Устройство для получения и накопления бесплатной возобновляемой энергии

Характеристика устройств преобразования различных видов энергии в электрическую и для длительного хранения энергии. Использование мускульной силы человека для обеспечения автономного функционирования систем электрического питания при помощи велотренажера.

Рубрика Физика и энергетика
Вид научная работа
Язык русский
Дата добавления 23.02.2013
Размер файла 270,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Развитие цивилизации неразрывно связано с потреблением энергии. И чем более развита цивилизация, тем больше ей требуется энергии. В связи с этим возникают естественные вопросы: что такое энергия; как ее получить, хранить и эффективно использовать; каковы источники и запасы энергии и т.п. Основную долю энергии в современной экономике добывают из источников, запасы которых рано или поздно закончатся и человечество ждет энергетический кризис и военные конфликты из-за остатков, если заранее не побеспокоиться о разработке новых альтернативных источниках энергии.

С того момента, когда человек научился добывать огонь, ученые изобретают все более изощренные способы получения и хранения энергии. Энергетика является основой для всех отраслей промышленности, которая в свою очередь неблагоприятно влияет на окружающую среду и самого человека.

Идеальным источником энергии было бы безопасное в использовании устройство, работающее на бесконечном (или постоянно пополняемом из любой окружающей среды) запасе топлива без вредных отходов и излучений.

Мы занимаемся практическим использованием современных технических достижений для получения энергии из возобновляемых источников, а также накоплением и сохранением этой энергии.

Объект нашего исследования: Энергия.

Предмет исследования: Устройства преобразования различных видов энергии в электрическую энергию, а также устройства для длительного хранения энергии.

Цель исследования: Устройство для получения и накопление бесплатной возобновляемой энергии.

1. Теоретическая часть

В толковом словаре Ожегова энергия определяется как свойство материи двигаться и совершать работу [1]. В физике энергию подразделяют на механическую, тепловую (внутреннюю), электромагнитную, гравитационную и ядерную.

Кроме этого, энергетические ресурсы делят на возобновляемые и невозобновляемые. К возобновляемым относятся: солнечное излучение, ветер, течение рек, приливы и отливы, геотермальные источники, древесина (биомасса), т.е. энергия природных процессов, которые непрерывно происходят в масштабах всей планеты. К невозобновляемым ресурсам относятся природные запасы, которые образуются или восстанавливаются гораздо медленнее, чем расходуются: уголь, нефть, природный газ, торф, ядерное горючее.

Нефть - природное ископаемое, энергоноситель, легковоспламеняющаяся жидкость, которая находится в горных породах на глубине от нескольких метров до нескольких километров.

По некоторым оценкам 90% добываемой нефти используется в качестве топлива для транспорта. Еще одним серьезным потребителем является химическая промышленность, использующая нефть в качестве основного сырья. Можно по-разному относиться к прогнозам относительно запасов угля, нефти и газа, но рано или поздно эти запасы обязательно закончатся. Уже в наше время возникают военные конфликты, целью которых является контроль нефтяных месторождений.

Учитывая рост потребления энергии и ограниченность запасов энергоресурсов становится очевидным тот факт, что необходимо переходить на возобновляемые и экологически безвредные источники энергии. Уже сейчас дальновидные разработчики выпускают гибридные двигатели для автомобилей, в которых сочетается классический бензиновый двигатель внутреннего сгорания с электродвигателем, питающимся от аккумуляторных батарей.

Электрическая энергия является самой эффективной для преобразования в другие виды энергии, для передачи ее на расстояние, а также для длительного хранения.

Современная промышленность, средства связи, транспорт и даже повседневный быт человека тесно связаны с электрической энергией, без которой сложно представить дальнейшее развитие человеческой цивилизации. Основными промышленными источниками электроэнергии являются ГЭС, ТЭС, АЭС.

1.1 Гидроэлектростанции (ГЭС)

ГЭС преобразуют кинетическую энергию падающей воды в электрическую при помощи турбин и связанных с ними электрогенераторов. На долю ГЭС приходится около 19% всей вырабатываемой энергии на Земле (источник - Википедия). Несмотря на то, что используется неисчерпаемый ресурс, имеются и вредные побочные воздействия. Затопление больших территорий на месте установки плотины приводит к изменению экологического микроклимата, нарушается судоходность рек и миграция промысловых пород рыб. На малых реках используются бесплотинные ГЭС небольшой мощности.

Таблица 1. Десятка крупнейших ГЭС Мира (источник - Википедия):

Наименование

Страна

Река

Год

пуска

Установленная

мощность МВт

1

Три ущелья

Китай

Янцзы

2012

_2250022 500

2

Итайпэ

Бразилия, Парагвай

Парана

2003

_1400014 000

3

Гэри

Венесуэла

Карони

1986

_1020010 200

4

Тукуруи

Бразилия

Токантинс

2007

_083708 370

5

Гранд-Кули

США

Колумбия

1980

_068096 809

6

Лунтань

Китай

Хуншуйхэ

2009

_064266 426

7

Саяно-Шушенская

Россия

Енисей

1989

_064006 400

8

Красноярская

Россия

Енисей

1972

_060006 000

9

Робер-Бурасса

Канада

Ла-Гранд

1981

_056165 616

10

Водопад Черчилля

Канада

Черчилль

1971

_054295 429

К сожалению, на местности, где находится наш населенный пункт, нет никаких водных источников или рек. Нами рассматривается идея использовать систему водоснабжения здания. Для этих целей мы модифицировали обычный водосчетчик так, чтобы он работал как электрогенератор, приводимый в действие течением воды в трубе.

Можно установить генератор на питьевой фонтанчик и в момент его использования осуществлять светодиодную подсветку. Пока генератор находится на этапе разработки.

1.2 Тепловые электростанции (ТЭС)

ТЭС вырабатывают электрическую энергию в результате преобразования тепловой энергии, выделяющейся при сжигании органического топлива (уголь, нефтепродукты, природный газ). Среди ТЭС преобладают тепловые паротурбинные электростанции (ТПЭС), на которых тепловая энергия используется в парогенераторе для получения водяного пара высокого давления, приводящего во вращение ротор паровой турбины, соединённый с ротором электрического генератора. ТЭС можно строить в любой местности, обеспечив непрерывную доставку топлива. Доля вырабатываемой ТЭС энергии составляет около 70% всей энергии в мире. К основным недостаткам ТЭС можно отнести расходование невозобновляемых энергоресурсов и загрязнение атмосферы продуктами сгорания топлива.

1.3 Атомные электростанции (АЭС)

В атомном реакторе в результате цепной реакции деления ядер некоторых тяжёлых элементов выделяется тепло, а затем так же, как и на обычных тепловых электростанциях (ТЭС), преобразуется в электроэнергию. АЭС работает на ядерном горючем (в основном это редкие изотопы урана и плутония). При делении 1 г высвобождается 22 500 квт/ч, что эквивалентно энергии, содержащейся в 2800 кг условного топлива. Первая атомная электростанция была построена в 1960 году, и уже через десять лет их было 116. На сегодняшний день в мире существует более 450 действующих ядерных реакторов, которые производят 350 гигаватт электроэнергии. Большая часть из реакторов находится в США - 104. К сравнению, во Франции - 59, а в России их всего 29.

К основным недостаткам АЭС можно отнести сложную конструкцию и нерешенную проблему утилизации радиоактивных отходов.

1.4 Генератор переменного тока

Базовым элементом во всех перечисленных выше источниках электроэнергии является электрогенератор, который (согласно закону электромагнитной индукции Фарадея) преобразует механическую энергию вращения в электрическую энергию.

Генератор - (лат. generator «производитель») прибор, преобразующий какой-либо вид энергии (химическую, тепловую, световую, механическую) в электрическую. В упрощенном виде в генераторе можно выделить следующие части:

а) индуктор - магнит или электромагнит, создающий магнитное поле;

б) якорь - обмотка, в которой при изменении магнитного потока возникает индуцированная ЭДС;

Вращающаяся часть называется ротором генератора, а неподвижная его часть - статором.

От характеристик генератора в первую очередь зависит эффективное преобразование любой механической энергии в электрическую. Коэффициент полезного действия (КПД) современных генераторов обычно составляет 50%, часть энергии расходуется на трение в шкивах и подшипниках.

В последнее время большое внимание уделяется разработке и созданию генераторов с возбуждением от постоянных магнитов. Интерес к этому классу генераторов обусловлен их лучшими энергетическими показателями, простотой конструкции, большим сроком службы, надежностью, способностью работать при высоких частотах вращения в тяжелых условиях эксплуатации.

Наша лаборатория также пыталась сделать малооборотистый генератор на постоянных магнитах. За основу были взяты редкоземельные магниты - сильные постоянные магниты, сделанные из сплавов редкоземельных элементов. Наиболее часто используемыми редкоземельными металлами, применяемыми в магнитах, являются неодим и самарий. Такие магниты стоят гораздо дороже обычных. Пока наш опытный образец не выдает запланированных результатов.

1.5 Альтернативные источники энергии

Солнечные электростанции (СЭС).

Термоядерная реакция на Солнце дает нам доступный, безопасный и практически неисчерпаемый источник энергии. Всего 0,0125% всей поступаемой на Землю солнечной энергии, хватило бы на то, чтобы полностью удовлетворить сегодняшнюю потребность в электричестве, а 0,5% этой энергии, для полного удовлетворения потребностей в электричестве в будущем. Для преобразования солнечного излучения в электричество используются солнечные панели, состоящие из полупроводниковых фотоэлементов. При попадании кванта света (фотона) на поверхность такого элемента возникает фотоэффект - испускание электронов веществом под действием электромагнитного излучения. Недостатки:

· Малая плотность энергии

· Зависимость от погодных условий и времени суток.

· Низкий КПД (15%- 25%).

· Высокая стоимость изготовления солнечных панелей, связанная с использованием редких химических элементов.

Использование энергии солнца предполагает обязательное наличие накопителей электроэнергии достаточной емкости. Как правило, это обычные аккумуляторы. Поэтому, если рассматривать солнечную энергетику полного цикла (с учетом производства датчиков-преобразователей солнечной энергии и, особенно, аккумуляторных батарей), то суммарное влияние такой энергетики на загрязнение окружающего пространства оказывается не таким уж и незначительным.

Мы также экспериментируем с солнечными панелями с целью определения их эффективности в нашем сибирском климате.

У нас имеются два солнечных фотоэлектрических модуля TF-90-36M. Технические характеристики: пиковая мощность: 90 ±3% Вт, номинальное напряжение: 12 В, напряжение в точке максимальной мощности - 18 В, ток в точке максимальной мощности: 5 А, размеры: 1195x542x35мм. А также контроллер для зарядки аккумуляторов PWM Solar Charge Controller.

1.6 Ветроэнергетическая установка (ВЭУ)

Ветровая энергия, наряду с солнечной и водной, принадлежит к числу постоянно возобновляемых и, в этом смысле, вечных источников энергии, обязанных своим происхождением деятельности Солнца. Вследствие неравномерного нагрева солнечными лучами земной поверхности и нижних слоев земной атмосферы, в приземном слое, а также на высотах от 7 до 12 км возникают перемещения больших масс воздуха - ветер.

Для преобразования энергии ветра в электричество используют ветрогенераторы с горизонтальной осью вращения, которые поднимают на большую высоту.

Недостатки:

· Зависимость от направления и скорости ветра.

· Низкочастотный шум

· Опасность для птиц

Мы в лаборатории сделали несколько опытных образцов ветряных установок. Последний экспериментальный образец с вертикальной осью вращения мы разместили на крыше лицея. Эффективность такого типа ветряка на 20% меньше, чем с горизонтальной осью вращения, но он мало зависит от направления ветра и проще в изготовлении.

Размер лопасти 50 см х 100 см. из металлического листа 0,5 мм на деревянном каркасе.

1.7 Геотермальные электростанции (ГеоЭС).

Геотермальная энергия - это энергия, получаемая из природного тепла Земли. Достичь этого тепла можно с помощью скважин. Геотермический градиент в скважине возрастает на 1 °C каждые 36 метров. Это тепло доставляется на поверхность в виде пара или горячей воды. Такое тепло может использоваться как непосредственно для обогрева домов и зданий, так и для производства электроэнергии. ГеоЭС не требуют топлива из внешних источников, экологически безопасны, может применяться для опреснения воды. Опреснение происходит естественным путем в результате дистилляции - разогрева воды и охлаждения водяного пара в процессе работы электростанции.

Наиболее перспективными регионами для практического использования геотермальных ресурсов на территории России являются Северный Кавказ, Западная Сибирь, Прибайкалье, Курило-Камчатский регион, Приморье, Охотско-Чукотский вулканический пояс.

Недостатки:

· Привязка к определенному географическому положению.

Томская область не входит в зону геотермических районов России. В Западной Сибири перспективными считаются Тюменская и Омская область. В наших географических условиях такой тип электростанций будет слишком дорогим, т.к. глубина скважины до теплонесущих слоев может оказаться слишком большой.

1.8 Биомасса

Получение биогаза (70% составляет метан) путем анаэробного перебраживания. Биогаз позволяет использовать газовые турбины, являющиеся самыми современными средствами теплоэнергетики. Для производства биогаза используются органические отходы сельского хозяйства и промышленности. Это направление является одним из перспективных и многообещающих способов решения проблемы энергообеспечения сельских районов. Например, из 300 т сухого вещества навоза, превращенного в биогаз, выход энергии составляет столько же, сколько и 30 т нефти.

энергия электрический мускульный велотренажер

2. Новые возможные источники энергии

2.1 Физический вакуум

В настоящее время в физике формируется принципиально новое направление научных исследований, связанное с изучением свойств и возможностей физического вакуума [3,4]. По расчетам Нобелевского лауреата Р. Фейнмана и Дж. Уилера, энергетический потенциал вакуума настолько огромен, что «в вакууме, заключенном в объеме обыкновенной электрической лампочки, энергии такое большое количество, что ее хватило бы, чтобы вскипятить все океаны на Земле». Совершенно реальным является создание принципиально новых генераторов, которые смогут использовать энергию окружающей среды и превратить ее в удобную форму энергии. И тому есть серьезные экспериментальные подтверждения. Американский ученый Дж. Григгз (Картесвиль, штат Джорджия) изобрел устройство, названное "гидросонным насосом", которое предназначено для нагревания воды и получения пара [5]. Установка весит около 150 кг. Эксперименты на модели гидросонного насоса выявили наличие большого количества избыточной тепловой энергии. Данному феномену автор изобретения пока не находит объяснения, однако многократные испытания, проводимые уже несколько лет, всегда выявляют наличие избыточной энергии. По сообщениям автора энергетический выигрыш достигает 168%. Избыточная энергия на выходе этого устройства намного превышает энергию, необходимую для запуска. Явление высвобождения избыточной энергии проявляется стабильно при всех испытаниях. И это не единичный факт.

В интернете публикуются противоречивые сведения по вопросам физического вакуума, но если это действительно подтвердится, то человечество войдет в новую эпоху своего развития.

2.2 Холодный ядерный синтез

ХОЛОДНЫЙ ЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ или «холодный термояд» - предполагаемая возможность осуществления ядерной реакции синтеза в химических системах без значительного нагрева рабочего вещества. Пока эта гипотеза не подтверждена научным сообществом, но активно обсуждается в интернете. Установка холодного ядерного синтеза (ХЯС) Серджио Фокарди (Sergio Focardi) и Андреа Росси (Andrea A. Rossi) из университета Болоньи (Universitа di Bologna) была продемонстрирована в январе 2011 года. В широких научных кругах известие вызвало здоровый скепсис.

2.3 Устройства хранения электроэнергии

Электрический ток - это упорядоченное движение заряженных частиц (зарядов). Для того чтобы сохранить ток, можно сохранять заряды, как это делается в конденсаторах, либо преобразовывать электроэнергию в другой вид, как это делается в гальванических элементах и аккумуляторах.

Электрический конденсатор представляет собой систему из двух проводников электрического тока (обкладок), разделенных диэлектриком. Основной характеристикой конденсатора является его электрическая емкость, которая характеризует способность конденсатора накапливать электрический заряд. Емкость конденсатора определяется отношением накапливаемого на одной из обкладок электрического заряда к приложенному напряжению: С=q/U. Она зависит от материала диэлектрика, формы и взаимного расположения обкладок. Конденсатор способен накапливать электрический заряд и почти мгновенно его отдавать. Однако долго хранить энергию конденсатор не способен, время его саморазряда составляет от нескольких часов до нескольких дней.

Аккумулятор - химический источник тока, в котором энергия химической реакции многократно преобразуется в электрическую и наоборот. Таким образом, аккумулятор, имея возможность преобразовывать химическую энергию в электрическую, способен запасать ее и хранить в течение длительного времени. Заряжаясь, аккумулятор накапливает электрическую энергию, разряжаясь, отдает ее потребителю. Срок службы аккумулятора характеризуется количеством циклов заряда/разряда, которые он выдерживает в процессе эксплуатации без значительного ухудшения своих основных параметров: емкости, саморазряда и внутреннего сопротивления.

1. Свинцовые аккумуляторы (Pb). Реагентами в свинцовых аккумуляторах служат диоксид свинца (PbO2) и свинец (Pb), электролитом - раствор серной кислоты. Они также называются свинцово-кислотными аккумуляторами. Недостатками кислотных аккумуляторов являются невозможность хранения в разряженном состоянии, трудность изготовления аккумуляторов малых размеров.

2. Никель-кадмиевые аккумуляторы (Ni-Cd). Реагентами в никель-кадмиевых аккумуляторах служат гидроксид никеля и кадмий, электролитом - раствор КОН, поэтому они именуются щелочными аккумуляторами. Применялись для питания портативной аппаратуры (сотовых телефонов, магнитофонов, компьютеров и т.д.), бытовых приборов, игрушек и т.д. Недостатком никель-кадмиевых аккумуляторов является применение токсичного кадмия.

3. Никель-железные аккумуляторы. Вместо кадмия в этих аккумуляторах используется железо. Из-за выделения водорода с самого начала заряда аккумуляторы производят только в негерметичном варианте. Они дешевле никель-кадмиевых аккумуляторов, не содержат токсичный кадмий, имеют длинный срок службы и высокую механическую прочность. Однако они характеризуются высоким саморазрядом, низкой отдачей по энергии, практически неработоспособны при температуре ниже -10 °С.

4. Никель-металлогидридные аккумуляторы (Ni-MH). Активным материалом отрицательного электрода является интерметаллид, обратимо сорбирующий водород, т.е. фактически отрицательный электрод является водородным электродом, у которого восстановленная форма водорода находится в абсорбированном состоянии. Удельная емкость и энергия никель-металлогидридных аккумуляторов в 1,5-2 раза выше удельной энергии никель-кадмиевых аккумуляторов, кроме того, они не содержат токсичный кадмий.

5 - Никель-цинковые аккумуляторы. Это щелочные аккумуляторы, у которых отрицательный электрод - цинковый. Удельная энергия никель-цинковых аккумуляторов примерно в 2 раза выше удельной энергии Ni-Cd аккумуляторов. Они характеризуются горизонтальной разрядной кривой, высокой удельной мощностью и относительно невысокой начальной ценой, однако ресурс их мал, поэтому массового применения не имеют. Применяются для питания портативной аппаратуры.

6. Литий-ионные аккумуляторы (Li-ion). В качестве отрицательного электрода применяется углеродистый материал, в который обратимо внедряются ионы лития. Активным материалом положительного электрода обычно служит оксид кобальта, в который также обратимо внедряются ионы лития. Электролитом является раствор соли лития в неводном апротонном растворителе. Аккумуляторы имеют высокую удельную энергию, высокий ресурс и способны работать при низких температурах. Благодаря высокой удельной энергии их производство в последние годы резко увеличилось. Выпускаются в цилиндрической и призматической формах. Они применяются в сотовых телефонах, ноутбуках и других портативных устройствах.

7. Литий-полимерные аккумуляторы (Li-pol). Анодом служит углеродистый материал, в который обратимо внедряются ионы лития. Активными материалами положительных электродов являются оксиды ванадия, кобальта или марганца. Электролитом является или раствор соли лития в неводных апротонных растворителях, заключенный в микропористую полимерную матрицу, или полимер (полиакрилонитрил, полиметилметакрилат, поливинилхлорид либо другие), пластифицированный раствором соли лития в апротонном растворителе (гель-полимерный электролит). По сравнению с литий-ионными аккумуляторами литий-полимерные аккумуляторы имеют более высокие удельную энергию и ресурс и лучшую безопасность. Применяются для питания портативных электронных устройств.

Саморазряд аккумуляторов.

Явление саморазряда характерно в большей или меньшей степени для всех типов аккумуляторов и заключается в потере ими своей емкости после того, как они были полностью заряжены в отсутствие внешнего потребителя тока. Для количественной оценки саморазряда удобно использовать величину потерянной ими за определенное время емкости, выраженную в процентах от значения, полученного сразу после заряда. За промежуток времени, как правило, принимается интервал времени, равный одним суткам и одному месяцу. Так, например, для исправных NiCD аккумуляторов считается допустимым саморазряд до 10% в течение первых 24 часов после окончании заряда, для NiMH - немного больше, а для Li-ION пренебрежимо мал и оценивается за месяц. Саморазряд в герметизированных свинцово-кислотных аккумуляторах значительно уменьшен и составляет 40% в год при 20 °С и 15% при 5 °С. При более высоких температурах хранения саморазряд увеличивается: при 40 °С батареи лишаются 40 % емкости за 4-5 месяцев.

3. Использование мускульной силы человека для обеспечения автономного функционирования систем электрического питания при помощи велотренажера

В современном мире тысячи людей ежедневно посещают всевозможные фитнес центры и тренажерные залы для поддержания хорошего физического состояния. При этом они добровольно тратят сотни калорий, выполняя физические упражнения - совершая механическую работу, которую можно эффективно использовать для зарядки аккумуляторов. В этом случае мускульную силу человека можно воспринимать как неиссякаемый источник энергии.

Гипотеза

Если к спортивному велотренажеру присоединить генератор переменного тока, то полученной энергии будет достаточно для функционирования электрических приборов самого тренажера, а также систем освещения и вентиляции спортивного помещения.

Схема экспериментальной установки: в задней части тренажера на площадке крепится генератор переменного тока, связанный цепью со звездочкой тренажера. При вращении педалей вращается вал генератора и вырабатывается переменный электрический ток, который преобразуется в зарядном устройстве в постоянный ток и служит для зарядки четырех аккумуляторов (АА или ААА) напряжением 1,2 Вольт.

Основные характеристики экспериментальной установки

Соотношение диметров звездочек: Ѕ. Средняя частота вращения звездочки: 1 об/сек при средней скорости вращения педалей тренажера 0,5 об/сек. Мультипликатор на валу генератора дает соотношение 1/10. Итого при вращении педалей с частотой 1 об/сек вал генератора вращается с частотой 20 об/сек.

Без нагрузки после выпрямителя используемый нами генератор выдает 3,82 В постоянного тока. С нагрузкой (лампочка накаливания) сила тока в цепи была 0,15 А, а напряжение 1,5 Вольт. Мощность генератора рассчитывается по формуле: Pг = ?I, где ? - ЭДС генератора, I - сила тока в цепи с нагрузкой.

Таким образом, мощность нашего генератора равна:

Pг = 0,23 Вт * с = 828 Вт*час

Для зарядки использовались аккумуляторные пальчиковые батареи: GP NiMH AA емкостью 1800 mAh; 1,2 Вольт. Емкость аккумулятора показывает, сколько времени аккумулятор сможет питать подключенную к нему нагрузку. Обычно емкость аккумулятора измеряется в Ампер-часах (Ah), а для небольших аккумуляторов - в миллиампер-часах (mAh). Емкость аккумулятора не характеризует полностью энергию аккумулятора, т.е. энергию, которая может быть накоплена в полностью заряженном аккумуляторе. Чем больше напряжение аккумулятора, тем больше накопленная в нем энергия. Электрическая энергия равна произведению напряжения на ток и на время протекания тока: W [Дж]= I [А] х U [В] х T [с]. Тогда энергия аккумулятора равна произведению его емкости на номинальное напряжение:

W [Вт*час]= E [А*час] х U [В].

В нашем случае Энергия одного аккумулятора:

W = 1,8 А*час x 1,2 B = 2,16 Вт*час

В качестве зарядного и измерительного прибора использовался Technoline (La Crosse) BC-700 (производство Германии).

· Поканальный заряд аккумуляторов с возможностью выбора режима (200-700 mA)

· Поканальный разряд аккумуляторов (100/250/350 mA)

· Возможность заряда аккумуляторов формата АА и ААА в любой комбинации.

· Cycle - разрядка аккумулятора с последующим зарядом

· Режим восстановления старых аккумуляторов

· Прерывание процесса заряда или разряда при перегреве аккумулятора

· Отображение режимов работы зарядного устройства на ЖК-дисплее для каждого аккумулятора отдельно (напряжение на аккумуляторе; время, затраченное на заряд или разряд; ток зарядки или разрядки; заряженная или разряженная ёмкость)

· Автоматически переходит в режим «капельной» зарядки по окончании цикла зарядки для поддержания ёмкости на максимальном уровне.

Нами была произведена следующая модификации: Стандартный блок питания зарядного устройства (3 В; 2,8 А) заменен на аналогичный блок питания, у которого удален трансформатор - остался только выпрямитель переменного тока.

Таблица 2. Стандартное время зарядки от бытовой сети 220 В.

Тип аккумулятора

Ёмкость, мАч

Ток зарядки, мА

Время зарядки

AA

2500

700

~3 часа 35 минут

500

~5 часов

200

~13 часов

AAA

700

700

~60 минут

500

~1 час 24 минуты

200

~3 часа 30 минут

Исследование зарядки от велотренажера с генератором:

Тип аккумулятора

Ёмкость, мАч

Ток зарядки, мА

Время зарядки

АА

1800

150

12 часов

ААА

850

150

10 часов

Средние значения электропотребления различных бытовых приборов:

Прибор Мощность Расход за деньВремя работы за день

Лампа энергосберегающая18 Вт 0,14 кВт*ч8 ч

Лампа накаливания60 Вт 0,48 кВт*ч8 ч

Компьютер75 Вт 0,45 кВт*ч6 ч

Холодильник75 Вт 1,8 кВт*ч24 ч

Телевизор100 Вт 0,4 кВт*ч4 ч

Для эксперимента мы взяли коммерческую люминесцентную лампу ЛПО46 Rastr мощностью 18 Вт и условное помещение площадью 50 м2., предназначенное под спортивный зал для тренажеров. Для этого помещения нам потребуется минимум 5 таких ламп.

Потребление 1 лампы в час: 18 Вт*час

5 ламп: 5 * 18 Вт*час = 90 Вт*час

Мощность одного аккумулятора АА 1800 мАч (1,2 В) = 2,16 Вт*час

Тогда для непрерывной работы 5 ламп на 1 час потребуется:

90 Вт*час / 2,16 Вт*час ? 41 аккумулятор

Заключение

Выполненные исследовательские работы по анализу новых источников энергии и конкретно на предмет использования мускульной силы человека для получения электрической энергии при помощи велотренажера и генератора показали:

1. Существующие альтернативные источники пока малоэффективны, а устройства для их использования дороги.

2. Использование велотренажера для зарядки аккумуляторов оправдано только для создания аварийного запаса электроэнергии. Блок из 10 аккумуляторов, соединенных последовательно, даст в сумме 12 В постоянного тока. Такой блок можно использовать для многих устройств с напряжением питания 12 В.

Литература

1. http://slovarozhegova.ru/word.php?wordid=36269.

2. Косинов Н.В., Гарбарук В.И. Энергетический феномен вакуума.

http://314159.ru/kosinov/kosinov6.htm

3. Р. Подольный. Нечто по имени ничто. М. 1983.

4. Н.В. Косинов. Физический вакуум и гравитация". Физический вакуум и природа. N4, 2000.

5. James L. Griggs, "Apparatus for Heating Fluids", U.S. Patent 5,188,090.

6. Н.В. Косинов. В.И. Гарбарук Мир подступается к вакуумной энергии. Физический вакуум и природа. N2, 1999.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Солнечные электростанции как один из источников преобразования электроэнергии, принципы и закономерности их функционирования, внутреннее устройство и элементы. Порядок преобразования солнечной энергии в электрическую. Оценка энергетической эффективности.

    презентация [540,5 K], добавлен 22.10.2014

  • Классические источники энергии, их характеристика. Виды и уровень развития альтернативных источников энергии, их основные достоинства и недостатки. Абсолютная и относительная сила мышц человека. Обзор устройств, работающих на мускульной силе человека.

    реферат [302,6 K], добавлен 24.06.2016

  • Основы энергосбережения, энергетические ресурсы, выработка, преобразование, передача и использование различных видов энергии. Традиционные способы получения тепловой и электрической энергии. Структура производства и потребления электрической энергии.

    реферат [27,7 K], добавлен 16.09.2010

  • Сущность и краткая характеристика видов энергии. Особенности использования солнечной и водородной энергии. Основные достоинства геотермальной энергии. История изобретения "ошейника" А. Стреляемым, принцип его работы и потребления энергии роста растений.

    презентация [911,5 K], добавлен 20.12.2009

  • Использование ветрогенераторов, солнечных батарей и коллекторов, биогазовых реакторов для получения альтернативной энергии. Классификация видов нетрадиционных источников энергии: ветряные, геотермальные, солнечные, гидроэнергетические и биотопливные.

    реферат [33,0 K], добавлен 31.07.2012

  • Использование разности температур воды и построение схемы ОТЭС, работающей по замкнутому и открытому циклу. Применение перепада температур океан-атмосфера. Прямое преобразование тепловой энергии. Преобразователи и баланс возобновляемой энергии волн.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 27.10.2011

  • Характерные особенности поверхностных волн на глубокой воде. Основы преобразования энергии волн. Преобразователи энергии волн. Колеблющийся водяной столб. Преимущества подводных устройств. Преимущества подводных устройств. Экология энергии океана.

    реферат [1,6 M], добавлен 27.10.2014

  • Распространение солнечной энергии на Земле. Способы получения электричества из солнечного излучения. Освещение зданий с помощью световых колодцев. Получение энергии с помощью ветрогенераторов. Виды геотермальных источников энергии и способы ее получения.

    презентация [2,9 M], добавлен 18.12.2013

  • Солнечная энергетика — использование солнечного излучения для получения энергии; общедоступность и неисчерпаемость источника, полная безопасность для окружающей среды. Применение нетрадиционной энергии: световые колодцы; кухня, транспорт, электростанции.

    презентация [4,5 M], добавлен 05.12.2013

  • Внутренняя структура протона. Закономерность структурогенеза протона. Энергия вакуума и протона. Эффект Лэмба-Ризерфорда и Казимира. Современные способы получения энергии. Основной этап и схема энергопреобразований в новом способе получения энергии.

    доклад [52,2 K], добавлен 20.01.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.