XV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Солнечная энергия. Практическое применение
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Во дворе своего дома для освещения детской площадки и сада мы используем фонарики на солнечных батареях, которые мы купили в магазине. Фонарики яркие и хорошо все освещают. (Фото 1)
Фото 1
Мне было очень интересно, как без проводов и электричества получается свет. Папа сказал, что все дело в солнечных батареях и аккумуляторах. Я захотела узнать, как все это работает, это необычно. Мне стало интересно, смогу ли я сама использовать энергию солнца с помощью солнечных батарей.
Цель и задачи
Я поставила себе цель:
Изготовить устройство накопления энергии в домашних условиях.
Для достижения цели необходимо выполнить следующие задачи:
Узнать, какие виды энергии используются в современных условиях.
Изучить, как работает солнечная батарея.
Применить полученную солнечную энергию для питания бытовых приборов.
Исследовать достоинства и недостатки применения солнечных батарей.
Теоретическая часть
В современном мире для получения энергии используют следующие способы:
Сжигание газа либо угля (ТЭЦ).
Получение электричества за счёт движения воды - Гидроэлектроста́нция (ГЭС)
Атомные электростанции (АЭС)
Солнечные батареи.
Ветрогенераторы
Получение энергии при помощи ТЭЦ (сжигания газа или угля) отрицательно воздействуют на глобальное потепление и загрязнение земли: при добыче этих ископаемых происходят огромные выбросы углекислого газа и загрязнение подземных вод. Это плохо сказывается на многих животных, растениях и людях, осушается почва. При сжигании углеродов выделяются токсины, которые оседают на землю. В целом это сильно влияет на экологию и здоровье людей.
Солнце — это одна из звезд нашей галактики, которая является центром нашей Солнечной системы.
Солнце является самым большим источником энергии на всем земном шаре.
Солнечная энергия является безвредным источником энергии, поскольку она не выделяет загрязняющие вещества при получении энергии.
Солнечная энергия— это энергия, вырабатываемая солнцем в виде тепла и света. Солнечная энергия использовалась людьми с древних времен.
С помощью солнечных батарей (Солнечная батарея —фотоэлементы прямо преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток) можно получить экологически чистую энергию. (Рисунок 1, 2)
Рисунок 1 Рисунок 2
Электрический ток — это направленное движение заряженных частиц.
Солнечные батареи бывают различного размера: от встраиваемых в микрокалькуляторы до занимающих крыши автомобилей и зданий. Солнечные батареи крупного размера широко используются в регионах с большим количеством солнечных дней.
Практическая часть
Для изготовления устройства накопления энергии нам понадобились: солнечная батарея, аккумулятор, светодиодная панель, двигатель лего. (Фото 2, 3, 4).
Фото 2 Фото 2 Фото 3
Мы сделали блоки из Лего для:
солнечной батареи,
аккумулятора,
светодиодной панели,
двигателя.
На блоках мы сделали выводы «плюс» и «минус» с помощью проводов, болтов и магнитов. Магниты зафиксировали термоклеем к болтам, для удобства соединения блоков. (Фото 5)
Фото 5
На каждом блоке сделали цветную маркировку красного цвета + (плюс) и синего цвета – (минус). При соединении блоков нужно совмещать маркировку.
При соединении плюса и минуса солнечной батареи соответственно к плюсу и минусу аккумулятора он будет заражаться.
При соединении плюса и минуса солнечной батареи соответственно с плюсом и минусом светодиодной панели, питание будет от солнечной батареи идти напрямую при наличии солнечного света. Это даст нам источник света.
На сборку и доработку устройства накопления энергии ушло около недели. В итоге мы получили аккумулятор, который заряжается от солнечной энергии.
К заряженному устройству накопления энергии я поочерёдно подключала различные электроприборы: лампочку, фонарик, мини двигатель, телефон (для зарядки). Все приборы работали. Такой аккумулятор удобен тем, что ег
о можно использовать в любое время суток. (Фото 6).
Фото 6
Для выяснения времени за которое зарядится аккумулятор я провела следующий эксперимент:
В безоблачный день заряжала устройство в течение двух часов. Затем зарядила от аккумулятора сотовый телефон. Этой энергии хватило на зарядку 50 % телефона.
В облачный день заряжала устройство в течение 5 часов. Энергии хватило на 20 % телефона.
Значит, время заряда аккумулятора от энергии Солнца зависит от облачности.
Заключение и выводы
Изучая тему солнечной энергии, я узнала много нового и интересного.
Мне удалось сделать устройство накопления энергии. В ходе работы я пришла к следующим выводам:
Энергия Солнца - альтернативный источник энергии, безопасный и вечный.
Солнечные батареи работают только днём. Но благодаря аккумулятору, энергию можно сохранить и воспользоваться ей в нужное время.
Достоинства солнечной энергии:
доступность и неисчерпаемость источника энергии;
безопасность для окружающей среды.
Недостатки солнечной энергии:
Зависимость от погоды и времени суток;
Необходимость периодической очистки, отражающей/поглощающей поверхности от загрязнения.
Список источников информации
В.И. Виссарионов, Г.В. Дирюгина, В.А. Кузнецова, Н.К. Малинин «Солнечная энергетика»
wikipedia.org/wiki/Солнечная_энергетика