Báo cáo dự án KHKT cấp tỉnh "Sử dụng năng lượng gió thắp sáng buôn làng"

Đề tài sử dụng năng lượng gió thắp sáng buôn làng do nhóm HS khối 11 thực hiện Dự án dự thi ý tưởng khoa học kỹ thuật tỉnh Đắk Lắk năm 2018. Nội dung báo cáo đã xóa ảnh cá nhân để không vi phạm quyền riêng tư của tác giả.

BÁO CÁO TÓM TẮT ĐỀ TÀI Sử dụng lượng gió thắp sáng bn làng Lý chọn đề tài Máy phát điện sử dụng lượng gió nhà khoa học nước nghiên cứu, chế tạo thành công Tuy nhiên giá thành cao, không phù hợp với điều kiện kinh tế hộ nghèo bn người đồng bào Nhóm chúng em đặt mục tiêu phải lắp ráp máy phát điện sử dụng lượng gió từ vật liệu máy móc có sẵn, rẻ tiền, dễ lắp ráp để có nguồn điện “miễn phí” thắp sáng bn làng Đó lí để nhóm chúng em định nghiên cứu đề tài: “ Sử dụng lượng gió thắp sáng bn làng” Tính – tính sáng tạo đề tài Máy phát điện gió thị trường có nhiều giá thành cao, không phù hợp hộ đồng bào dân tộc thiểu số Nhóm chúng em nghiên cứu, lắp ráp máy phát điện gió giá rẻ, đơn giản, phù hợp với vùng đồng bào dân tộc thiểu số Đó điểm mới, sáng tạo đề tài Mục tiêu Lắp ráp máy phát điện sử dụng lượng gió từ vật liệu có sẵn, rẻ tiền để thắp sáng buôn làng Phương pháp thực Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Phân tích, tổng hợp hệ thống hóa vấn đề lí luận nguồn lượng gió, máy phát điện gió, sách, báo, thơng tin Internet có liên quan đến vấn đề nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Thiết kế phương án, vẽ sơ đồ nguyên lí, sưu tầm thiết bị, lắp ráp, thử nghiệm đo đạc kết quả, Những kết nghiên cứu đạt - Lắp ráp thành công máy phát điện lượng gió từ vật liệu, thiết bị rẻ tiền - Hệ thống máy phát điện gió có giá thành rẻ, tự lắp theo sơ đồ hướng dẫn để sử dụng lượng điện "miễn phí" thắp sáng bn làng xa xơi, hộ gia đình đồng bào dân tộc thiểu số chưa có điện Kết luận Sau thời gian nghiên cứu, tìm tịi với hướng dẫn nhiệt tình Võ Thị Thúy Liễu, giáo viên mơn vật lí, trường THPT , dự án: ”Sử dụng lượng gió thắp sáng bn làng" nhóm chúng em hồn thành hoạt động tốt, có tính ứng dụng cao Sản phẩm cung cấp điện miễn phí cho hộ đồng bào dân tộc thiểu số chưa có điện lưới, hộ đồng bào nghèo, xa điện lưới quốc gia Em xin chân thành cảm ơn Ban tổ chức thi Khoa học Kĩ thuật dành cho học sinh phổ thông, cảm ơn cô giáo hướng dẫn quý thầy, cô giáo động viên, giúp đỡ tạo điều kiện cho chúng em hoàn thành đề tài ., ngày 30 tháng 11 năm 2015 NHÓM TRƯỞNG BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI GIỚI THIỆU I LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trong chuyến thăm buôn kết nghĩa trường THPT , Buôn Ja Wầm B, xã Ea Kiết vào cuối năm 2014, chứng kiến nhiều hộ gia đình chưa có điện sinh hoạt, bn có nguồn lượng gió dồi Lúc này, đầu chúng em lóe lên câu hỏi: giúp đồng bào nghèo biến gió thành điện không? Câu hỏi theo đuổi chúng em nhiều tháng liền thúc đẩy chúng em tìm câu trả lời Máy phát điện sử dụng lượng gió nhà khoa học ngồi nước nghiên cứu, chế tạo thành cơng Tuy nhiên giá thành cao, không phù hợp với điều kiện kinh tế hộ nghèo bn Nhóm chúng em đặt mục tiêu phải lắp ráp máy phát điện sử dụng lượng gió từ vật liệu máy móc có sẵn, rẻ tiền, dễ lắp ráp để có nguồn điện “miễn phí” thắp sáng bn làng Từ kiến thức học cấu tạo nguyên tắc hoạt động máy phát điện xoay chiều, với hướng dẫn tận tình giáo Võ Thị Thúy Liễu - giáo viên môn vật lí, giúp đỡ động viên gia đình nhà trường, nhóm chúng em định nghiên cứu đề tài: “ Sử dụng lượng gió thắp sáng bn làng” II MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Lắp ráp máy phát điện sử dụng lượng gió từ vật liệu có sẵn, rẻ tiền để thắp sáng bn làng III GIẢ THUYẾT KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI Nếu lắp ráp thành công máy phát điện sử dụng lượng gió từ vật liệu có sẵn, rẻ tiền giúp bn làng người đồng bào có điện để sử dụng sinh hoạt Góp phần xây dựng nơng thơn mới, xóa đói giảm nghèo cho vùng đồng bào dân tộc thiểu số IV HIỆU QUẢ KINH TẾ - XÃ HỘI Dự án lắp ráp máy phát điện sử dụng lượng gió từ vật liệu có sẵn, rẻ tiền, giá thành thấp mang lại hiệu kinh tế cao Hàng tháng có điện sử dụng mà khơng tốn tiền điện Con em người đồng bào có điện để học hành Máy phát điện nhỏ gọn, sử dụng gia đình, thắp sáng đường làng, nương rẫy, Dự án góp phần nâng cao chất lượng sống đồng bào bn kết nghĩa nói riêng bn làng nói chung PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU I NGHIÊN CỨU CẤU TẠO VÀ SƠ ĐỒ LẮP RÁP CÁC BỘ PHẬN Máy phát điện xoay chiều pha - Phần stator: Sử dụng stator quạt trần cũ quan, trường học lí - Phần rotor: Sử dụng rotor quạt trần gắn thêm nam châm tháo từ ổ cứng máy vi tính hỏng (mua từ tiệm phế liệu thu gom từ phịng máy vi tính trường học) Hệ thống cánh quạt gió - Sử dụng sắt, aluminum lắp ráp hình vẽ 35 cm 50 cm 50 cm mm - Mép bên trái aluminum ta uốn cong với bán kính cong 14 mm - Thiết kế kiểu cánh quạt trục đứng thuận lợi quạt quay theo hướng gió, hệ thống khơng bị rung lắc gió mạnh, khơng cần phận định hướng gió Mạch sạc ắc quy (Lấy từ đèn sạc xách tay cũ) Giá đỡ máy phát điện Lắp ráp từ vành bánh xe máy, sắt V sắt trụ  20 mm,  25mm II CHUẨN BỊ VẬT LIỆU THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ Vật liệu, thiết bị - Quạt trần cũ: - Bóng đèn chữ U: 01 bóng - Nam châm vĩnh cửu: 14 miếng - Ống tuyp sắt  25: 1,5m - Thanh - Ống tuyp sắt  20: 0,2m 10x20mm: 1m - Vành bánh xe máy (cũ): - Aluminum: 0,4m x 1,5m - Sắt V3: 1m - Ắc quy 6V - 4.0 Ah: - Keo dán, băng keo điện, sơn - Dây điện 1.5mm: 2,0m - Mạch sạc ắc quy: sắt hộp chữ nhật số phụ kiện khác - Đai ốc, bu lông 8mm Dụng cụ: cưa sắt, máy khoan, máy mài, máy hàn điện, (có thể th thợ khí) thước đo độ dài, thước đo góc, mỏ hàn + chì, súng bắn keo, kéo, dao rọc giấy, kìm, tuavit, … III CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH Lắp rotor máy phát điện Trước lắp nam châm ta phải tiện bỏ đường kính rotor 5mm, sau cố định nam châm vĩnh cữu vào mặt rotor Mỗi cuộn dây bố trí tương ứng miếng nam châm Hình Rotor máy phát điện gió chế lại từ rotor quạt trần cũ Hình Stator máy phát điện gió (lấy lại Stator quạt trần cũ) Lắp ráp hệ thống cánh quạt gió Hình Lắp ráp cánh quạt máy phát điện gió Chuẩn bị mạch sạc, ắc quy bóng đèn Mạch sạc, ắc quy, bóng đèn Dùng ơm kế để đo điện trở đầu dây theo cặp Cặp dây có điện trở lớn ta lấy cặp dây làm đầu máy phát (thường dây đỏ dây trắng Hai dây mắc ngõ vào mạch sạc ắc quy Lắp ráp giá đỡ máy phát điện Hình Giá đỡ máy phát điện Sản phẩm hoàn thành Hình Sản phẩm cuối Vận hành hiệu chỉnh phận Hình Thử nghiệm thành cơng - Ngày 15/11/2015, nhóm tác giả chạy thử nghiệm sản phẩm đo thông số sau: + Tốc độ quay rotor: 36 vòng/phút + Điện áp đầu máy phát điện: 1,5 V - AC + Cường độ dòng điện: mA Vì trời khơng có gió nên nhóm tác giả sử dụng quạt điện để thổi quay cánh quạt máy phát điện gió Tốc độ quay rotor cịn thấp, điện áp đo nhỏ - Ngày 22/11/2015, nhóm tác giả chạy thử nghiệm sản phẩm ngồi trời có gió mạnh Tốc độ quay rotor nhanh nhiều so với lúc thử nghiệm phịng (nhóm tác giả khơng có dụng cụ đo tốc độ quay rotor) Điện áp đo lúc 7,2 V, cường độ dòng điện đạt 0,3A Như vậy, sản phẩm hoạt động tốt, ổn định dòng điện máy phát tạo dùng để nạp ắc quy 6V - 4.0Ah - Ngày 29/11/2015, nhóm tác giả tiến hành thử nghiệm cho máy phát điện sử dụng lượng gió nạp ắc quy Kết thu được: Ắc quy V - 4.0 Ah nạp đầy sau 13 h nạp liên tục - Qua thử nghiệm cần điều chỉnh số chi tiết sau: + Điều chỉnh độ cân cánh quạt để máy phát không bị rung lắc mạnh gió to + Điều chỉnh độ cong, bề rộng cánh quạt phù hợp để đạt tốc độ lớn Kích thước phù hợp cánh quạt là: 350x500 mm, bán kính phần uốn cong: 14 mm KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Hình Sản phẩm hoàn thành Máy phát điện sử dụng lượng gió nhóm tác giả lắp ráp hoạt động tốt, ổn định Có thể sử dụng để nạp ắc quy Nếu trời có gió liên tục 13 ắc quy nạp đầy Giá thành sản phẩm 300.000 đồng (nếu mua toàn thiết bị) Các thiết bị vật liệu lắp ráp có sẵn, tận dụng từ đồ điện gia dụng mua với giá rẻ Thao tác lắp ráp đơn giản, người tự làm theo hướng dẫn nêu Thành công lớn sản phẩm cung cấp điện miễn phí từ gió cho hộ đồng bào dân tộc thiểu số với chi phí ban đầu nhỏ Góp phần mang ánh sáng với buôn làng, nâng cao chất lượng sống đồng bào buôn kết nghĩa trường THPT nói riêng, đồng bào bn làng xa xơi nói chung Bên cạnh ưu điểm, nhóm tác giả nhận thấy sản phẩm có số điểm hạn chế cần khắc phục sau: - Cường độ dòng điện máy phát nhỏ, điện trở cuộn dây stator lớn Nên quấn lại cuộn dây dây có đường kính lớn - Tăng đường kính cánh quạt gió để tăng mô men quay cho rotor - Thiết kế hệ thống hãm chuyển động quay để bảo vệ máy phát trời có gió mạnh có bão - Thiết kế mạch biến dòng chuyển điện áp từ 6V 12V - DC lên điện áp 220V - AC để sử dụng cho thiết bị điện gia dụng thông thường bóng đèn, quạt máy, Nhóm chúng em tiếp tục nghiên cứu để khắc phục hạn chế hoàn thiện sản phẩm KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Sau thời gian nghiên cứu, tìm tịi với hướng dẫn nhiệt tình Võ Thị Thúy Liễu, giáo viên mơn vật lí, trường THPT , dự án Sử dụng lượng gió thắp sáng bn làng nhóm chúng em hồn thành hoạt động tốt, có tính ứng dụng cao Sản phẩm cung cấp điện miễn phí cho hộ đồng bào dân tộc thiểu số chưa có điện lưới, hộ đồng bào nghèo, xa điện lưới quốc gia Với giá thành sản phẩm thấp, tự lắp ráp từ thiết bị điện dân dụng cũ nên sản phẩm có tính ứng dụng cao, thực tiễn thân thiện với mơi trường Sản phẩm góp phần nâng cao chất lượng sống đồng bào dân tộc thiểu số buôn làng xa xôi Sản phẩm cịn số điểm tồn tại, nhiên nhóm tác giả tiếp tục nghiên cứu để khắc phục điểm yếu hoàn thiện sản phẩm thời gian tới Em xin chân thành cảm ơn Ban tổ chức thi Khoa học Kĩ thuật dành cho học sinh phổ thông, cảm ơn cô giáo hướng dẫn quý thầy, cô giáo động viên, giúp đỡ tạo điều kiện cho chúng em hoàn thành đề tài CưM’gar, ngày 30 tháng 11 năm 2015 NHÓM TRƯỞNG TÀI LIỆU THAM KHẢO Các mạch điện thực dụng – KS Nguyễn Đức Ánh, Nhà xuất TP Hồ Chí Minh, 1996 Mạch điện đơn giản mà lý thú – Đặng Hồng Quang, Nhà xuất trẻ, 2002 Các trang web: http://tailieu.vn/tag/nang-luong-gio.html 10 http://www.wsetech.com https://www.youtube.com/watch?v=nxxf-T8Akkk https://www.youtube.com/watch?v=oaSbk_UVosw 11 ... điện đơn giản mà lý thú – Đặng Hồng Quang, Nhà xuất trẻ, 2002 Các trang web: http://tailieu.vn/tag /nang- luong- gio. html 10 http://www.wsetech.com https://www.youtube.com/watch?v=nxxf-T8Akkk https://www.youtube.com/watch?v=oaSbk_UVosw... ráp từ thiết bị điện dân dụng cũ nên sản phẩm có tính ứng dụng cao, thực tiễn thân thiện với mơi trường Sản phẩm góp phần nâng cao chất lượng sống đồng bào dân tộc thiểu số buôn làng xa xôi Sản... máy phát điện sử dụng lượng gió từ vật liệu có sẵn, rẻ tiền, giá thành thấp mang lại hiệu kinh tế cao Hàng tháng có điện sử dụng mà khơng tốn tiền điện Con em người đồng bào có điện để học hành