創(chuàng)新小發(fā)明——風力發(fā)電照明自行車

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1、創(chuàng)新小發(fā)明——風力發(fā)電照明自行車設計者：劉亞南學號：200948040613班級：土木0906崔英豪學號：200948040610班級：土木0906梁夢巖學號：200948040611班級：土木0906在自行車前方加上這樣一裝置，這一裝置風輪、發(fā)電機、調速和調向機構、塔架，控制器、蓄電池、逆變器等組成。自行車在行駛過程中，由于空氣對流，相對風速往往很大，風自然地將帶動風葉、轉子轉動，利用電磁感應原理，導線中自然產生感應電流。然后，把電能貯存經過導線儲存在蓄電池中，利用開關控制電能的使用，這樣就方便了經濟發(fā)展相對落后的地區(qū)的村民在夜間行駛。另外，把風葉制成可根據風向而自由轉動方向的旋轉裝置，這樣

2、，只要有風，不管什么方向，都可以用來發(fā)電。其簡圖如下所示：其主要原理把風的動能轉變成機械動能，再把機械能轉化為電力動能，這就是風力發(fā)電。風力發(fā)電的原理，是利用風力帶動風車葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發(fā)電機發(fā)電。風力發(fā)電所需要的裝置，稱作風力發(fā)電機組。這種風力發(fā)電機組，大體上可分風輪、發(fā)電機和蓄電池三部分。其主要組成　1.風輪：小型風力機的風輪大多用2－3個葉片組成，它是把風能轉化為機械能的部件。目前風輪葉片的材質主要有兩種。一種是玻璃鋼材料，一般用玻璃絲布和調配好的環(huán)氧樹脂在模型內手工糊制，在內腔填加一些填充材料，手工糊制適用于不同形狀和變截面的葉片但手工制作費工費時，產品質

3、量不易控制。國外小風機也采用機械化生產等截面葉片，大大提高了葉片生產的效率和產品質量。　　2.發(fā)電機：小型風力發(fā)電機一般采用的是永磁式交流發(fā)電機，由風輪驅動發(fā)電機產生的交流電經過整流后變成可以儲存在蓄電池中的直流電。3.調向機構、調速機構和停車機構：為了從風中獲取能量，風輪旋轉面應垂直于風向，在小型風機中，這一功能靠風力機的尾翼作為調向機構來實現。同時隨著風速的增加，要對風輪的轉速有所限制，這是因為一方面過快的轉速會對風輪和風力機的其他部件造成損壞，另一方面也需要把發(fā)電機的功率輸出限定在一定范圍內。由于小型風力機的結構比較簡單，目前一般采用葉輪側偏式調速方式，這種調速機構在風速風向變化轉大時容

4、易造成風輪和尾翼的擺動，從而引起風力機的振動。因此，在風速較大時，特別是蓄電池已經充滿的情況，應人工控制風力機停機。在有的小型風力機中設計有手動剎車機構，另外在實踐可采用側偏停機方式，即在尾翼上固定一軟繩，當需要停機時，拉動尾翼，使風輪側向于風向，從而達到停車的目的。4.調向機構:由于風輪的轉速比較低，而且風力的大小和方向經常變化著，這又使轉速不穩(wěn)定；所以，在帶動發(fā)電機之前，還必須附加一個把轉速提高到發(fā)電機額定轉速的齒輪變速箱，再加一個調速機構使轉速保持穩(wěn)定，然后再聯接到發(fā)電機上。為保持風輪始終對準風向以獲得最大的功率。5.蓄電池:蓄電池的功能主要是將轉化而來的電能以化學能的形式儲存起來，利用

5、開關的控制在需要的時候可以再將化學能轉化為電能，就像現在電車上的電屏可以將電能轉化為動能一樣。蓄電池的容量要適當，如果過小，會使蓄電池充足電而停止發(fā)電機的發(fā)電會嚴重影響工作效率。處于過充電狀態(tài)的蓄電池壽命將會大幅度降低，很容易受到損壞。啟發(fā)源于：我們并不是憑空想到此小發(fā)明，我們的啟發(fā)主要源于在中學所學的知識以及受社會中一些裝置。其中一種裝置是風力發(fā)電照明路燈。記得在許昌上高中時，每次回家經過汽車東站時，我都會注意到，在站里和站外都布滿了這種風力發(fā)電照明路燈。我上網查了一下其工作原理及優(yōu)點。其工作原理同樣是利用了電磁感應原理，由風帶動扇葉轉動，導體在磁場中做切割磁感線運動，產生感應電流，經導線將

6、電能貯存在蓄電池中，在由開關控制電能的使用。其優(yōu)點：多使用在地區(qū)偏僻、建筑物較少、風速較大的地區(qū)，如郊區(qū)車站。在這些偏遠地區(qū)就地利用此裝置，節(jié)約電能、節(jié)省電線，且便于布置管理等優(yōu)點。其簡圖如下所示：另一種裝置是在自行車后輪上添加一組由滾輪、磁鐵、線圈、轉子、蓄電池、控制器等組成的裝置。記得在小時候，這種裝置曾經流行過一段時間。這種裝置同樣是利用了電磁感應原理，由于摩擦，車輪行駛，帶動轉輪，轉輪帶動轉子轉動，產生感應電流，再將電能貯存在蓄電池中，再用導線連接一照明燈泡，就可以用來照明了。正是受這兩種裝置的啟發(fā)，我們想起了換一種方式，有一種新的方式，利用同樣的原理，在自行車前方加這樣由風輪、發(fā)電機

7、、調速和調向機構、塔架，控制器、蓄電池、逆變器等組成的發(fā)電照明裝置。這種裝置匯聚了以上兩種裝置的優(yōu)點，操作簡單，便于普及。其主要優(yōu)點如下:1.方便，為在夜間靠自行車行駛的廣大人民群眾提供了便利。2.環(huán)保，清潔，環(huán)境效益好；可再生，永不枯竭，無污染。3．無論什么時候，哪怕不騎自行車，只要有風，照樣可以用來發(fā)電。4．在行駛中，可以根據風速以及騎車速度來調節(jié)發(fā)電功率。5．葉片設置成可折疊形式，自由控制是