ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВЕТРОГЕНЕРАТОРА ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В БЫТУ ИЛИ СОЗДАНИЕ БИЗНЕСА

XV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВЕТРОГЕНЕРАТОРА ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В БЫТУ ИЛИ СОЗДАНИЕ БИЗНЕСА

Белобровкин Е.Е. 1
1БОУ ОО"Созвездие Орла"
Азарова Л.А. 1
1БОУ ОО"Созвездие Орла"
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

На нашем дачном участке электроэнергия подаётся нестабильно. Мы не раз сталкивались с перебоями электроэнергии и связанными с ними неудобствами и порчей техники. Учитывая, что дачный участок расположен на горе и поблизости нет высотных зданий, было принято решение изготовить ветрогенератор для дачи.

Цель работы:

изготовить ветряной генератор электроэнергии своими руками с минимальными трудовыми и финансовыми затратами.

Задачи:

1. Изучить законность установки ветрогенератора.

2. Проанализировать литературу и электронные ресурсы по устройству, принципу действия и технологии изготовления ветрогенераторов.

3. Проанализировать экономическую эффективность, реализации доработанного ветрогенератора.

Законность установки ветряного генератора

Для обеспечения электроэнергией дачи достаточно малой ветроэнергетической установки, мощность которой не превысит 1 кВт. Такие устройства в России приравнены к бытовым изделиям. Их установка не требует сертификатов, разрешений или каких-либо дополнительных согласований. Нами было выяснено, что в дачном кооперативе отсутствуют нормативные акты, касающиеся индивидуального энергосбережения, которые могли бы создать препятствия в установке и эксплуатации изготовленного ветряка. Наш дачный участок стоит обособлено, соседей нет, поэтому неудобства, связанные с использованием ветряка, никто не испытает.

Никакого налогообложения производства электроэнергии, которая расходуется на обеспечение собственных бытовых нужд, не предусмотрено. Поэтому маломощный ветряк можно устанавливать, вырабатывать с его помощью бесплатную электроэнергию, не уплачивая при этом государству никаких налогов.

Принцип работы ветряной установки

Ветроэлектрическая установка (ВЭУ) – это устройство, которое используется в целях преобразования кинетической энергии потока ветра в механическую энергию. Полученная механическая энергия вращает ротор и преобразуется в необходимый нам электрический вид.

В состав ВЭУ входят лопасти, образующие пропеллер; вращающийся ротор турбины; ось генератора и сам генератор; инвертор, который преобразует переменный ток в постоянный, использующийся для зарядки батарей; аккумулятор.

В процессе вращения ротора образуется трехфазный переменный ток, который затем проходит через контроллер и заряжает аккумуляторную батарею постоянного тока. Дальше инвертор преобразует ток, чтобы его можно было потреблять, питая освещение, радиоприемник, телевизор, микроволновую печь и так далее.

Принцип работы ветрогенератора заключается в следующем: в процессе вращения возникает три вида силового воздействия на лопасти: тормозящее, импульсное и подъёмное. Импульсная и подъёмная силы преодолевают тормозящую силу и приводят в движение маховик. На неподвижной части генератора ротор формирует магнитное поле, чтобы электрический ток пошел по проводам.

Часть энергии, полученной от ветрогенератора аккумулируется, а часть – потребляется.

Изготовление ветрогенератора

Было принято решение изготовить генератор вертикального типа. Основные преимущества генераторов вертикального типа заключаются в том, что их не требуется настраивать – потоки ветра не играют роли;
возможна установка ниже 4 метров. Единственный минус – сравнительно малый КПД. Причина проста – низкая скорость вращения ротора.

Вертикальный ветрогенератор своими руками собрать и обслуживать проще.

Для изготовления ветрогенератора необходимы материалы: генератор, вольтметр, светодиод, провода, лопасти, детали для корпуса и лопастей;
Инструменты: дрель со сверламиотверткапассатижи, молоток и т.п.

Основные компоненты системы:
1) Генератор – необходим для выработки переменного тока.
2) Лопасти приводят в движение вал генератора благодаря кинетической энергии ветра.

Изготовление корпуса:

Для изготовления корпуса потребовалось: профильная труба 15мм, 2 подшипника, шпилька. Профтруба была распилена по чертежу на части и сварена электрической дуговой сваркой. Получилась кубическая конструкция, на которой были укреплены подшипники и вал.

Изготовление лопастей.

Был приобретен лист оцинкованного металла, согласно чертежу, была произведена разметка и разрезка ножницами по металлу. Металлические лопасти были изогнуты под углом 45˚, и установлены на вал. Поставлена электроника и накинута ременная передача на вал. Конструкция покрашена краской.

Установка ветрогенератора

При установке ветрогенератора учитывались следующие параметры:

Высота мачты 5 метров. Учитывались ограничения на высоту индивидуальных построек и местонахождение дачного участка. Конструкция не сможет препятствовать перелетным птицам.

Созданная модель ветрогенератора максимально вырабатывает напряжение 7В, а средняя мощность 3,4Вт. Измерения проводились с помощью мультиметра.

Параметры создаваемого шума определялись при помощи шумомера, который показал 39 ДБ, что не превышает установленные шумовые нормы.

В идеале при создании ветряка должна быть предусмотрена защита от создания телепомех там, где устройство может такие неприятности обеспечить. К сожалению, созданная модель создает помехи. Мы собираемся ликвидировать источник помех, заизолировав корпус и некоторые детали.

Планируемые потребители ветрогенератора и планы по открытию бизеса

Потребителями будут являться жители отдалённых регионов России или граждане, живущие в деревнях, где отключили энерго снабжение из-за малого количества населения, или же обычные жители частных домов, которые хотят экономно распределять свои средства. Ниже предоставлены таблицы, которые показывают планируемые затраты и прибыл на открытие ИП и дальнейшего ведения.(без учета НДС, НДФЛ, налогообложения).

Элементы себестоимости

Элементы

1 г

2 г

3 г

4 г

5 г

Сырье и материалы

10 000,00р.

11 000,00р.

12 100,00р.

13 310,00р.

14 641,00р.

Покупные комплектующие

5 000,00р.

5 500,00р.

6 050,00р.

6 655,00р.

7 320,50р.

Заработная плата персонала

2 400,00р.

0,11р.

0,11р.

0,11р.

0,11р.

Отчисления на социальные нужды (30% от заработной платы).

720,00р.

0,03р.

0,03р.

0,03р.

0,03р.

Амортизация

81,52777778

81,52777778

81,52777778

81,52777778

81,52777778

Итого Производственная себестоимость

18 201,53р.

16 581,67р.

18 231,67р.

20 046,67р.

22 043,17р.

Коммерческие расходы

         

Полная себестоимость

18 201,53

16 581,67

18 231,67

20 046,67

22 043,17

Прибыль

         

Цена

18 201,53

16 581,67

18 231,67

20 046,67

22 043,17

Стоимость оборудования

Наименование

Сумма

Срок полезного действия

Амортизация

Циркулярная пила

20000

8

208,3333333

Инверторный сварочный аппарат

5000

6

69,44444444

Набор инструментов

8000

2

333,3333333

Шуруповерт

6000

5

100

Шлифмашинка

7 000,00р.

4

145,8333333

Итого

46 000,00р.

 

856,94р.

Прогноз финансовых результатов

Показатели

1 г

2 г

3 г

4 г

5 г

Выручка

2 520 000,00р.

2 898 000,00р.

3 332 700,00р.

3 832 605,00р.

4 407 495,75р.

Себестоимость

2 184 183,33р.

2 402 601,67р.

2 642 861,83р.

2 907 148,02р.

3 197 862,82р.

Аренда

240 000,00

264 000,00

264 000,00

264 000,00

264 000,00

Прибыль

95816,66667

231398,3333

425838,1667

661456,9833

945 632,93

Чистая прибыль

95 816,67р.

231 398,33р.

425 838,17р.

661 456,98р.

945 632,93р.

Вывод:

Рассмотрены преимущества ветроэнергетики, учтена экологическая чистота использования ветрогенератора, изучен принцип работы ветрогенератора и создана его действующая модель, а также некий план по развитию бизнеса.

Изготовленная модель ветрогенератора позволяет понять и изучить физические законы аэродинамики.

Использование ветрогенератора как источника электрической энергии оправдано. Созданная модель ветрогенератора реально вырабатывает напряжение 7В и мощность станции составляет 3,4Вт. Приведенные величины малы даже для бытового применения, но и размеры изготовленного мной устройства невелики, тем более, что это прототип. Для повышения производительности установки можно увеличить диаметр ротора, а также площадь лопастей, применить другие материалы для их изготовления. Изготовленную установку можно рассматривать в качестве вспомогательного источника электроэнергии или резервного, на случаи перебоев в линиях электропередач.

Литература

1 Ветроэнергетика, - под ред. Д. де Рензо, Москва, 1982 г.

2 Как создать источник питания своими руками, С.Б. Шмаков. – СПб.: Наука и техника, 2013 – 288

3 Массовая Радио-библиотека, Как сделать самому ветроэлектрический агрегат - Е.М. Фатеев, Госэнергоиздат, 1949г.

4 Секреты радиомастеров, А.П.Кашкаров. – М.: ИП «Радио Софт», 2010 – 320 с.

Просмотров работы: 115