Сталий розвиток суспільства: запорізький регіональний досвід: монографія


Наукові розробки творчої групи А. М. Андрєєва в галузі енергозбереження: модель хвильової енергетичної установки (В. В. Терновой, Вл. В. Терновой)



Сторінка51/61
Дата конвертації23.10.2016
Розмір6.43 Mb.
1   ...   47   48   49   50   51   52   53   54   ...   61

3.6. Наукові розробки творчої групи А. М. Андрєєва в галузі енергозбереження: модель хвильової енергетичної установки (В. В. Терновой, Вл. В. Терновой)


У наш час проблема енергозбереження, раціонального використання природних ресурсів, а також розвитку альтернативної енергетики є як ніколи актуальною. У її розв’язанні важлива роль належить освіті і вихованню молоді. При цьому на фізику як на навчальний предмет покладено особливу задачу, оскільки фізика (як наука) виступає фундаментом для технічного розв’язання окресленої проблеми.

Тому перед учителем постає важлива задача використання у навчальному процесі відповідних інноваційних підходів до ознайомлення учнів з програмним матеріалом, що розкриває практичне застосування фізичних явищ, законів і теорій у галузі енергозберігаючих технологій та передбачає вивчення відповідних пристроїв (приладів, механізмів, машин тощо). Неабияке значення для цього відіграє розгляд діючих моделей конкретних пристроїв. Проте на сьогодні у переліку демонстраційного шкільного обладнання майже відсутні пристрої (моделі або макети), які б дозволяли продемонструвати учням технічні рішення у галузі альтернативної енергетики.

Наші попередні дослідження, які стосуються вказаної проблеми, були пов’язані з розробкою методичного підходу до формування в учнів компетентностей у галузі енергозбереження у процесі вивчення фізики. Серед інших форм учнівської роботи, передбачених цим підходом, нами використовується (як на уроках, так і у позакласній роботі) науково-дослідницька та винахідницька діяльність старшокласників. Її об’єктом є удосконалення існуючих і розроблення нових технічних рішень і заходів у галузі енергозберігаючих технологій (наприклад, пристроїв, які використовують альтернативні джерела енергії). Не зупиняючись тут на особливостях організації та управління такою діяльністю, зазначимо, що вже є певні результати, що вказують на ефективність зазначеного підходу.

Одним з таких прикладів є створення учнями експериментальної групи нової конструкції хвильової енергетичної установки (хвильової електростанції), на яку отримано патент на корисну модель [84]. Цю розробку можна застосовувати не лише за її прямим призначенням (яке полягає у перетворюванні механічної енергії хвиль на поверхні водоймищ в електричну), але й використовувати у навчальному процесі з фізики (зокрема, у демонстраційному експерименті).

Одним з існуючих видів альтернативних (поновлюваних) джерел енергії є хвилі на поверхні водоймищ (океанів, морів, повноводних річок). Для перетворення енергії хвиль в механічну чи електричну енергію вже існують чимало конструкцій хвильових енергетичних установок. Так, деякі ідеї щодо перетворення енергії хвиль в електричну енергію наведені у [34, с. 115]. Одним з перспективних варіантів використання хвильових енергетичних установок є автономне енергозабезпечення бакенів, буїв і маяків, що вказують напрямок руху кораблям.

Проте хвильова енергетика розвивається досить повільно через велику кількість технічних проблем, з якими пов’язане перетворення механічної енергії хвиль в електричну. Серед них: розосередження енергії на великій площі; непостійне хвилевідтворення; низька швидкість руху хвиль при значній силі їхньої дії. Крім того, існуючі хвильові енергетичні установки мають ще й конструктивні недоліки (на яких ми тут не зупинятимемося).



Технічний опис хвильової енергетичної установки. Конструкція. Установка містить (див. Рис. 3.14): лопаті 1, що жорстко закріплені з одного боку на вісях-спицях 2; вал 3; муфту 4; підшипники 5; підвищувальний редуктор 6; електрогенератор 7; кожух 8; стойку 9; штангу 10; шток 11, шарнірно з’єднаний зі штангою 10; кронштейн 12, який з одного боку прикріплено до штока 11, а з іншого до стойки 9; концентратор потоку води 13 з направляючими лопатками 15 (див. Рис. 3.14, б), що з’єднаний зі стойкою 9 за допомогою тримачів 14; плавучість 16 (яку на рис. 1 не зображено).

Лопаті, які закріплені з одного боку на вісях-спицях, та муфта утворюють лопатевий гвинт, який з’єднаний з нижнім кінцем валу, що встановлений у підшипниках стойки, і є, у свою чергу, складовими частинами гвинтового перетворювача енергії. Лопаті гвинта виконані гнучкими та пружними, а їх кількість повинна бути не менше двох.



Верхній кінець валу з’єднаний з підвищувальним редуктором, який механічно з’єднаний з генератором. Підвищувальний редуктор та генератор, які розташовані в кожусі, утворюють енергетичний блок. Концентратор потоку води захищає лопатевий гвинт від механічних ушкоджень. Кожух запобігає попаданню вологи та пилу до підвищувального редуктора і генератора. Штанга жорстко закріплена до плавучості.

Принцип дії. Хвильова установка тримається на воді за допомогою плавучості (нею можуть виступати спеціальні камери, буї, човни тощо) (див. Рис. 3.15). При виникненні хвиль на поверхні водоймища плавучість здійснює коливальний рух. За допомогою штанги цей рух передається шарнірно з’єднаному з нею штоку. При цьому розмах зворотно-поступального руху штока пропорційний довжині штанги. Стойка, яка жорстко з’єднана зі штоком за допомогою кронштейна, повторює зворотно-поступальний рух штока. Цей рух передається валу, встановленому у підшипниках стойки і лопатям, які мають змогу рухатися мов «риб’ячий хвіст».

Каталог: jspui -> bitstream -> 123456789
123456789 -> Використання науково-технічних бд у наукових дослідженнях Васильєв О. В., к т. н
123456789 -> Розвиток банківського споживчого кредитування
123456789 -> Реферат дипломна робота містить 128 сторінок, 17 таблиць, 21 рисунок, список використаних джерел з 108 найменувань, 6 додатків
123456789 -> Методичні рекомендації до організації самостійної роботи студентів заочної форми навчання
123456789 -> Методичні рекомендації для студентів денної форми навчання Оздоровче і прикладне значення занять
123456789 -> «Аналіз розподілу та використання прибутку банку»


Поділіться з Вашими друзьями:
1   ...   47   48   49   50   51   52   53   54   ...   61




База даних захищена авторським правом ©uchika.in.ua 2020
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка