Источники солнечной энергии. Баюров Иван, Панов Александр

ГОУ СОШ «Школа надомного обучения» №367
Зеленоградский окружной фестиваль
научно-технического творчества
Конкурс проектно - исследовательских
работ школьников
«Этот удивительный мир»
Номинация:_от замысла к изобретению
Направление: естественнонаучное
Название конкурсной работы:
«Источники солнечной энергии»
Авторы: Баюров Иван, 16лет, 10 класс
Панов Александр, 16лет, 10 класс
Талалихин Илья, 16лет, 10 класс
Научный руководитель: Лашкарева Л.Д.
Москва, 2010
Страница 1
ГОУ СОШ «Школа надомного обучения» №367
Оглавление
I. Введение
II. Основная часть
3 стр.
6 стр.
1) Этапы сбора экспериментальной
установки
2) Экспериментальное определение
энергии и мощности установки
3) Определение мощности солнечной
батареи
4) Расчет КПД установки
III. Заключение
IV.
Источники информации
9 стр.
10 стр.
Страница 2
ГОУ СОШ «Школа надомного обучения» №367
I Введение
Одной
проблем,
из
важнейших
стоящих
человечеством,
проблема
является
источников
энергии.
энергии
перед
Потребление
растёт
столь
быстро, что известные в
настоящее
время
топлива
запасы
окажутся
исчерпанными
в
сравнительно короткое время.
Например, надежно подтверждаемых запасов угля может хватить
примерно на 350 лет, нефти – 40 лет, природного газа – на 60 лет.
Проблему “энергетического голода” решает с использованием
энергии так называемого возобновляемых источников (энергии рек,
ветра и солнца).
Солнечная энергетика — использование солнечного излучения для
получения энергии в каком-либо виде. Солнечная энергетика
использует возобновляемый источник энергии и в перспективе
может стать экологически чистой, то есть не производящей вредных
отходов.
Ныне солнечная энергетика широко применяется в случаях, когда
малодоступность других источников энергии в совокупности с
изобилием солнечного излучения оправдывает её экономически.
Страница 3
ГОУ СОШ «Школа надомного обучения» №367
Энергия Солнца – энергия будущего
Солнце – это самый сильный источник энергии на нашей планете.
Без солнечного тепла и света любая жизнь на Земле не была бы
возможна.
Она необходима для передвижения транспорта и
приготовления пищи, для работы и отдыха, для обогрева и
охлаждения помещений.
Преобразование солнечной энергии в электрическую имеет
массу достоинств. Прежде всего, это 100% надёжность – Солнце от
нас никуда не денется по прогнозам учёных ещё несколько
миллиардов лет. Также это чистый и соответственно безопасный
для здоровья источник энергии
В наше время использование солнечного электричества уже
широко распространено. В отдаленных местах, куда дотянуть
кабель от электростанций стоит очень дорого, а иногда и просто
невозможно, используют солнечную энергию. Это отдалённые
фермерские хозяйства, отдельно стоящие обитаемые острова,
морские и космические станции. По данным печати более 7
миллионов домов по всему миру оборудованы источниками энергии
на солнечных батареях.
В
нашем
использования
проекте
мы
рассматриваем
перспективу
солнечной батареи для подъема лифта в
коттедже. Эту модель лифта целесообразно использовать в
доме, где живут люди с ограниченными возможностями
движения.
Страница 4
ГОУ СОШ «Школа надомного обучения» №367
Страница 5
ГОУ СОШ «Школа надомного обучения» №367
Цели и задачи:
1. Собрать модель, в которой солнечная батарея приводит в действие
мотор для подъема груза.
2. Определить экспериментально работу и мощность установки.
3. Рассчитать мощность солнечной батареи .
4. Определить КПД установки.
Метод исследования: экспериментальный
Страница 6
ГОУ СОШ «Школа надомного обучения» №367
II. Основная часть
1. Сбор экспериментальной установки из конструктора LEGO
Рис. Авторы проекта в процессе создания экспериментальной установки.
2. Определение мощности установки.
А) Подвешиваем грузы на веревку и определяем максимальный вес поднимаемый
установкой
Б) Определяем высоту и время подъема
В) Рассчитываем энергию и мощность установки
Энергия:
№
Мощность:
W=FS
Сила (Н.)
Высота
подъема (м)
1
2
3
Время Среднее
(с)
N= W/tср
Работа
Мощность
время
(Дж)
(Вт)
6.8
0.27
0.04
6.6
0.8
0.34
6.7
7.0
Рис.1 Модель экспериментальной установки до и после подъема лифта
Страница 7
ГОУ СОШ «Школа надомного обучения» №367
3. Определение мощности солнечной батареи.
1) Световой поток
Ф = ES
E - освещенность (Лк)
S – площадь солнечной панели
2) Сила света
= 36*10-6м2
I = Ф/4π
3) Мощность светового потока
Р = IS
4) В результате получаем формулу для расчета мощности
P = ES2 /4π
5) С помощью устройство «Архимед» определяем освещенность датчиком
освещенности
E = 150кЛк
6) В результате расчета получаем
P = 0,4Вт
Рис.2 Показание самописца освещенности на экране мобильной лаборатории
«Архимед»
Страница 8
ГОУ СОШ «Школа надомного обучения» №367
Рис. 3 Схема экспериментальной установки для определения освещенности
Солнечная
батарея
Источник
света
Площадка
лифта
Датчик
освещенности
4. Расчет КПД установки
КПД = N/P
КПД = 0.04Вт/0.4Вт = 0.1
КПД = 10%
Страница 9
ГОУ СОШ «Школа надомного обучения» №367
III. Заключение
Результаты исследования:
1)Установка совершала работу 0.8Дж , мощность установки равна 0.04Вт
2) Мощность солнечной батареи равна 0.4Вт
3) КПД установки равно 10%
Выводы:
1)Данную установку можно использовать в реальных условиях, в том числе в
домах, где проживают люди с ограниченными двигательными возможностями.
2) Достоинство использование солнечной энергии заключается в том, что эта
энергия доступна и неисчерпаема.
3)Солнечная энергия экологически чистая, так как не производит вредных
отходов.
Страница 10
ГОУ СОШ «Школа надомного обучения» №367
IV. Источники информации
1. Свободная энциклопедия – Википедия, http://ru.wikipedia.org
2. Физический справочник «Фотометрия», Л., 1983,-186 стр.
3. Перышкин А.В., Гутник Е.М., Физика: Учебник для 9 класса
общеобразовательных учреждений, М., 2004, - 256 стр. с ил.
Страница 11