Pokaz sprzętów zakupionych w ramach projektu ekopracownia

70% naszej Ziemi zajmuje woda. Jest niezbędna do istnienia życia. Strumień woda były też wykorzystywany do zamiany energii wody na energię mechaniczną. Urządzeniem które tego dokonywało było koło wodne. Początkowo koło wodne wykorzystywane było jako mechanizm do napędzania młyna. Z biegiem lat wykorzystano koło wodne do produkcji energii. Rozwój techniczny w wieku XIX oraz wynalezienie turbin wodnych przez Peltona, Kaplana przyczyniły się do większego zastosowania w produkcji energii elektrycznej.

W obecnej chwili, gdy świat stoi u progu ekologicznej katastrofy, szuka się ekologicznych źródeł energii i do jednych z nich zalicza się energetykę wodną. „Obecnie w Polsce ponad 28% energii elektrycznej produkowanej w technologii wykorzystującej Odnawialne Źródła Energii, pochodzi właśnie z energetyki wodnej (URE). Stanowi to zaledwie niecałe 2% w całkowitej produkcji energii elektrycznej w Polsce (CIRE).”¹ W Polsce pracuje ponad 700 elektrowni wodnych o łącznej mocy około 1000MW. Największa znajduje się w Żarnowcu² na rzece Pisanica o mocy ponad 700MW. W większości są to małe elektrownie. Dla porównania największa obecnie elektrownia wodna na świecie zlokalizowana jest w Chinach, a moc tej elektrowni to 22,5 GW.³

Rodzice są na etapie projektowania ogrodu, ogród ma być oświetlony za pomocą punktowych źródeł światła, dlatego postanowiłem sprawdzić czy nie można samemu wyprodukować energie elektryczną. Postanowiłem zbudować model młynu wodnego i sprawdzić ile energii można wyprodukować podczas spadku wody z niedużej wysokości.

Układ pomiarowy:

Model koła wodnego, stoper, miernik prądu elektrycznego, miara

Przebieg pomiarów:

• Do generatora zamieniającego energie mechaniczna na energie elektryczna podłączyłem miernik do pomiaru napięcia.
• Mierzymy długość  przepływu wody, a następnie różnice poziomów w wysokości.
• Odmierzyć ilość wody w zbiorniku górnym.

Mierzymy ilość spadku wody w jednostce czasów zależności od wysokości.

 

Wniosek z obserwacji:

Wzrost wysokości powoduje zwiększenie szybkości obrotu koła, a szybkość obrotu koła powoduje zwiększenie szybkości obrotu wirnika generatora wytwarzającego prąd elektryczny.

Ze wzrostem wysokości rośnie się energia potencjalna, która następnie zostaje zamieniona na energie mechaniczna podczas spadku wody. Obracające się koło wprowadza w ruch urządzenie wytwarzające prąd, a wartość prądu zależy od szybkości obrotu.

 

Obliczanie mocy elektrowni

Moc małych elektrowni wodnych, a do takich należy zaliczyć koło wodne w ogrodzie można obliczyć ze wzoru:

Moc = ƞ ϱ g Q H

 

ƞ – sprawność uzyskiwana z energii wody, dla turbin jest to około 80%

ϱ  – gęstość wody

g – przyspieszenie ziemskie 9,81m/s² Q – przepływ wody m³/s

H – różnica poziomów

 

                    

Bibliografia:

https://www.youtube.com/watch?v=WKeIlsxtbv0

Elektrownia wodna w ogrodzie.

Czy warto mieć niewielką, ale własną elektrownię wodną? Na to pytanie odpowiemy po przeprowadzeniu serii eksperymentów.

Perspektywa uzyskania darmowego prądu z własnej elektrowni wodnej jest niewątpliwie kusząca. Ale czy opłacalna? Co trzeba mieć, aby taką elektrownie wodą zbudować.

Wykład na temat energii uzyskanej z przepływu wody. Jak uzyskać własny prąd z elektrowni wodnej. Budowa elektrowni wodnej w ogrodzie. Przeprowadzenie pomiarów, analiza wyników i przedstawienie wniosków.

Efektem końcowym będzie opracowanie informacji na temat jak zbudować własną elektrownie wodną w ogrodzie oraz przedstawienie wyników pomiarów opłacalności budowy elektrowni wodnej.

Czy warto mieć niewielką, ale własną elektrownię wodną?

Perspektywa uzyskania darmowego prądu z własnej elektrowni wodnej jest niewątpliwie kusząca. Jest to jednak możliwe jedynie w bardzo sprzyjających okolicznościach lokalizacyjno-przyrodniczych oraz przy dużym zamiłowaniu do majsterkowania przynajmniej jednego z domowników. Ale nawet wtedy nie będzie to raczej przedsięwzięcie opłacalne finansowo.

Prąd z własnej elektrowni wodnej należy do grupy dobrze notowanych w środowisku ekologicznym odnawialnych źródeł energii. Na jej zrobienie można jednak zdecydować się tylko wtedy, gdy przez naszą działkę przepływa odpowiednio duży strumień, a ona sama położona jest w terenie raczej górskim niż nizinnym.

Wtedy na brzegu strumienia możemy zainstalować niewielką elektrownię wodną, która będzie zasilana przepływającym strumieniem wody. Nie jest to jednak takie proste, bo ze zrozumiałych względów każda taka elektrownia jest urządzeniem oryginalnym, dostosowanym do konkretnych warunków, więc nie da się jej raczej kupić w zestawie do składania.

Koło wodne, na przykład nasiębierne trzeba będzie zrobić samemu lub zamówić w zakładzie ślusarskim. Także z wyborem odpowiedniej prądnicy mogą być problemy, ponieważ obroty koła nie są stałe, lecz zależą od ilości wody w strumieniu i szybkości jej przepływu. Zmienne obroty koła powodują także, że uzyskamy z niej prąd o sporych wahaniach napięcia.

Jeśli będziemy chcieli oświetlać nim dom, to powinniśmy zastosować lampy LED, które dadzą światło nawet przy napięciu 80-100 V. Energię elektryczną z własnej elektrowni możemy oczywiście – po zastosowaniu prostownika – gromadzić w 12-woltowych akumulatorach. Potem możemy ją przetwarzać na prąd o napięciu 230 V i zasilać nią na przykład telewizor lub komputer.

Trzeba jednak zdawać sobie sprawę, że własna elektrownia nie jest pewnym źródłem prądu elektrycznego. Latem z powodu suszy może w strumieniu zabraknąć wody, a zimą pokrywa się on lodem. Do tego dochodzą jeszcze czas poświęcony na konserwację elektrowni i związane z tym wydatki na części, smary itp.

Jak z tego widać własna elektrownia wodna to pomysł przede wszystkim dla hobbystów…

Zrobienie własnej elektrowni wodnej warto więc raczej rozważać jedynie wtedy, gdy na działce nie ma prądu, a jego doprowadzenie do naszej nieruchomości przez Zakład Energetyczny wymagałoby od nas sporych wydatków. Ale i w takiej sytuacji przeważnie bardziej będzie się opłacało postawić na agregat prądotwórczy, nawet gdyby z powodu intensywnej eksploatacji trzeba go co kilka lat wymieniać na nowy. Pewne jest bowiem, że wyprodukowany przez niego prąd będzie miał stabilne parametry, niezależnie od pory roku i stanu wody w strumieniu. Ważne jedynie, żeby zawsze mieć na działce odpowiedni zapas paliwa…

Dopiero w drugiej kolejności warto rozważyć zamontowanie ogniw fotowoltaicznych. Ale i tutaj trzeba rzecz przemyśleć pod kątem ekonomicznym. Jedno jest bowiem pewne – bez względu jakie będą ustawy, bez doprowadzonej do działki instalacji elektrycznej, nie będziemy mogli sprzedawać prądu do sieci.