Школьник из Пятигорска Ставропольского края Никита Пуршев предложил использовать ветрогенераторы в вентиляционных шахтах
Моё изобретение – это не само устройство. Я придумал полезное инженерное решение. Ветрогенераторы существуют уже давно. Их устанавливают на открытом пространстве, чтобы механическую энергию ветра превращать в электрическую. Вот я и подумал: есть же вентиляционные шахты, в которых постоянно идёт поток воздуха, в этой трубе можно установить миниатюрный ветрогенератор и полученную энергию использовать, например, для освещения комнаты. Такое решение не позволит полностью перейти на автономный источник энергии, но поможет сэкономить на коммунальных платежах.
О конкурсе
Я учусь в школе №28 и на базе школы посещаю энергогруппу – это факультатив для тех, кто в будущем хочет выбрать профессию, связанную с энергетикой. К нам приходят учителя, которые работают энергетиками, рассказывают про эту сферу, про профессии, готовят к экзаменам по физике и математике. Преподаватель порекомендовал нам поучаствовать в Конкурсе инженерных решений, придумать что-то новое, что поможет людям облегчить жизнь. Тема – возобновляемые источники энергии. Конкурс проводится по всей России. С этим проектом я уже вышел в финал.
Об устройстве
Устройство, которое я представил на конкурс, это рабочий макет для демонстрации, поэтому электричества оно выдаёт немного. В производстве я использовал деревянный каркас, вентилятор для компьютерной системы охлаждения, магниты, провода, медные катушки и лампочку накаливания.
Принцип работы простой: поток воздуха крутит лопасти, вращение передаётся по оси на ротор с магнитами, магниты вращаются в области статора, оснащённого медными катушками, электричество генерируется магнитным полем и с катушек по проводам подаётся на лампочку, лампочка начинает гореть.
О мощности
В принципе, даже этот макет позволит освещать комнату. Я использовал лампочку накаливания мощностью около 2 ватт. В реальности предполагается, что электричество будет поступать в осветительный прибор не напрямую, оно будет накапливаться в аккумуляторах. А теперь возьмём, к примеру, комнату, которая освещается экономичной светодиодной лампой мощностью в 8 ватт. Это в 4 раза больше, чем мощность лампочки на моём макете. Но ведь комнату мы освещаем не постоянно, а только в тёмное время суток, и то когда не спим, только тогда, когда находимся в этом помещении. Таким образом, собранной за сутки энергии потребителю должно хватить.
То есть даже моя маленькая упрощённая конструкция способна выполнять реально полезную функцию. У полноценной рабочей модели и материалы, и размеры будут другими. Эффективность конструкции зависит от высоты здания и от диаметра вентиляционной трубы.
Об области применения
Такую систему желательно применять в высотном здании, где много этажей. Например, офисные здания или жилые многоэтажки. В длинных вентиляционных шахтах поток воздуха быстрее, за счёт этого лопасти будут быстрее крутиться, больше будет вырабатываться энергии. Проходя через устройство, воздух поднимается выше, так что в одну трубу можно устанавливать несколько таких генераторов. Только нужно рассчитать их оптимальное количество, чтобы не создать слишком большое сопротивление воздушному потоку.
В проекте я рассматривал системы естественной вентиляции, они работают за счёт природного перепада давления. В системах с принудительной вентиляцией такие генераторы тоже можно использовать, только нужно тщательно рассчитать коэффициент полезного действия. Устройство всё же создаёт некоторое сопротивление потоку, и возможно, что на преодоление этого сопротивления будет тратиться дополнительная энергия. Количество этой дополнительной энергии не должно превышать количество энергии, полученной от ветрогенератора.
С учётом этого систему можно использовать и в водопроводных трубах. Принцип тот же: перевод механической энергии потока в электрическую. Макет устройства для водопровода сложнее в реализации, поэтому для презентации проекта я выбрал вентиляционную систему.
О профессии
Мне больше нравятся технические предметы: математика, физика. Мои папа и дедушка – энергетики. Хочу пойти по их стопам. Я считаю эту профессию перспективной, особенно в свете современных запросов на альтернативные источники энергии. Уверен, в будущем в этой сфере меня ждёт много интересного. Занятия в энергогруппе, участие в конкурсах – всё это поможет мне при поступлении в технический вуз. Сейчас я перешёл в 11-й класс, теперь в группе нам будут более углубленно рассказывать о разных направлениях и профессиях, так что к выбору специализации я подойду осознанно.
