Под руководством специалистов Уфимского государственного нефтяного технического университета участники программы «Большие вызовы» работали над проектом, посвящённым развитию возобновляемых источников энергии. За три недели в Сириусе школьники спроектировали энергогенерирующий комплекс на основе вертикальных ветрогенераторов, предназначенный специально для эксплуатации в суровом климате Арктического региона.
Причина выбора именно вертикального типа генератора проста: вечная мерзлота делает невозможным строительство фундаментов для традиционных мощных установок. Арктика обладает огромным значением как стратегический морской путь и перспективный регион добычи полезных ископаемых, поэтому ветрогенераторы оказываются единственным доступным и экономически оправданным решением на территориях, где отсутствуют альтернативные источники энергии. Участники проекта подчеркнули, что речь идёт не о полном отказе от традиционной энергетики, а скорее о снижении нагрузки на хрупкую экосистему Арктики путём использования экологически чистой энергии ветра. Так удастся избежать загрязнения атмосферы выбросами углерода и предотвратить тепловое загрязнение, о котором предупреждают специалисты-экологи.
«В Арктической зоне традиционно используются такие энергоносители, как газ и уголь, доставка которых чрезвычайно дорога. Наш проект способен решить проблему транспортировки топливных ресурсов, сделав поставки энергии в северные районы проще и дешевле. Основной частью проекта является конструирование ветрогенераторов на разработанном нами комплексе. От правильного расположения устройств зависят углы атаки лопастей, а значит, и скорость вращения, влияющая на общую выработку электроэнергии. Поэтому для решения такой задачи потребовалось задействовать не только математические знания, но и основы физики, а также элементы матанализа, изучаемые позднее в старших классах», — пояснил Артемий Гусаров, который приехал в Сириус из Ханты-Мансийского автономного округа — Югра.
При проектировании источника энергии ребята отдали предпочтение вертикальным конструкциям. Команда инженеров спроектировала шесть роторов — ветроприёмных устройств, которые преобразуют кинетическую энергию ветра в механическое вращение. Эти конструкции они выполнили из пластика методом аддитивной 3D-печати, рассчитав габариты и эффективность элементов, исходя из масштабов реального объекта. На макете роторы установлены особым образом: чтобы минимизировать влияние турбулентности и максимизировать выработку электричества. Группируя установки по принципу оптимального расположения, разработчики добились эффекта синергии, при котором каждая установка усиливает производительность соседней.
«Чтобы наглядно продемонстрировать работоспособность нашей установки, мы решили подключить её к интерактивному экспонату — искусственному дереву с сидящей под ним совой. Когда зритель приближается к установке на расстояние около полуметра, датчик фиксирует движение, сова издаёт характерные звуки, а ветви дерева загораются разноцветными огнями. Участие в проекте подарило мне ценный опыт и позволило развить ряд практических навыков. Я участвовала в конструировании дерева, это занятие потребовало большого терпения и внимательности, но полученный результат стоил затраченных усилий. В ходе работы я углубила свои познания в электронике, физике и программировании», — рассказала школьница из Екатеринбурга Варя Ефремова.
.jpg)
«Интересно, что изначально никто из членов группы не имел опыта работы с электроэнергией и ветровыми установками. Всего за три недели интенсивной работы ребята глубоко погрузились в тему. Они разобрались в тонкостях процесса производства и распределения электрической энергии, поняли принципы работы возобновляемой энергетики и увидели, что зелёная энергия — это не панацея, а важная поддержка традиционным источникам энергии. Участие в проекте дало школьникам возможность развивать творческие способности и научиться командной работе», — прокомментировал доцент кафедры электротехники и электрооборудования предприятий Уфимского государственного нефтяного технического университета Павел Хлюпин.
По завершению программы участники проекта подготовят научную статью о результатах исследования. Школьники планируют поддерживать связь между членами команды и научными руководителями, чтобы обмениваться идеями и планировать новые интересные научно-исследовательские и проектные работы.
