Энергосберегающие технологии для освещения детских площадок
Студенты ТПУ, обучающиеся по системе элитного технического образования, разрабатывают уникальную автономную систему «Ветросвет». Политехники предлагают использовать ветрогенераторы для освещения уличных объектов, например детских площадок, в вечернее время. Первая система «Ветросвет» будет внедрена уже этой осенью на детской площадке в пригородном поселке Просторный.
Свет на пользу детям
Идея разработать автономную систему освещения для детской площадки принадлежит студентке ИФВТ Аполлинарии Ракиной. В поселке Просторный, где живет девушка, единственная детская площадка не имеет системы освещения и находится вдали от линии электропередач. Получается, что осенью и зимой, когда темнеет рано, дети не могут гулять на площадке.
— На сегодняшний день в поселке живет порядка 1000 человек, из них 200 — дети, — рассказала Полина. Во многих семьях — три и более детей, которым необходимо где-то проводить свой досуг, общаться с ровесниками и заниматься спортом.
Для подключения к стандартным ЛЭП необходимо получить разрешение администрации и согласие жителей, которым придется платить за электроэнергию, потраченную на освещение этой площадки. Кроме того, сами работы по монтажу столбов и другого оборудования станут дополнительной статьей в бюджете.
Поэтому от традиционной системы освещения пришлось отказаться. Первый вариант, который предложили студенты ЭТО, — динамо-машина. Прибор устанавливается на качели, и энергия вырабатывается, пока человек качается. Однако эта система не подошла из-за трудности установки и эксплуатации.
Вторая возможная модель освещения основана на солнечной энергии, а именно на применении солнечных трекеров, созданных студентом ТПУ Александром Петрусёвым. Однако и этот вариант не удовлетворил требованиям из-за значительных финансовых затрат на установку солнечных батарей и источников электроэнергии для питания трекеров.
Третий рассмотренный студентами вариант — гравитационные лампы, работающие по принципу старинных завод-ных настенных часов с гирями,?— отвергли из-за необходимости долгого ожидания оборудования из-за границы.
В итоге остановились на ветроэнергетике:
— Томская область по широте находится примерно наравне с Германией, — пояснила Полина. — Там использование энергии ветра сильно развито, как и в других странах Западной Европы. Это эффективное направление.
Особенности конструкции
Основные части будущего ветряного генератора: вкопанная в землю металлическая труба высотой 6 метров и ветроколесо 1,2 метра в диаметре. Высота выбрана с учетом силы ветра, необходимой для выработки электроэнергии, и из соображений безопасности, чтобы дети не могли забраться на ветряк.
Количество лопастей ветроколеса, их профиль были рассчитаны исходя из параметров ветра, характерного для данной местности. Студенты самостоятельно изготовили лопасти из поливинилхлоридной трубы и собрали ветроколесо. Кроме того, приобрели генераторы, контроллеры и лампы. В качестве тестового варианта используются габаритные огни от «жигулей», так как они недорогие, доступные, легко подключаются и дают хорошее освещение.
Конструкция оборудована фоторезисторами, которые автоматически включают свет при наступлении сумерек. По расчетам получаемой за день от ветра энергии должно хватить на 4–5 часов непрерывной работы светильников. В конечном варианте вся электроника будет теплоизолирована и спрятана в небольшую коробку по типу электрического щитка на мачте ветряка. Аполлинария Ракина рассказала, что студенты самостоятельно осуществляют сборку ветрогенератора: пробуют разные методы крепления деталей и варианты размещения электронных компонентов.
— Все, что мы делаем, мы фиксируем: описываем наши достижения и ошибки, — рассказала студентка. — Нашли огромное количество инструкций по изготовлению ветрогенераторов, но нет четкой технической документации, которая помогла бы любому человеку реализовать такой проект.
Поэтому политехники решили на основе полученного опыта разработать подробную инструкцию.
Совершенствование и продвижение
Сейчас идет подготовка пилотного образца ветрогенератора, который в скором времени установят на катке в поселке Просторный. На нем студенты планируют проверить работу электроники и всей системы в целом. В дальнейшем на смену габаритным автомобильным лампам придут светодиодная лента либо диоды с рассеивателем. Вообще весь ветрогенератор спроектирован так, чтобы детали было легко заменить. Ведь проект все время совершенствуется.
Лидер команды разработчиков системы «Ветросвет» отметила, что уже сейчас есть желающие установить ветрогенераторы на своих приусадебных участках. После всех тестов и составления окончательного варианта инструкции по сборке ветряного генератора студенты готовы предложить результаты своего труда жителям пригородных поселков, сельской местности и дачникам.
Для подключения бытовых приборов, мощнее лампочки, потребуется усложнение конструкции. Например, можно увеличить диаметр ветряного колеса или количество лопастей, сделать более высокую мачту или установить более мощные батареи. Все будет зависеть от потребностей конкретного человека.
Еще одно направление применения разработки студентов-политехников связано с продвижением и популяризацией технологий среди школьников.
— Мы считаем важным привлекать внимание школьников к науке через практические занятия, — пояснила Аполлинария. — Мы готовы помогать школам развивать проектную деятельность среди учеников, например, в формате вебинаров.
Лариса Богомазова