Использование эффекта Кармана для получения возобновляемой энергии

Сегодня представить современный мир без использования электричества – невозможно. Есть множество установок для получения электричества, но только 17% экологически чистые, а все остальные установки не только не загрязняют атмосферу, но и используют ресурсы, которые имеют свойство заканчиваться. Поэтому человечество вынужденно искать способы выработки электричества из возобновляемых источников энергии. Одними из самых «чистых» способов выработки электроэнергии – это преобразовывать энергию течения воды, солнечную энергию и энергию ветра. Сегодня принцип работы большинства ветрогенераторов – преобразовывать движение ветра во вращательное движение, а затем вращательный момент в электричество. Главная цель нашей работы – найти способ получения электричества используя разрушительный эффект Кармана. Перед собой поставлены следующие задачи: Изучить причины возникновения эффекта Кармана; изучить способ выработки электричества; основанный на законе Фарадея; собрать установку для получения электричества используя эффект Кармана; исследовать параметры влияющие на эффективность установки; провести анализ полученных данных. Исследовав закон Фарадея на примере одной катушки, мы заметили возникновение переменного тока. Преобразовав его в постоянный, используя диодный мост, и выпрямив, используя конденсатор, мы получили устойчивый постоянный ток, который можно использовать по своему назначению. Проведя серию экспериментов, были выявлены следующие зависимости: с уменьшением длины трубы частота колебаний увеличивается; с увеличением массы частота колебаний уменьшается; с увеличением частотой колебаний напряжение увеличивается; с увеличением диаметра катушки напряжение увеличивается; с увеличением количества витков, напряжение увеличивается. В результате была собрана установка, которая преобразовывает энергию ветра в электрическую энергию с помощью эффекта Кармана и закона электромагнитной индукции. Сравнивая нашу установку с традиционным ветрогенератором, есть следующие преимущества: 1) Для нашей установки неважно с какой сторону будет дуть ветер, в то время в традиционных ветрогенераторах необходимо, чтобы поток воздуха был направлен в лицевую сторону лопастей. Таким образом если при одинаковом потоке воздуха наша установка будет вырабатывать меньше электроэнергии, но она будет работать при любом направлении воздуха. 2) Подобные установки можно располагать на небольшом расстоянии друг от друга, и на практике было выявлено, что амплитуда колебаний последующих установок больше, соответственно больше вырабатываемое электричество, так как на вторую трубу уже попадает завихрённый воздух. Таким образом, располагая установки близко друг к другу, мы выигрываем в вырабатываемом электричестве на единицу площади. 3) Установка не создаёт шум, который создаёт традиционный ветрогенератор, а также при попадании птицы во вращающиеся лопасти, она погибает. Повысить эффективность установки можно: заменив ферритовые магниты на неодимовые; уменьшив массу трубы; увеличив длину, диаметр трубы и жёсткость пружины. Масштабировав модель, безлопастной ветрогенератор, можно использовать не только на ветряных станциях, но и на крышах частных домов, таким образом можно частично перейти от не возобновляемых источников энергии, к возобновляемым. Литература: 1. Демонстрационный эксперимент по физике в старших классах средней школы. Пособие для учителей. / В. А. Буров [и др.] – Минск: Просвещение, 1972. 2. Физика : учеб. Пособие для 11-го кл. / В. В. Жилко, Л. Г. Маркович – Минск : Народная асвета, 2014. 3. Физика : учеб. Пособие для 10-го кл. / Е. В. Громыко [и др.] – Минск : Адукация и выхаванне, 2013. 4. Физика: Учеб. для 11 кл. / Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев – Минск: Просвещение, 1997. 5. Физика: Учеб. для 11 кл. / Н. М. Шахмаев, С. Н. Шахмаев – Минск: Просвещение, 1993. 6. Физика: Справ. Материалы: Учеб. Пособие для учащихся. – Минск: Просвещение, 1991. 7. Интернет источники.

• Цели
• Задачи
• Актуальность
• Результаты
• Применение
• Оборудование