Autor: JK

W dzisiejszych czasach odnawialne źródła energii zyskują coraz większą popularność, zawdzięczają to swojej niskiej emisyjności. Niosą jednak one ze sobą problemy związane z niestabilnością w procesie wytwarzania energii. Jest to spowodowane brakiem możliwości kontroli warunków pogodowych. W trakcie, gdy warunki są sprzyjające, a zapotrzebowanie energetyczne niskie tracimy nadwyżkę produkcyjną. W tej sytuacji przychodzą nam z ratunkiem różne formy magazynowania energii. Jedną z tych form jest elektrownia szczytowo-pompowa, która wykorzystuje nadwyżki prądu do przepompowania wody do zbiornika położonego na wyższym poziomie. W momencie większego zapotrzebowania na energie przepuszczamy wodę przez turbinę odzyskując część energii zmagazynowanej w postaci energii potencjalnej wody.

Projekt polega na zbudowaniu modelu elektrowni szczytowo – pompowej, która ma obrazować jak działają prawdziwe magazyny energii. W projekcie zastosujemy turbinę Francisa, która jest wykorzystywana w rzeczywistych elektrowniach. Na potrzeby projektu został przygotowany model turbiny, pozwoli to nam na przeprowadzanie obliczeń oraz wydrukowanie prototypu.

Projekt prezentuje zjawisko fluidyzacji na przykładzie drobnego, sypkiego piasku. Zjawisko fluidyzacji jest wykorzystywane we fluidalnym kotle energetycznym, gdzie sprężone powietrze nadmuchiwane jest od dołu do pojemnika wypełnionego sypkim piaskiem.

Powietrze ”porywa” piasek z prędkością równą prędkości opadania grawitacyjnego, przez to cząsteczki przemieszczają się po całej objętości naczynia, co sprawia wrażenie, jakby warstwa zachowywała się jak ciecz. Fluidyzacja intensyfikuje procesy fizyczne i chemiczne, ponieważ maksymalnie wykorzystywana jest powierzchnia ciała stałego – dobra wymiana ciepła i masy.

Jako Koło Naukowe Energetyków podjęliśmy wyzwanie budowy urządzenia zamieniającego energię wiatru na energię elektryczną z jak najwyższą sprawnością.

Nasze prace rozpoczęły się od stworzenia modelu łopat a także samej turbiny oraz przeprowadzenia symulacji przepływu i wybraniu najbardziej sprawnej konfiguracji. Cały system elektryczny w skład którego wchodzą akumulatory, hamulec wraz z awaryjnym przyciskiem bezpieczeństwa oraz reszta automatyki została także zaprojektowana przez nas z pomocą pracowników akademickich wydziału Mechanicznego Energetyki i Lotnictwa Politechniki Warszawskiej.

Efektem pracy był model małej turbiny z pełną dokumentacją techniczną. Planowana była również próba wdrożenia projektu na większą skalę np. jako źródło wspomagające produkcje energii elektrycznej z paneli fotowoltaicznych.

Konkurs “Wielkie Wyzwanie” ma rangę ogólnokrajową, stwarzając szansę konkurowania z najlepszymi konstruktorami z całej Polski.