với những kiến thức đã được học chúng em suy nghĩ tại sao không dùng năng lượng tự nhiên nhất là năng lượng gió tạo ra điện để giảm giá thành chi phí trong chăn nuôi tạo ra một nguồn năng lượng sạch thân thiện với môi trường chúng em đã chọn giải pháp “ứng dụng năng lượng sạch vào đời sống và sản xuất” nhằm giúp nhân dân trong xã giảm thiểu chi phí chăn nuôi góp phần phát triển kinh tế tại địa phương. 2. Mục tiêu nghiên cứu: Làm được máy phát điện từ gió với các vật dụng đơn giản dễ kiếm có sẵn trong tự nhiên, ngoài thị trường với giá thành rẻ hơn máy phát điện hiện nay và nguồn điện sinh ra là vĩnh cửu, đặc biệt thân thiện với môi trường
PHÒNG GD&ĐT LONG KHÁNH TRƯỜNG THCS BẢO QUANG BÁO CÁO ĐỀ TÀI DỰ THI Khoa học Kỹ thuật dành cho học sinh trung học Năm học 2016 - 2017 Tên đề tài: ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG SẠCH VÀO ĐỜI SỐNG VÀ SẢN XUẤT TÁC GIẢ (hoặc NHÓM TÁC GIẢ) Nguyễn Văn Châu - Lớp 8/3 Trường THCS Bảo Quang Nông Chí Bảo - Lớp 8/3 Trường THCS Bảo Quang Tháng /2016 MỤC LỤC TÊN ĐỀ TÀI .trang TÓM TẮT ĐỀ TÀI trang LỜI CÁM ƠN .trang I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI trang Lý chọn đề tài .trang Mục tiêu nghiên cứu trang Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài trang Giới hạn phạm vi nghiên cứu .trang II CƠ SỞ LÝ LUẬN trang III NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG .trang Cấu tạo .trang Sơ đồ khối trang Nguyên lý hoạt động trang IV KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU trang Ưu điểm trang Khuyết điểm trang V KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG trang 10 VI KIẾN NGHỊ trang 14 VII TÀI LIỆU THAM KHẢO trang 15 ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG SẠCH VÀO ĐỜI SỐNG VÀ SẢN XUẤT Giáo viên hướng dẫn: Lê Hoàng Hải Nhóm trưởng: Nông Chí Bảo Thành viên: Nguyễn Văn Châu Học sinh trường: THCS BẢO QUANG Thời gian thực hiện: tháng 7/2016 – tháng 8/2016 BẢN TÓM TẮT ĐỀ TÀI DỰ THI Cuộc thi “Khoa học Kỹ thuật dành cho học sinh trung học’’ năm học 2016 – 2017 Tên sản phẩm : ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG SẠCH VÀO ĐỜI SỐNG VÀ SẢN XUẤT Mục tiêu nghiên cứu: Làm máy phát điện từ gió với vật dụng đơn giản dễ kiếm có sẵn tự nhiên, thị trường với giá thành rẻ máy phát điện nguồn điện sinh vĩnh cửu, quan trọng thân thiện với môi trường Cách thức thu thập liệu + Tìm hiểu cấu tạo máy phát điện gió qua thực tế, qua internet + Tìm hiểu nguyên tắc máy phát điện sức gió qua internet + Tìm kiếm dụng cụ, vật liệu cần thiết cho thiết bị Kết luận - Áp dụng địa phương xã Bảo Quang nói riêng TX Long Khánh, tỉnh Đồng Nai nói chung, máy phát điện sử dụng hiệu vào thời điểm từ tháng 11 đến tháng năm vào mùa này, lượng gió nhiều, mạnh ổn định, đồng thời mùa khô, áp lực lên lưới điện quốc gia lớn nên với thiết bị sử dụng rộng rãi giải phần vấn đề thiếu điện LỜI CÁM ƠN Chúng em xin chân thành cám ơn: - Ban tổ chức tạo cho chúng em môi trường thực hành bổ ích - Ban giám hiệu trường THCS Bảo Quang tạo điều kiện cho chúng em dự thi, đặc biệt hỗ trợ kinh phí cho chúng em suốt trình hoàn thành sản phẩm - Hai thầy hướng dẫn chúng em thời gian qua để chúng em hoàn thành ước nguyện - Các thầy cô trường THCS Bảo Quang tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em thời gian để chúng em nghiên cứu hoàn thành sản phẩm - Lần đầu chúng em tham gia dự thi, tránh khỏi sai sót Xin quý thầy cô bỏ qua cho chúng em Học sinh 1) Nguyễn Văn Châu 2) Nông Chí Bảo I LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Lý chọn đề tài: Năng lượng gió lượng mặt trời hai dạng lượng nguồn lượng vô tận mà thiên nhiên ban tặng cho Trong xã hội đại, việc khai thác, sử dụng có hiệu dạng lượng phục vụ cho nhu cầu sống Đảng Nhà nước quan tâm ưu tiên hàng đầu Trước nhu cầu sử dụng nguồn lượng ngày lớn nguồn cung cấp lượng sử dụng xăng, dầu, than ngày cạn kiệt ô nhiễm môi trường dẫn đến việc phải tìm nguồn lượng để thay Để khai thác sử dụng nguồn lượng đòi hỏi phải có trang thiết bị đại mà chi phí cho trang thiết bị tốn Trong điều kiện khí hậu khu vực Nam Bộ có hai mùa mưa nắng tương đối thuận lợi cho việc sử dụng lượng gió Trong hộ gia đình địa phương xã Bảo Quang chúng em đa số hộ dân chăn nuôi cần phải thắp sáng lượng điện lớn cho heo, gà chi phí sử dụng lớn bên cạnh ứng dụng lượng gió tạo điện thắp sáng vào chăn nuôi chưa xã quan tâm, xuất phát từ thực tế với kiến thức học chúng em suy nghĩ không dùng lượng tự nhiên lượng gió tạo điện để giảm giá thành chi phí chăn nuôi tạo nguồn lượng thân thiện với môi trường chúng em chọn giải pháp “ứng dụng lượng vào đời sống sản xuất” nhằm giúp nhân dân xã giảm thiểu chi phí chăn nuôi góp phần phát triển kinh tế địa phương Mục tiêu nghiên cứu: - Làm máy phát điện từ gió với vật dụng đơn giản dễ kiếm có sẵn tự nhiên, thị trường với giá thành rẻ máy phát điện nguồn điện sinh vĩnh cửu, đặc biệt thân thiện với môi trường Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài a) ý nghĩa khoa học: - Dùng lượng gió có sẵn thông qua đynamo tạo dòng điện chiều với điện áp 12V sau dùng kích điện lên 220V xoay chiều ổn định thắp sáng bóng đèn sưởi ấm gà, heo tăng suất chăn nuôi bên cạnh giảm giá thành sản xuất b) ý nghĩa thực tiễn: - Từ nguyên liệu sẵn có tre, gỗ kết hợp với cánh quạt (có thể tận dụng từ quạt cũ hư làm từ vật liệu đơn giản khác), đynamo, acquy xe máy cũ, sạc acquy kích điện chúng em làm mô hình thắp sáng sưởi ấm gà làm giảm giá thành chi phí chăn nuôi, bên cạnh tạo nguồn lượng không gây ô nhiễm môi trường - Có thể sản xuất đại trà cho nhiều hộ dân địa phương Giới hạn phạm vi nghiên cứu: a) Giới hạn: - Chỉ nghiên cứu làm phát điện từ lượng gió b) Phạm vi nghiên cứu: - Chỉ nghiên cứu lượng gió địa phương xã Bảo Quang - Thực nghiệm phòng Lý- Công nghệ, trường THCS Bảo Quang số hộ dân gần nơi chúng em học tập II CƠ SỞ LÝ LUẬN Sự hình thành lượng gió Bức xạ Mặt Trời chiếu xuống bề mặt Trái Đất không đồng làm cho bầu khí quyển, nước không khí nóng không Một nửa bề mặt Trái Đất, mặt ban đêm, bị che khuất không nhận xạ Mặt Trời thêm vào xạ Mặt Trời vùng gần xích đạo nhiều cực, có khác nhiệt độ khác áp suất mà không khí xích đạo cực không khí mặt ban ngày mặt ban đêm Trái Đất di động tạo thành gió Trái Đất xoay tròn góp phần vào việc làm xoáy không khí trục quay Trái Đất nghiêng (so với mặt phẳng quỹ đạo Trái Đất tạo thành quay quanh Mặt Trời) nên tạo thành dòng không khí theo mùa (theo internet) Vật lý học lượng gió Năng lượng gió động không khí chuyển động với vận tốc v Khối lượng qua mặt phẳng hình tròn vuông góc với chiều gió thời gian t là: với ρ tỷ trọng không khí, V thể tích khối lượng không khí qua mặt cắt ngang hình tròn diện tích A, bán kinh r thời gian t Vì động E (kin) công suất P gió là: Điều đáng ý công suất gió tăng theo lũy thừa vận tốc gió vận tốc gió yếu tố định muốn sử dụng lượng gió III NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Cấu tạo: - Khung đỡ tre - 02 cánh quạt nhựa - 02 bóng đèn để thắp sáng - 03 đinamo phát điện (tối đa 24V) - 01 sạc acquy DC 12V - 02 acquy 12V - 01 kích điện từ 12V DC lên 220V AC - 03 vỏ lon sữa làm chỉnh hướng gió - Dây dẫn, băng keo cách điện, ốc, vít Sơ đồ khối nguyên lý hoạt động: Nguyên lí hoạt động: Sau chúng em cho cánh quạt quay, sau chúng em dùng vôn kế đo, sau dùng tích điện bình acquy nạp điện biểu diễn hình vẽ - Khi cánh quạt quay kéo theo đinamo quay phát điện với điện áp chiều 12V (tối đa lên tới 72V) - Để ổn định độ sáng đèn tốc độ quay cánh quạt không ổn định, ta nạp điện thu vào tích điện acquy sau kích lên 220V AC để thắp sáng nhà cúp điện dùng để sưởi ấm chăn nuôi - Khi gió lớn dòng điện phát lên tới 24V vừa chạy phát điện vừa nạp vào acquy dự phòng IV KẾT QUẢ Làm thí nghiệm phát điện trường: a) Làm thí nghiệm mặt đất: (thiếu hình ảnh) - Với đynamo + cánh quạt tạo dòng điện chiều với điện áp 10 -12V Thông qua sạc để sạc vào acquy khoảng 2,5h đầy - Khi gió tích điện cung cấp cho bóng đèn 18W đến 25W b) Làm thí nghiệm lầu (cao 9m so với mặt đất): (thiếu hình ảnh) - Với đynamo + cánh quạt tạo dòng điện chiều với điện áp 12 -15V Thông qua sạc để sạc vào acquy khoảng 2h đầy - Khi gió tích điện cung cấp cho bóng đèn 18W đến 25W Nhận xét: • Từ acquy thông qua kích điện để kích điện áp lên 220V AC với công suất 45W ứng dụng để thắp sáng đèn gia đình, chăn nuôi sử dụng thiết bị điện khác • Trong trường hợp gió sau nạp đầy, acquy thông qua mạch kích điện lên 220V AC cung cấp công suất 45W liên tục Làm thí nghiệm phát điện nhà: a) Làm thí nghiệm mặt đất: - Với đynamo + cánh quạt tạo dòng điện chiều với điện áp 10 -14V Thông qua sạc để sạc vào acquy khoảng 2,5h đầy b) Làm thí nghiệm độ cao 6m so với mặt đất: - Với đynamo + cánh quạt tạo dòng điện chiều với điện áp 12 -18V Thông qua sạc để sạc vào acquy khoảng 2h đầy Nhận xét: • Từ acquy thông qua kích điện để kích điện áp lên 220V AC với công suất 45W ứng dụng để thắp sáng đèn gia đình, chăn nuôi sử dụng thiết bị điện khác Gió ổn định vừa chạy sạc vừa sử dụng lâu dài • Trong trường hợp gió sau nạp đầy, acquy thông qua mạch kích điện lên 220V AC cung cấp công suất 45W liên tục V KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG - Máy phát điện chạy lượng gió chế tạo từ vật dụng phổ biến, rẻ tiền, dễ tìm dễ sử dụng Thiết bị sử dụng lượng gió tạo lượng điện với hiệu suất cao thân thiện với môi trường, giúp cải thiện tình trạng thiếu điện thắp sáng, đem lại tiện lợi hiệu kinh tế sinh hoạt, sản xuất, chăn nuôi, - Đối với vùng sâu, vùng xa điện lưới, thiết bị gắn cột cao, đô thị cần để thiết bị nhà sử dụng Khi trời gió, hộp nguồn nhỏ gọn tháo lắp dễ dàng mang đến nơi có nguồn điện DC 12V để sạc, thuận tiện dã ngoại du lịch vùng xa - Máy phát điện chạy lượng gió dùng thắp sáng nhà xưởng, cầu thang, nhà cao tầng thiếu ánh sáng, chiếu sáng điện, dùng để sạc pin điện thoại, tiết kiệm điện cho lưới điện quốc gia - Áp dụng địa phương xã Bảo Quang nói riêng TX Long Khánh, tỉnh Đồng Nai nói chung, máy phát điện sử dụng hiệu vào thời điểm từ tháng 11 đến tháng năm vào mùa này, lượng gió nhiều, mạnh ổn định, đồng thời mùa khô, áp lực lên lưới điện quốc gia lớn nên với thiết bị sử dụng rộng rãi giải phần vấn đề thiếu điện VI KIẾN NGHỊ 1) Các phương án giúp nâng cao hiệu cho thiết bị: a) Phương án 1: Thay cánh quạt lớn cánh quạt có cấu tạo mặt động lực học tốt để tăng hiệu suất sử dụng lượng gió b) Phương án 2: Sử dụng thêm nhiều đynamo thay đynamo có công suất lớn giúp tăng công suất điện cho thiết bị c) Phương án 3: Tăng tỉ số truyền cánh quạt đynamo giúp đynamo phát điện dễ dàng trường hợp gió nhẹ d) Phương án 4: Kết hợp hai ba phương án hoặc ba phương án nêu tạo điện có công suất lớn ổn định 2) Kết hợp thêm pin lượng mặt trời để tăng công suất tính ổn định, sử dụng lâu dài [...]... vừa chạy bộ sạc vừa sử dụng lâu dài • Trong trường hợp ít gió thì sau khi nạp đầy, acquy thông qua mạch kích điện lên 220V AC có thể cung cấp công suất 45W liên tục trong 8 giờ V KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG - Máy phát điện chạy bằng năng lượng gió được chế tạo từ những vật dụng phổ biến, rẻ tiền, dễ tìm và dễ sử dụng Thiết bị sử dụng năng lượng gió tạo ra năng lượng điện với hiệu suất cao và thân thiện với môi... điện thoại, tiết kiệm điện năng cho lưới điện quốc gia - Áp dụng ở địa phương là xã Bảo Quang nói riêng và TX Long Khánh, tỉnh Đồng Nai nói chung, máy phát điện sử dụng hiệu quả nhất là vào thời điểm từ tháng 11 đến tháng 6 trong năm khi vào mùa này, lượng gió nhiều, mạnh và ổn định, đồng thời trong mùa khô, áp lực lên lưới điện quốc gia là rất lớn nên với thiết bị này nếu sử dụng rộng rãi có thể giải... sạc để sạc vào acquy trong khoảng 2,5h thì đầy b) Làm thí nghiệm ở độ cao 6m so với mặt đất: - Với bộ 2 đynamo + 2 cánh quạt có thể tạo ra dòng điện một chiều với điện áp 12 -18V Thông qua bộ sạc để sạc vào acquy trong khoảng 2h thì đầy Nhận xét: • Từ acquy thông qua bộ kích điện để kích điện áp lên 220V AC với công suất 45W ứng dụng để thắp sáng đèn trong gia đình, trong chăn nuôi và sử dụng các thiết... lợi và hiệu quả kinh tế trong sinh hoạt, sản xuất, chăn nuôi, - Đối với vùng sâu, vùng xa không có điện lưới, thiết bị này có thể gắn trên cột cao, còn ở đô thị thì chỉ cần để thiết bị trên nóc nhà là có thể sử dụng Khi trời ít gió, hộp bộ nguồn nhỏ gọn có thể tháo lắp dễ dàng mang đến nơi có nguồn điện DC 12V để sạc, rất thuận tiện khi đi dã ngoại hoặc du lịch vùng xa - Máy phát điện chạy bằng năng lượng. .. suất sử dụng năng lượng gió b) Phương án 2: Sử dụng thêm nhiều đynamo hoặc thay bằng đynamo có công suất lớn hơn giúp tăng công suất điện cho thiết bị c) Phương án 3: Tăng tỉ số truyền giữa cánh quạt và đynamo giúp đynamo có thể phát điện dễ dàng trong trường hợp gió nhẹ d) Phương án 4: Kết hợp hai trong ba phương án hoặc hoặc cả ba phương án nêu trên có thể tạo ra điện có công suất lớn hơn và ổn định... đinamo quay và phát điện với điện áp một chiều trên 12V (tối đa có thể lên tới 72V) - Để ổn định độ sáng của đèn khi tốc độ quay của cánh quạt không ổn định, ta nạp điện thu được vào bộ tích điện là acquy sau đó kích lên 220V AC để thắp sáng trong nhà khi cúp điện hoặc dùng để sưởi ấm trong chăn nuôi - Khi gió lớn hơn dòng điện phát ra lên tới trên 24V có thể vừa chạy phát điện vừa nạp vào acquy dự... không có gió thì bộ tích điện cung cấp cho 2 bóng đèn 18W đến 25W trong 8 giờ Nhận xét: • Từ acquy thông qua bộ kích điện để kích điện áp lên 220V AC với công suất 45W ứng dụng để thắp sáng đèn trong gia đình, trong chăn nuôi và sử dụng các thiết bị điện khác • Trong trường hợp ít gió thì sau khi nạp đầy, acquy thông qua mạch kích điện lên 220V AC có thể cung cấp công suất 45W liên tục trong 8 giờ... một chiều với điện áp 10 -12V Thông qua bộ sạc để sạc vào acquy trong khoảng 2,5h đầy - Khi không có gió thì bộ tích điện cung cấp cho 2 bóng đèn 18W đến 25W trong 8 giờ b) Làm thí nghiệm tại lầu 2 (cao 9m so với mặt đất): (thiếu hình ảnh) - Với bộ 2 đynamo + 2 cánh quạt có thể tạo ra dòng điện một chiều với điện áp 12 -15V Thông qua bộ sạc để sạc vào acquy trong khoảng 2h thì đầy - Khi không có gió... trường hợp gió nhẹ d) Phương án 4: Kết hợp hai trong ba phương án hoặc hoặc cả ba phương án nêu trên có thể tạo ra điện có công suất lớn hơn và ổn định hơn 2) Kết hợp thêm pin năng lượng mặt trời để tăng công suất và tính ổn định, sử dụng lâu dài