ROSKILDE TEKNISKE GYMNASIUM KLASSE 1.4 Vindmøller Erling Flyvholm Mathias Turac, Devran Kücükyildiz og Daniel Thyrring 29. november 2007
Indholdsfortegnelse Projektbeskrivelse:... 3 Indledning:... 3 Problemobservation:... 3 Problemtræ:... 3 Problemanalyse:... 4 Indledende analyse:... 4 Arbejdsspørgsmål til problemstillingen:... 4 Tidsplan:... 5 Værksted:... 6 Løsninger på arbejdsspørgsmål:... 6 Dokumentation... 10 Vurderingen af produktet:... 12 Hvad kunne have været bedre?... 13 Hvad kunne vi have gjort bedre ved produktet?... 13 2 S i d e
Projektbeskrivelse: Indledning: Vi er en gruppe elever på 1. G HTX på Roskilde Tekniske Gymnasium der i forbindelse med temaet Miljø og Energi har valgt at arbejde med problemet Vindmøller. Vi forventer at lave en analyse af problemstillingen med fokus på støj fra vindmøller og derefter opstille et løsbart problem. Vi forventer at udarbejde et forslag til en løsning og et praktisk produkt i relation til løsningen. Problemobservation: Vindmøller larmer, og laver generelt hvid støj i. Alle taler om at vi gerne vil have flere vindmøller, især politikerne, men vi har svært ved at placere vindmøllerne fordi de larmer, så man kan ikke sætte dem tæt på bebyggede områder og vi kan heller ikke sætte dem ved kysten pga. at de på den måde slår fuglene ihjel. Problemtræ: Rykket ud til kysten Fugle bliver dræbt Folk bliver irriteret af støjen Tinnitus Søvnproblemer Støj fra vindmøller Luftturbulens friktion dynamoen 3 S i d e
Problemanalyse: Indledende analyse: Vi har i forbindelse med temaet blandt andet set filmen "En ubekvem sandhed" og i denne film opstilles en række skrækscenarier i forhold til den øgede globale opvarmning. Vi har også set politikernes valgkampagne og hørt at FX SF holder på at lave flere vindmøller, men at det er et problem fordi de larmer, og er irriterende for miljøet. De vil bygge 1500-1800 vindmøller til, måske i mølle-haver. Arbejdsspørgsmål til problemstillingen: Hvorfor skal vi have vindmøller? Hvad kommer støjen af? Hvor meget støj kommer der fra vindmøllerne(decibel)? Hvordan måler man støj? Hvilke andre vindmøller kan man bruge? Kan man lave små vindmøller, til privatbrug? Egenhændig energiforsørgelse, hvordan? Hvor mange procent af Danmarks energi kommer fra vindmøller? Hvor mange vindmøller er der i Danmark? Hvad er effekten af vindmøller(kilowatt)? Hvilke alternativer er der til fossile brændstoffer? Vindenergi Vandenergi Solenergi Biobrændsel Termiskenergi 4 S i d e
= Udført = afleveres til lærer * = Forventet ±= Udsat Tidsplan: Opgave 41 42 43 44 45 46 47 48 49 Udlevering af tema Brainstorm Udarbejdelse af projektbeskrivelse Arbejdsspørgsmål: - - Hvorfor skal vi have vindmøller? - Hvad kommer støjen af? - Hvor meget støj kommer der fra vindmøllerne(decibel)? - Hvordan måler man støj? - Hvilke andre vindmøller kan man bruge? - Kan man lave små vindmøller, til privatbrug? - Egenhændig energiforsørgelse, hvordan? - Hvor mange procent af Danmarks energi kommer fra vindmøller? - Hvor mange vindmøller er der i Danmark? - Hvad er effekten af vindmøller(kwh)? - Hvilke alternativer er der til fossile brændstoffer? - Vindenergi - Vand - Solenergi - Biobrændsel - Termiskenergi Problemformulering Krav til løsning og produkt Devran Daniel Daniel og Turac Devran Alle Turac Turac Daniel Daniel Daniel Alle Alle * 5 S i d e
Løsningsforslag Beskrivelse af værksteds arbejde Værksted Fernisering Aflevering af delopgave Alle Alle Værksted: Maskinværksted/metal, lave et forsøg med en lille vindmølle model, og så måle støjen fra vores mølle, og fra en rigtig vindmølle. Løsninger på arbejdsspørgsmål: 1. Vi skal have vindmøller fordi at det vigtigt at udnytte de ressourcer, som vi allerede har, som Fx vind, og det er med til at formindske CO 2 -udslippet. Det man kan gøre, er at lave vindmøller som ikke larmer, eller som bruger mindre plads, men supplere med den samme energi, som normale vindmøller. 2. Støjen kommer af at når generatoren laver omdrejningerne om til strøm og den friktion der laves når vingerne skærer igennem luften og vinden. 3. På dette diagram ser man hvordan støjniveauet sænker sig, med at afstanden bliver længere. Hvilket egentlig er logisk nok. Slow dba betyder at det er en langsom lyd, og db a betyder at det er en dyb lyd. Fast betyder at det er en hurtigt gentaget lyd, og db c betyder at det er en lyd som er høj i tonerne. 6 S i d e
4. Man måler støjen med db(decibel). db A-skalaen er logaritmisk og begynder ved 0, hvilket svarer til hvad det menneskelige øre lige akkurat kan opfatte. Den måleskala til menneskeniveau hedder db (A), mens (B) og (C) er til kraftigere lydstyrker. Der er en maksimal støjbelastning en mølle må udsætte sin nabo for. Udendørs i et opholdsområde, fx i en have, må støjen ikke overstige 45 db (A). Ved tættere bebyggelse, fx sommerhuse eller institutioner, er kravet max. 40 db (A). 7 S i d e
For at have noget at sammenligne med har vi fundet dette skema. 5. <<Savoniusrotoren Denne vindmølle kører på den forskellige modstand der er når, den hvælvede(buede) side er mod vinden er der meget let modstand, og når den hule side vender vinden er der en hård modstand som får den til at dreje. <<Darrieusmøllen Denne mølle bruger opdriften til at dreje, så når vinder kommer ind til den så fungere den ligesom når en vaskevaskine centrifugere. 8 S i d e
<<Vindrosetten Denne mølle kan dreje rundt uanset vindretningen, og den skaber ikke nogen friktion, så den larmer heller ikke, det der gør at den ikke skaber friktion er buen på vingerne, som fanger vinden uden at skære i den. Fra oven 6. Man kan sagtens lave små vindmøller/husvindmøller, men problemet kan være, om de giver nok strøm til hele huset og hvad vi gør når det ikke blæser nok til at kunne dreje møllen rundt. 7. Gode ting ved den lille Vindrosette: Den er lille, vi har plads til mange af dem. De larmer ikke. De irriterer ikke folk. Den kan dreje rundt uanset vindretningen Dårlige ting ved den lille Rousette: Det er ikke sikkert de giver nok strøm. (undersøges) 8. 20 procent af den danske strøm kommer i dag fra vindmøller. Det kan lade sig gøre at hæve det tal til 50 procent, og det ville være en verdenssensation. Danmark kan blive det første land, som demonstrerer hvordan det er muligt. Det vil være overbevisende for andre lande og åbne sotre muligheder for systemeksport. 9. Der er 5287 vindmøller i Danmark som er oplyst d. 07. mar. 2006, men om nogle år er der måske kun 1500 vindmøller tilbage og det er pga. vindmøllernes generator er blevet større og bedre til at lave omdrejninger om til strøm. 9 S i d e
10. Effekten af moderne vindmøller i Danmark er på ca. 750 kw alt efter mærke, men de bedste er på 2 MW. Danmark har 20 bonus 2 MW vindmøller dvs. at det i alt er en effekt på 40 MW. 11. Der er disse alternativer til fossile brændstoffer(som vi vil forklare kort om): Vandenergi: Kan FX være en Wavedragon som er en maskine der laver energi ud af bølgerne på havet. Da vandmøller ikke er så in længere. Vindenergi: Vindmøller, som laver energi ved at lave omdrejninger og få en generator til at generere strøm. Solenergi: Kan være solceller, som laver energi ved at fange Solens stråler og derefter ryger den varme der kommer ind i en generator som laver strøm. Eller som man gør i Tyrkiet mange steder, man sætter en kæmpe vandbeholder på sit flade tag og så bruger man Solens stråler til at opvarme vandet. Biobrændsel: Kan FX være Ethanol, som man kan bruge som et brændstof i stedet for benzin. Hvilket også kunne være brint. Termisk energi: Dokumentation Den indledende analyse er CO 2 -udslippet, som fører til at man vil have vindmøller op, men vindmøller larmer og det er jo ikke rart på nogen måde. Der er forskellige designs; Savoniusrotoren, Darrieusmøllen, Vindrosetten, som er vist i rapporten. Vi har valgt vindrosettens design, fordi vingerne på vindrosetten fanger vinden bedre og ved at vi har sat plader på, så holder den på vinden. Vindrosetten larmer heller ikke, fordi der ikke bliver lavet en friktion på vingerne, ligesom på almindelig vindmøller, og vindrosetten så også mest enkel ud. Vi brugte jern fordi vi fik at vide, at vi ikke kunne svejse i plast og aluminium. 10 S i d e
Det var meningen den skulle se sådan her ud, billedet her er lavet på Maya som er et 3D program: Den skulle være let. Helst billig at lave. Ikke gå let i stykker. Holde mange år Vi havde tænkt på at lave selve vingehovedet i hård plast, for det er et let materiale. Der skulle sidde en el-motor eller generator til møllen. Den skulle kunne generere nok strøm til at kunne lede et lysnet i et mellem størrelse hus (115m 2 ). Med sparepærer. Halvvejs: Der har vi lige svejset vingerne på underpladen, og har lige testet om det fungerede. Hvilket det gjorde men den var blevet lidt tungere end vi havde regnet med. 11 S i d e
Men den endte sådan her: Vi lavede den i tynde jernplader, fordi vi ikke kunne svejse i plast og sætte det sammen. Så den er blevet tungere end forventet. Vores el det virker som vi havde tænkt os, men med en cykelkæde i stedet for en kilerem. Vurderingen af produktet: Den endelige løsning blev til en vindrosette, men den virker ikke helt optimalt. Det skyldes at vi ikke kunne bruge de materialer som vi havde tænkt os og at vi ikke var helt så praktisk gode. Den kan godt dreje rundt. Hvis der er kraftig vind, fordi den er blevet for tung. Kæden vi brugte gik lidt i stykker da Mathias skulle skille den ad. Den kan godt give strøm, men kunne have været bedre. Selve idéen i produktet virker som den skulle, vi skulle nok bare have haft nogle professionelle håndværkere. Beskrivelse af Værkstedsarbejdet: Begyndelsen Vi startede med at kigge vores tegninger igennem, og begyndte at snakke med Hans-Otto om hvilke materialer vi havde at gøre godt med. Da vi var ude i containeren for at lede fandt nogle helt tynde plader af jern, som vi sleb for at fjerne rust og evt. snavs. I gang med produktet Vi begyndte at regne lidt på hvilke ting vi kunne bruge til at lave buen på vores vinger som vi havde klippet ud af de plader som vi havde fundet. Vi skulle nu i gang med at bøje dem, det passede præcis lige med de små ambolte der står på bordene nede i maskin- metalværkstedet. Vi lavede en holder til vindmøllen ud af en gammel stol, hvor vi fjernede sædet og brugte stolebenene. 12 S i d e
Test af vores vindmølle 1. Kan den dreje rundt? Det kunne den godt. 2. Hvor høj vindhastighed skal der til at dreje den rundt? ca 10m/s, så det er en kraftig vind. 3. Larmer den? Vi har lavet en vindmølle som ikke larmer ved at vinden rammer den og den drejer rundt, men den larmer pga. dårlige kuglelejer. 4. Kan den lave strøm? Ja, den kan lave strøm, men kun 1 V, det har vi så fundet ud af har meget at gøre med at el-motoren ikke er helt optimal da den er gammel og slidt. Men at den ikke kommer op på et helt optimalt omdrejningstal. 5. Er den robust? Den er rimelig robust og kan godt holde til en rigtig høj vindhastighed. 6. Er den pæn? Nej, men da vi ikke er gået op i udseendet af produktet, men op i selve udviklingen. Hvad kunne have været bedre? Samarbejdet i gruppen skulle have været bedre i starten, men vi fik rodet bod på det til sidst hvor vi alle gav en ordentlig skalle og hjalp til og gjorde sit. Vi skulle nok have lagt en mere detaljeret plan over hvilke materialer, hvad vi helt præcis skulle lave i værkstedet. Hvad kunne vi have gjort bedre ved produktet? Vi kunne have brugt nogle lettere materialer hvilket vi også havde tænkt på, men vi havde ikke rigtig mulighed for at samle det med de materialer som vi havde ønsket at bruge (hård plast eller aluminium). Da vi ikke kunne svejse i plast eller aluminium. Der skulle have været en større gearing, da det kunne have givet mere strøm. Vi kunne også godt have været bedre til det praktiske. Kilder: http://www.intranet.cathedralgrammar.school.nz/inhouse%20web%20sites/windpower/da/p ictures/modern.htm, Windpower. http://www.dr.dk/regioner/syd/drsyd/programmer/eftermiddag/artikler/20060307140604.htm, Danmarks Radio, interwiev. i Hvid støj er noget der er der hele tiden, det føles lidt som tinnitus, en uendelig tone/lyd der hele tiden kører i baggrunden. Hvid støj kan også være: FX en vindmølle der kører om sommeren og solen skinner men da vindmøllens vinger dækker for solen der, kan det få lyset til at blinke og det er også en form for hvid støj. Det gør en lidt psykisk syg. 13 S i d e
This document was created with Win2PDF available at http://www.win2pdf.com. The unregistered version of Win2PDF is for evaluation or non-commercial use only. This page will not be added after purchasing Win2PDF.