Творческий проект «Ветрогенератор для канатной дороги завода «Магнезит» Команда «РОБОТЁНОК»

Автор: Скорынина Надежда Николаевна

Организация: МАДОУ ''Д/С № 8''

Населенный пункт: город Сатка, Челябинская область

Содержание

Глава первая.

Идея и общее содержание проекта………………………………………………3

Глава вторая.

История вопроса и существующие способы решения проблемы…………………………………………………………………………..4

Глава третья.

Описание процесса подготовки проекта……………………………………...... 6

3.1. Комплексное исследование, проблемы и решения, построенные на основе исследования……………………………………………………………...7

Глава четвёртая.

Техническая часть проекта……………………………….……………………. 11

4.1. Инженерное решение, описание конструкций проекта…………...……...12

4.2. Программирование проекта ……………………………………………….14

Заключение……………………………………………………………………… 17

Список литературы……………………………………………………………... 18

Приложение 1. Рисунки детей ………………………………………………… 19

 

Глава первая. Идея и общее содержание проекта

Как быстро летит время, как быстро меняется мир вокруг нас… Стремительно развивается наука, возникают новые отрасли производства, появляются новые профессии.

По мнению ученых - футурологов The Future Laboratory около 65% сегодняшних школьников будут работать по специальностям, которых пока не существует. Крупнейшие институты мира проводят масштабные международные исследования, для того, чтобы сформировать точные прогнозы относительно того, какие специальности появятся и будут востребованы в ближайшие 20-30 лет. Многие из них сейчас звучат как научная фантастика, но уже через несколько лет станут частью нашей повседневной жизни.

Работа над творческим проектом «Человек труда» дает замечательную возможность стимулировать детское техническое творчество, развивать интерес детей к моделированию и конструированию, расширять знания детей о профессиях будущего, современных технологиях производства, о научных и технических достижениях региона, страны и мира.

 

Глава вторая. История вопроса и существующие способы решения, выбор оптимального варианта исполнения.

Наши родители работают на Комбинат Магнезит — это крупнейшее предприятие Группы Магнезит, где опыт поколений успешно сочетается с современными технологиями и принципами устойчивого развития. Здесь работает большая часть населения нашего города Сатка. Люди, которые являются опорой нашего города. Надежда Николаевна наш воспитатель показала нам презентацию https://youtu.be/BDPNkt-sjMs

Мы были очень впечатлены масштабностью и красочностью магнезита. Просмотрев фильм мы заинтересовались, чем мы можем помочь нашему заводу «Магнезит». Наш воспитатель организовала экскурсию в музей «Магнезит» В музее нам всё очень доступно рассказали и показали все этапы производства.

Уже в своей группе мы создали макет Магнезит. https://youtu.be/Z_bYmEgV3mE

В частности, мы обратили внимание на канатную дорогу, по которой перевозят породу и возникла такая идея создать ветрогенератор, который будет снабжать бесперебойной энергией всю площадку нового завода и, в частности, канатную дорогу.

 

Глава третья. Описание процесса подготовки проекта

Ветрогенератор (ветроэлектрическая установка или сокращенно ВЭУ) — устройство для преобразования кинетической энергии ветрового потока в механическую энергию вращения ротора с последующим её преобразованием в электрическую энергию.

Для того чтобы больше узнать, как работает ветрогенератор мы обратились к интернету и узнали, что люди использовали энергию ветра на протяжении многих тысяч лет. Ветер помогал древним египтянам управлять лодками на реке Нил, помогал персам качать воду и молоть зерно между 500 и 900 года до н.э. Ветряные мельницы распространились из Персии на Ближний Восток. В Европе активно использовать ветер начали уже в 1000 годах н.э., преимущественно в северных странах, таких как Нидерланды. На протяжении всей истории человечества активность использования ветра не была постоянной — то росла, то снижалась в разные периоды. И только в последние полтора века ветроэнергетика стала по-настоящему завоевывать свое место. 1887 год: Впервые ветряную турбину использовали для производства электричества. Произошло это в Шотландии.

Мы узнали что потомком ветрогенератора была ветряная мельница Ветряная мельница — аэродинамический механизм, который выполняет механическую работу за счет энергии ветра, улавливаемой крыльями мельницы. Наиболее известным применением ветряных мельниц является их использование для помола муки.

На протяжении долгого времени ветряные мельницы, наряду с водяными мельницами, были единственными машинами, которые использовало человечество. Поэтому применение этих механизмов было различным: в качестве мукомольной мельницы, для обработки материалов (лесопилка) и в качестве насосной или водоподъемной станции.

Из конструктора лего сконструировали ветряную мельницу

 

Рисовали ветряную мельницу

И посмотрели фильм про ветрогенератор https://youtu.be/I5xAYwMZ80A

 

3.1. Комплексное исследование, проблемы и решения, построенные на основе исследования

Так как за вращение лопастей отвечает сила ветра, то мы решили исследовать ветер.

План мероприятий по реализации проекта:

1.Рассматривание и чтение художественной литературы, энциклопедий, презентаций по теме. 2.Создание картотеки опытов для работы лаборатории «Маленький ученый».

4.Организация и проведение недели «Конструктора».

6.Экспериментирование «Сила ветра».

7.Организация встречи с экологом «Общества охраны природы»

9.Организация сюжетно-ролевых игр «Инженер», «Архитектор».

10.Организация занятий по конструированию в многофункциональном развивающем миницентре «Роботрек» в ДОУ.

12.Защита проекта «ветрогенератор» в ДОУ.

13.Семейное чтение энциклопедии «Нескучное путешествие с дедом Саткознаем»,

Мы решили провести исследование:

Измерить ветер и его направление

Как ветер работает

Почему дует ветер

Почему ветер поет

 

Опыт № 1

ОСНОВНЫЕ ВЕТРА: северный, восточный, западный, южный. И промежуточные - северо-восточный, северо-западный и т.д.

Обозначая направление, надо назвать, откуда дует ветер. На пример северный ветер - это тот, который дует с севера на юг.

Куда показывает флажок - туда и дует ветер. А то, как сильно колышется край флажка, показывает приблизительную скорость ветра.

 

опыт №2

Изготовление вертушек.

Опыт3

ОПЫТ №3. Со свечой

С воспитателем провели опыт: зажженную свечу поднесли к приоткрытой двери. Если держать свечу над верхним краем двери, то пламя свечи будет отклоняться в сторону улицы. Если же свечу поставить на пол, то пламя будет отклоняться в сторону группы. Значит тёплый воздух лёгкий, он утекает из нашей группы на улицу, а его место занимает холодный. Так и на улице. Наша Земля нагревается неравномерно. Там, где она нагревается сильнее, образуется потоки тёплого воздуха, которые устремляются вверх, а на их место несутся потоки холодного воздуха. Так и получается ветер. А может случится так, что во дворе нагреется весь воздух и улетит, а нам нечем будет дышать?

Мы с большим удивлением узнали, что и в Челябинской области существуют ветрогенератор малой мощности (для частного использования) разрабатывают в ЮУрГУ и в ГРЦ в Миассе, производят на предприятии "ГРЦ-вертикаль" в Челябинске, а установлены, в том числе, на фермерском хозяйстве около Троицка.

Узнали, что ветрогенераторы бывают двух видов:

-с вертикальной осью вращения («карусельные» — роторные (в том числе «ротор Савониуса», точнее «ротор Братьев Ворониных» В начале октября 1924 года русские изобретатели братья Я. А. и А. А. Воронины получили советский патент на поперечную роторную турбину, в следующем году финский промышленник Сигурд Савониус организовал массовое производство подобных турбин. За ним и осталась "слава" изобретателя этой новинки), «лопастные» ортогональные — ротор Дарье);

- с горизонтальной осью круглого вращения (крыльчаток). Они бывают быстроходными с малым числом лопастей и тихоходными многолопастными, с КПД до 40%[2

 

Вертикальный ветрогенератор горизонтальный ветрогенератор

 

Плюсы и минусы вертикальных ветрогенераторов, их виды и особенности

 

Вертикальный ветрогенератор Горизонтальный ветрогенератор

 

Мой папа Дамир нарисовал нам рисунок направления ветра на лопасти для двух видов ветрогенератора.

Использование энергии ветра для выработки электричества – одна из перспективных форм развития альтернативной энергетики. Вертикальный ветрогенератор является перспективным направлением развития отрасли, т.к. имеет ряд преимуществ по сравнению с горизонтальными аналогами.

Какая конструкция лучше?

Если сравнивать работу двух турбин, то вертикальные ветрогенераторы гораздо менее эффективны, чем горизонтальные. У вертикальных турбин половина работы лопасти происходит противоположно направлению ветра. А у горизонтального генератора, темп теряется только из-за смены ветра и, соответственно, поворота лопастей в другую сторону. Вертикальный генератор гораздо легче запустить на невысоком расстоянии от земли и с ним будет легче работать. Но, однако, для его установки понадобится гораздо больше места, чем для горизонтального генератора.

Анализирую выше сказанное, можно сделать вывод о том. Что горизонтальный ветрогенератор будет выгоднее для промышленного использования, так как он более эффективен. А вертикальный ветрогенератор будет хорош для применения в домашнем хозяйстве, где не требуется высокой эффективности и для введения его в эксплуатацию не понадобится больших расходов.

Поэтому мы сделали выбор, что наш ветрогенератор будет горизонтальным, так как разрабатывать его будем для промышленности.

Своим открытиями нам захотелось поделиться с ребятами в группе, вместе с Надеждой Николаевной и нашими родителями мы решили устроить презентацию выбранной веторогенераторной установки. Для этого мы подобрали мультфильмы и фотографии, подготовили рассказ о не

 

Глава четвёртая Технологическая часть проекта

4.1. Инженерное решение, описание конструкций проекта

Для того чтобы понять, как будет выглядеть наш макет, мы нарисовали его план. По нашей задумке ветрогенератор будет использован для канатной дороги.

Для создания макета было решено использовать различные виды конструктора, а также подручный бросовый материал.

Спланировали этапы работы над проектом «ветрогенератор для канатной дороги завода «Магнезит»

Подбор конструктора для каждой модели.

Поиск схем для конструирования

Конструирование моделей по пошаговым инструкциям

Оформление проекта.

Подведение итога работы.

Защита проекта в ДОУ.

Подбор конструктора для каждой модели:

 

Конструкция №1 «ветрогенератор»

Для сборки модели использовали конструктор MRT 2, Конструктор Kicky Senior),

Конструкция аккумуляторы электроэнергии.

Для этой макета мы использовали электронный конструктор «знаток».

Электронный конструктор “Знаток” представляет собой набор электронных блоков и соединений, позволяющий конструировать электрические цепи без пайки.

Сначала подробно изучили, затем преступили к сборке.

 

Конструкция канатная дорога

Для сборки модели использовали конструктор MRT 2, Конструктор Kicky Senior),

Для вагонеток мы использовали конструктор лего сити.

 

Вот что у нас получилось.

 

4.2. Программирование проекта

Соединяем все модели воедино. От сильного ветра раскручивается ротор. Приводим в движение ветрогенератор. При помощи электродвигателя и электроблока.

Управление ветрогенератором

Выработанное электричество подаётся через контроллер на аккумуляторы. Инвертор преобразует напряжение на контактах аккумулятора в пригодное для использования, индикатором выступает лампочка. С помощью переключателя On-Off можно включить или отключить лампочку.

Далее электроэнергия поступает на канатную дорогу, приводит в движение канат с прикрепленными на него вагонетками.

Приводим в движение канатную дорогу при помощи электродвигателя и электроблока.

Управление канатной дорогой

Приводим в движение канатную дорогу: подключаем аккумулятор, электродвигатель, ИК датчик к материнской плате. Выбираем программу №4, включаем пульт управления F4

Заключение

В процессе работы над проектом наша команда многое узнала о ветрогенераторах о том, что дальнейшее развитие традиционной энергетики уже столкнулось с рядом проблем, основными из которых являются: - экологическая угроза человечеству; - быстрое истощение запасов ископаемого топлива; - значительный рост цен на электроэнергию (для России). В этой связи, перспективным направлением в электроэнергетике может быть применение возобновляемых источников энергии, что подтверждается мировой практикой.

Научились:

-работать в команде;

-работать с конструктором MRT 2, Конструктор Kicky Senior

-создавать схемы-проекты своих идей;

-презентовать свои проекты;

Приобрели:

-навыки в решении изобретательских, технических задач в процессе конструирования;

-необходимые знания и умения для конструирования и сборки моделей из образовательных конструкторов MRT-2.

-опыт взаимодействия как со взрослыми, так и со сверстниками;

Изучили:

-процесс передачи движения при помощи вала, цепного колеса,

-Познакомились: с работой электронных устройств - электрического двигателя и электрической схем; возможность реализовать свои творческие способности и технические навыки.

 

Список Литературы

 

1. Воронцов А. И., Николаевская Н. Г. «Вопросы экологии и охраны окружающей среды». – М., 1986 г. – с. 63-69

2. Рогов Ю. В. «Робототехника для детей и их родителей» под ред. В. Н. Халамова — Челябинск, 2012.

3. Филиппов С.А. «Робототехника для детей и родителей »-СПБ-«Наука», 2013

4. Школьник Ю.К. Наука и техника. Полная энциклопедия-Эксмо , 2016 г.

5. Горное сердце края. Исторические, культурные природные достопримечательности Саткинского района. – Челябинск, 1994

6. Нескучное путешествие с дедом Саткознаем / [авт. текста Л. Ежова]. – Челябинск, 2008

7. Интернет ресурсы https://www.eprussia.ru/epr/101/7689.htm; https://navigatum.ru/preschoolers.html ; https://youtu.be/BDPNkt-sjMs

Опубликовано: 25.11.2025