"ДОБРАЯ ЭНЕРГИЯ" Инженерный проект мобильная солнечная микро-электростанция - Журавлёв Георгий, 6Д класс ГБОУ Школа 626 имени Н.И. Сац ...
←
→
Транскрипция содержимого страницы
Если ваш браузер не отображает страницу правильно, пожалуйста, читайте содержимое страницы ниже
Инженерный проект
«ДОБРАЯ ЭНЕРГИЯ»
мобильная солнечная
микро-электростанция
Журавлёв Георгий, 6Д класс
ГБОУ Школа № 626 имени Н.И. Сац
Руководитель: Шевырёва Татьяна Юрьевна
Москва, 2019 год
Инженерный проект «Добрая энергия»
Я бы хотел, чтобы в России стало больше электростанций, работающих на
возобновляемых источниках энергии, в частности, с использованием энергии
Солнца. Мы хотим сделать возобновляемую энергию более доступной
(распространённой) в нашей географической полосе России.
Чтобы показать, что чистая энергия может вырабатываться в реальных условиях, я
решил собрать небольшую работающую солнечную электростанцию, которая
будет:
а) недорогой (собрана из стандартных модулей),
б) мобильной (можно разбирать, перевозить, переносить),
в) практичной (легко эксплуатировать в разных условиях),
г) модульной (поменять компоненты под свои нужды).
«Добрая энергия» – доступная энергия, которая не загрязняет атмосферу,
гидросферу, не наносит вреда природе.
(с) Георгий Журавлёв. Проект "Добрая Энергия". Москва, 2019.
2
Классификация ВИЭ
(с) Георгий Журавлёв. Проект "Добрая Энергия". Москва, 2019.
3
Сравнение мощности ВИЭ между странами
Диаграмма. Мощность электростанций на основе Таблица. Мощность электростанций на
ВИЭ в некоторых странах, мегаватты. основе ВИЭ в некоторых странах, мегаватты.
Технология Индия Япония США Бразилия Россия
300 000
Гидроэнергетика 44 735 28 193 83 908 100 319 50 122
ГАЭС 4 786 21 924 19 057 1 356
250 000
Наземные ВЭС 32 849 3 358 87 514 12 294 11
41 273 Оффшорные ВЭС 65 29
200 000
Фотоэлектрические СЭС 17 644 49 040 41 273 1 097 186
Концентрирующие СЭС 229 1 758
150 000
ЭС на твёрдом биотопливе 9 500 2 186 10 524 14 330 1 370
1 097 ЭС на жидком биотопливе 155 4
100 000 Биогаз 12 28 2 394 249
17 644
49 040 Геотермальные ЭС 531 2 488 78
186
50 000 * Источник: данные на 2017 год, База данных
Международного агентства по возобновляемой энергетике,
0 Source: IRENA (2017), Renewable Energy Statistics 2017, The
Индия Япония США Бразилия Россия International Renewable Energy Agency, Abu Dhabi.
Гидроэнергетика ГАЭС Наземные ВЭС
Оффшорные ВЭС Фотоэлектрические СЭС Концентрирующие СЭС
ЭС на твёрдом биотопливе ЭС на жидком биотопливе Биогаз
Геотермальные ЭС
(с) Георгий Журавлёв. Проект "Добрая Энергия". Москва, 2019.
4
Что такое фотоэлектрический эффект
▪ Открыт французским физиком Александром
Беккерелем в 1839 г.
▪ Фотоэффект – процесс взаимодействия света или
любого другого электромагнитного излучения с
веществом, в результате которого энергия
фотонов передается электронам вещества.
▪ Фотоэлемент — электронный прибор, который
преобразует энергию фотонов в электрическую
энергию.
90% современных фотоэлементов изготовлено из
кремния и кремнийсодержащих материалов.
(с) Георгий Журавлёв. Проект "Добрая Энергия". Москва, 2019.
5
Цель и задачи проекта
Цель проекта – спроектировать и собрать микроэлектростацию, работающую на
возобновляемых источниках энергии в качестве мобильного источника чистой
энергии.
Задачи проекта:
• поставить техническую задачу и сделать
обоснование,
• подобрать и закупить оборудование,
• собрать электростанцию,
• сделать расчёты (подобрать оптимальный наклон),
• дополнить оборудованием для эксплуатации,
провести испытания,
• ознакомить аудиторию с понятиями
возобновляемой энергии.
(с) Георгий Журавлёв. Проект "Добрая Энергия". Москва, 2019.
6
Этапы работы над проектом
1. Знакомство с теоретическими основами ВИЭ.
2. Расчёты и планирование.
3. Закупка оборудования.
4. Сборка.
5. Испытания, доработка.
6. Разработка эксплуатационной документации.
7. Подготовка отчёта.
8. Публичный доклад.
(с) Георгий Журавлёв. Проект "Добрая Энергия". Москва, 2019.
7
Технические характеристики
Состав оборудования Схема соединения Принципиальная схема
• 2 солнечные панели фотоэлектрических панелей
NPA30-12, параллельное
соединение
• Контроллер заряда (EPever
10 А)
• Кабели электрические 2,5
мм2
• Коннекторы MC-4
• Аккумулятор переносной
свинцовый 17 А · ч
При средней освещённости готовое устройство вырабатывает ток 3 А, при напряжении
12 вольт. Этого достаточно для освещения палатки, зарядки телефона (и даже для
работы небольшой сумки-холодильника).
(с) Георгий Журавлёв. Проект "Добрая Энергия". Москва, 2019.
8
Ход работ
Используемый инструмент для Используемый инструмент Коннекторы для
сборки для измерений электрических соединений
• Мультиинструмент для сборки • Мультиметр Fluke 106 • Стандарт MC-4 (multicontact)
коннекторов – специальные соединители
• Обжимные клещи для прямоточной
полупроводниковой техники
• Клещи для снятия изоляции
(в т.ч. солнечных панелей)
(с) Георгий Журавлёв. Проект "Добрая Энергия". Москва, 2019.
9
Результаты работ
(с) Георгий Журавлёв. Проект "Добрая Энергия". Москва, 2019.
10Результаты работы
o Собрана и испытана солнечная микроэлектростанция;
o Получены новые знания о выработке электричества, о
простейших электрических цепях
Назначение
o Обеспечить экологически чистой, недорогой
Результат электроэнергией в путешествии, на даче, в походе.
проекта o Показать применимость в наших условиях.
Применяется:
o Для подсветки выращивания культурных растений
(рассада на подоконнике)
o Для освещения походного лагеря
o В качестве источника резервного питания на даче.
(с) Георгий Журавлёв. Проект "Добрая Энергия". Москва, 2019.
11
11Выводы
Применение возобновляемых
источников энергии (в т.ч. С
использованием энергии
Солнца) в России возможно. Не
как основа энергосистемы, но
для нужд, например, частных
домохозяйств, ферм,
садов/огородов, дач, удалённых
месторасположений и т.п.
Например, созданная мной
мобильная солнечная микро-ЭС
может использоваться для
освещения походного лагеря, в
качестве резервного источника
электроэнергии на даче.
(с) Георгий Журавлёв. Проект "Добрая Энергия". Москва, 2019.
12Дальнейшее развитие
Особенность нашего проекта
заключается в том, что его можно
расширить (масштабировать),
повторить (тиражировать) из Масштабировать
стандартных дешёвых модулей.
Нашим продолжением проекта
будет переход нашей дачи на
солнечную энергию. Другие Увеличить Уменьшить
возможные варианты даны на
схеме.
Ток до 10 А, Гибкие панели,
напряжение до 100 В … снижение веса
Комбинировать • До 7 панелей: дачный • Для пеших походов,
С ветроэлектроустановкой, дом, мини-теплица; переносные источники
с накопителями энергии, с электроэнергии,
дизель-генератором встраиваемые в
… и более одежду, на крышу
автомобиля, проч.
• Загородный дом,
ферма, хозяйствоИсточники
1) Solar Energy: The Physics and Engineering of Photovoltaic Conversion, Technologies
and Systems, ISBN-13: 978-1906860325; -488p.
2) Технические руководства по эксплуатации:
o солнечные панели Newpowa 30w Watts 12v Poly Solar Panel Module;
o контроллер EPEVER MPPT Charge Controller 10A Solar Panel Charge Controller;
o мультидисплей MT50 LCD Display Remote Meter.
o аккумулятор Delta DTM 1217
3) Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок, утв. Приказом
Минтруда РФ от 24.07.2013 №328н
4) Классификация и учёт природных ресурсов. http://art-con.ru/node/2718 [дата
обращения 27.01.2019]
(с) Георгий Журавлёв. Проект "Добрая Энергия". Москва, 2019.
14СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ !
(с) Георгий Журавлёв. Проект "Добрая Энергия". Москва,
15
2019.Вы также можете почитать
