Ветрогенератор
Перед тем как приступить к выполнению лабораторной работы прочти "Ветрогенератор теория", а затем ответь на вопрос входного теста.
ЦЕЛЬ: ознакомиться с принципом работы ветрогенератора с помощью предоставленной модели. Выяснить как условия работы генератора влияют на количество вырабатываемой электроэнергии.
ОБОРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЫ: набор различных ступиц и лопастей, ветрогенератор, вентилятор, соединительные провода, соединительная площадка, анемометр, модуль питания, вольтметр.
ХОД РАБОТЫ:
1. Производится сборка лабораторной установки (подробнее см. видео).
a. Соединяется собранная ступица с 3 наклонными лопастями с ветрогенератором.
См. видео "сборка"
b. Устанавливается ветрогенератор на специальную площадку, таким образом, чтобы засечка на передней стороне генератора указывала на 0 градусов (угол между потоком воздуха и фронтом ветряка).
c. Подключается модуль питания к розетке и подсоединяется к вентилятору, имитирующему ветер.
d. Устанавливается на соединительный модуль ветрогенератора.
e. Ветрогенератор располагается напротив вентилятора.
f. К ветрогенератору парллельно подключается амперметр.
g.Установливается на модуле питания напряжение 10 В с помощью клавиш «+» и «-».
Сборка лабораторной установки
Ветряк лаба 1.mp42. Исследуйте зависимость между углом α (угол между лицевой частью ветряка и потоком ветра) и вырабатываемым напряжением ветрогенератором.
a. Ветрогенератор устанавливается на платформе таким образом, чтобы засечка на лицевой стороне его мачты совпадала со значением 0º на платформе.
b. Занесите данные в таблицу 1.
c. Повторите пункты a-b для остальных градусных значений.
Вы можете управлять виртуальной лабораторной установкой с помощью меню ( кнопки "0 градусов", "15 градусов" и т.д.), поворачивая тем самым ветряк.
e. При каком значении угла α ветрогенератор работает наиболее эффективно? Почему происходит именно так? Вывод запишите.
3. Исследуйте зависимость напряжения, вырабатываемого ветрогенератором от силы ветра.
a. Ветрогенератор устанавливается на платформе таким образом, чтобы засечка на лицевой стороне его мачты совпадала со значением 0º на платформе.
b. Устанавливается напряжение 7 В на модуле питания.
c. Переключатель на вентиляторе переводится в положение «|».
Сборка лабораторной установки
Ветряк лаба 3.mp4d. Измерьте скорость ветра вблизи ветрогенератора с помощью анемометра.
e. Снимите показания вольтметра.
f. Данные занесите в таблицу 2.
g. Увеличивайте скорость ветра за счет увеличения напряжения, используя кнопки интерактивного управления. Повторите для других значений напряжения пункты d-f.
Вы можете управлять виртуальной лабораторной установкой с помощью меню ( кнопки "7 вольт", "8 вольт" и т.д.), изменяя напряжение подаваемое на вентилятор.
h. Постройте график зависимости между скоростью ветра и напряжением вырабатываемым ветрогенератором. Запишите вывод.
4. Исследуйте зависимость между характеристиками лопастей и вырабатываемым напряжением ветрогенератором.
a. Соединяется собранная ступица с 3 наклонными плоскими лопастями с ветрогенератором.
b. Устанавливается напряжение 10В на модуле питания с помощью клавиш «+» и «-».
c. Устанавливается ветрогенератор на платформе таким образом, чтобы засечка на лицевой стороне его мачты совпадала со значением 0º на платформе.
d. К ветрогенератору присоединяется ступица с определенными лопастями.
e. Переключатель на вентиляторе устанавливается в положение «|». Затем подается напряжение на него нажав на модуле питания кнопку ВКЛ.
Сборка лабораторной установки
Ветряк лаба 2.mp4f. Повторите пункты d-e для ступицы с 4 наклонными лопастями; с лопастями сложной формы; с 3 плоскими лопастями. Занесите данные в таблицу 3.
Вы можете управлять виртуальной лабораторной установкой с помощью меню ( кнопки "3 наклонные лопасти", "4 наклонные лопасти" и т.д.), заменяя лопасти на ветряке.
По итогам трех блоков лабораторной работы подумай: какие характеристики ветрогенератора и условий эксплуатации оказывают большее влияние? Можно ли сказать, что какой-то компонент важнее других? Как можно на практике использовать знания полученные в ходе лабораторных работ? А какие еще условия могут влиять на эффективность работы ветрогенератора?