Η ιδέα μας : “ έξυπνη” μπαταρία βαρύτητας η οποία λειτουργεί σε δημόσιο χώρο και ενεργοποιεί έναν κινητήρα ο οποίος κατ’ επιλογή παράγει ηλεκτρική ενέργεια και τροφοδοτεί θύρες USB για φόρτιση τηλεφώνων και όχι μόνο.
Αιολική Ενέργεια αποθηκευμένη στη Βαρύτητα*. Η πρόκληση για μας: να σχεδιάσουμε ένα τρισδιάστατο μοντέλο που αξιοποιεί τη δύναμη-ενέργεια του ανέμου ή του ήλιου και να την μετατρέπει-αποθηκεύει ως *βαρυτική δυναμική ενέργεια.
Αυτό το μοντέλο παρουσιάζει μια αρκετά έξυπνη ιδέα που χρησιμοποιείται στον τομέα των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας: αποθήκευση ενέργειας από την αιολική και την ηλιακή ενέργεια στη βαρυτική. Αυτή η απλή λύση εξαλείφει την ανάγκη για ακριβές και μη φιλικές προς το περιβάλλον μπαταρίες.
Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την παραγόμενη ενέργεια για να ανυψώσουμε βαριά αντικείμενα και αργότερα να ανακτήσουμε την ενέργεια χρησιμοποιώντας το βάρος του ανυψωμένου αντικειμένου για να γυρίσουμε τα γρανάζια κατά την επιστροφή του προς τα κάτω. Μια μπαταρία βαρύτητας θεωρείται πλήρης-φορτισμένη όταν το βαρύ αντικείμενο ανυψώνεται μέχρι πάνω.
Οι εφαρμοσμένες υλοποιήσεις αυτής της ιδέας συνήθως περιλαμβάνουν βάρη που είτε κατεβαίνουν σε βαθιές τρύπες στο έδαφος είτε συγκρατούνται σε υπέργεια σιλό. Επίσης την ημέρα ή με άνεμο, θα επιτελεί διπλό ρόλο από τη μία θα ανυψώνει το υλικό από την άλλη θα φορτίζει τις συσκευές. Μια ανοιχτή συσκευή για πρόσβαση από το κοινό σε δημόσιο χώρο. Επίσης το ανοιχτό λογισμικό που θα προκύψει από το έργο αποτελεί στόχο μας στη διάδοση της γνώσης.
Πώς λειτουργεί: Η ενέργεια παράγεται χρησιμοποιώντας μια ανεμογεννήτρια στην αριστερή πλευρά. Υπάρχει ένα κινητό τμήμα στη μέση που μπορεί να ρυθμιστεί αριστερά ή δεξιά για να φορτίσει ή να καταναλώσει αντίστοιχα, την ενέργεια της μπαταρίας βαρύτητας. Στη δεξιά πλευρά, υπάρχει ένας ανεμιστήρας που δείχνει οπτικά την αξιοποίηση της βαρυτικής αποθηκευμένης ενέργειας κατά τη βούληση .
Πολλαπλά αντίγραφα του γραναζιού της οδοντωτής ράγας (το κάθετο μέρος που ανεβοκατεβαίνει) μπορεί να κολληθεί μεταξύ τους για να αυξηθεί η χωρητικότητα αποθήκευσης της μπαταρίας επ’ αόριστον. Υπάρχει ένας μικρός μοχλός απελευθέρωσης επάνω αριστερά στην κινητή περιοχή της μπαταρίας που κρατά τα γρανάζια σε κίνηση προς μία κατεύθυνση.
Χρησιμοποιούμε ρουλεμάν 8x7x22mm για να κάνουμε όλα τα μέρη που περιστρέφονται ομαλά: http://www.amazon.com/gp/product/B002BBGTK6 Τα αρχεία stl (3d design) που θα βρείτε εδώ ως οδηγίες stl.zip ή : https://github.com/nektarios25ma/GRAVITY/Blozima . συναρμολόγησης εδώ ως gravity assemble ή : https://github.com/nektarios25ma/GRAVITY-GENERATOR/blob/main/gravityassemble.zip
Βίντεο: Μετά από πολλές προσπάθειες δημιουργήσαμε ένα λειτουργικό πρωτότυπο, video-link: https://drive.google.com/file/d/1IFSs3d6qDmVHSjnkaWFSu3y_Sis0kzHL/view?usp=sharing .
| 1. Έρευνα |
| α. Μελέτη υπάρχουσας κατάστασης-Σαφής ορισμός προβλήματος – ανάγκης β.Σαφής ορισμός προτεινόμενης λύσης |
Η μπαταρία βαρύτητας είναι μια εξαιρετική ιδέα για αποθήκευση σε σύγκριση με τις μπαταρίες λιθίου γιατί: 1.Στην εποχή της πράσινης ενέργειας, οι αποδοτικές και βιώσιμες λύσεις αποθήκευσης ενέργειας είναι κρίσιμες. Η ιδέα της μπαταρίας βαρύτητας προσφέρει μια νέα, φιλική προς το περιβάλλον εναλλακτική λύση στις παραδοσιακές μπαταρίες λιθίου για αποθήκευση ενέργειας. Να γιατί ξεχωρίζει: 2.Βιωσιμότητα: Οι μπαταρίες βαρύτητας με απλά υλικά όπως νερό, δεξαμενές και βασικά μηχανικά συστήματα. Σε αντίθεση με τις μπαταρίες ιόντων λιθίου, οι οποίες βασίζονται σε πεπερασμένους και επιβλαβείς για τους πόρους όπως το λίθιο και το κοβάλτιο, οι μπαταρίες που μπορούν να κατασκευαστούν με τοπικά, φιλικά προς το περιβάλλον υλικά. 3.Μακροβιότητα: Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου υποβαθμίζονται με την πάροδο του χρόνου λόγω χημικών αντιδράσεων, οδηγώντας σε μειωμένη χωρητικότητα και τελική απόρριψη. Οι μπαταρίες βαρύτητας, από την άλλη πλευρά, βασίζονται σε μηχανικά συστήματα που μπορούν να συντηρηθούν και να επισκευαστούν, προσφέροντας πολύ μεγαλύτερη διάρκεια ζωής. 4.Επεκτασιμότητα και προσαρμοστικότητα: Οι μπαταρίες που μπορούν να κλιμακωθούν σε διαφορετικά μεγέθη με διαφορετική ισχύ εξόδου αντίστοιχα, από εφαρμογές μικρής κλίμακας έως συστήματα μαζικής αποθήκευσης ενέργειας για ολόκληρες κοινότητες. 5.Χαμηλές περιβαλλοντικές: Η παραγωγή μπαταριών ιόντων λιθίου περιλαμβάνει εξόρυξη και επεξεργασία που απελευθερώνουν σημαντικά αέρια θερμοκηπίου. Ωστόσο, ένα σύστημα μπαταριών βαρύτητας δεν παράγει τοξικά απόβλητα και εκπέμπει μηδενικά αέρια θερμοκηπίου κατά τη λειτουργία. 6.Ενεργειακή απόδοση: Ενώ οι μπαταρίες ιόντων λιθίου προσφέρουν υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα, οι μπαταρίες βαρύτητας υπερέχουν σε απόδοση για την αποθήκευση ανανεώσιμης ενέργειας. Για παράδειγμα, κατά τις ηλιόλουστες μέρες, η ηλιακή ενέργεια μπορεί να τροφοδοτήσει αντλίες για να ανυψώσει το νερό, το οποίο στη συνέχεια απελευθερώνει την αποθηκευμένη ενέργεια κατά τη διάρκεια της νύχτας. 7.Κόστος-αποτελεσματικότητα: Το αρχικό κόστος ενός συστήματος μπαταριών βαρύτητας είναι συχνά χαμηλότερο λόγω της χρήσης απλών υλικών. Με την πάροδο του χρόνου, το μειωμένο κόστος συντήρησης και η μεγαλύτερη διάρκεια ζωής το καθιστά μια πιο οικονομική επιλογή. Συμπερασματικά, οι μπαταρίες βαρύτητας αντιπροσωπεύουν μια σημαντική ανακάλυψη στην τεχνολογία της ενέργειας, αντιμετωπίζοντας τους περιορισμούς των μπαταριών ιόντων λιθίου, ενώ προάγουν τη βιωσιμότητα και την οικονομική απόδοση. Ευθυγραμμίζονται απόλυτα με τους στόχους της επανάστασης των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και παρέχουν μια πρακτική πορεία προς ένα πιο πράσινο μέλλον.
Οδηγίες
Έχουμε συμπεριλάβει πλήρη μοντέλα της ανεμογεννήτριας και του ανεμιστήρα, για ευκολότερη εκτύπωση. Μπορείτε να μειώσετε τον αριθμό των πτερυγίων του ανεμιστήρα, να αντιστρέψετε ή να συνδέσετε έναν κινητήρα/οτιδήποτε άλλο θέλετε.
| Σχέδια |
| Υλοποίηση |
Τα αρχεία stl (3d design) θα βρείτε εδώ ως stl.zip ή : https://github.com/nektarios25ma/GRAVITY-GENERATOR/blob/main/stl.zip και τις οδηγίες συναρμολόγησης εδώ ως gravity assemble : https://github.com/nektarios25ma/GRAVITY-GENERATOR/blob/main/gravityASSEMBLE.mp4 ή : https://github.com/nektarios25ma/GRAVITY-GENERATOR/blob/main/gravityassemble.zip
Συνιστούμε την εκτύπωση σε ABS με ύψος στρώσης 0,2 και πλήρωση 30%.
Τα γρανάζια της οδοντωτής ράγας λειτουργούν ως το βάρος της μπαταρίας, επομένως ίσως είναι καλή ιδέα να εκτυπώσετε με πλήρωση 100% ή/και να προσθέσετε επιπλέον βάρος στο γρανάζι για να αυξήσετε τη ροπή.
Λίστα Υλικών /Ποσότητα /Υλικά /Σύνδεσμος Αγοράς/κόστος
i) 3x Νήματα PLA: https://grobotronics.com/esun-pla-filament-1-75mm-1kg-blue.html = 60 €
ii) 2x Filament ABS: https://grobotronics.com/creality-hyper-abs-1-75mm-1kg-white.html =40 €
iii) 10 x ρουλεμάν 608Z : https://grobotronics.com/s608zz-8mm-bore-22mm-od-stainless-steel.html = 26 €
Συνολικό κόστος : 126 ευρώ
Υ.Γ. ΜΑΣ ΚΟΣΤΙΣΕ ΑΡΚΕΤΑ ΠΑΡΑΠΑΝΩ ΛΟΓΩ ΤΩΝ ΠΟΛΛΑΠΛΩΝ ΠΡΟΣΠΑΘΕΙΩΝ ΓΙΑ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΟ ΠΡΩΤΟΤΥΠΟ. Το παραπάνω ποσό είναι αυτό που θα δαπανήσει αυτός που θα χρησιμοποιήσει την εμπειρία μας και τα ανοιχτού κώδικα σχέδια μας .
Σελίδα github: https://github.com/nektarios25ma/GRAVITY-GENERATOR
ΠΗΓΕΣ
- https://www.thingiverse.com/thing:952564#google_vignette ( ΕΝΩ ΓΙΑ ΜΑΣ ΗΤΑΝ ΚΑΛΟ ΣΗΜΕΙΟ ΕΚΙΝΗΣΗΣ ,ΕΧΕΙ ΑΡΚΕΤΑ ΣΧΕΔΙΑΣΤΙΚΑ ΛΑΘΗ ΠΟΥ ΧΡΗΖΟΥΝ ΔΙΟΡΘΩΣΗΣ)
- Βικιπαίδεια: https://en.wikipedia.org/wiki/Gravity_battery