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Face à la prise de conscience croissante du public quant à la nécessité des énergies renouvelables , nous avons découvert des moyens de réduire notre dépendance aux énergies fossiles et au nucléaire. Notre équipe a conçu une méthode alternative de conversion de l'énergie cinétique en courant alternatif grâce à un générateur d'énergie intégré à un vélo. Ainsi, le WaterPod, ainsi que d'autres, peuvent utiliser notre invention pour produire leur propre électricité. ^{[ 1 ]}

du résumé

Le générateur d'énergie pour vélos utilisera l'énergie cinétique fournie par un système mécanique et restituera du courant continu utilisable grâce à un générateur d'énergie à courant continu. Ce courant continu circulera ensuite dans un circuit électrique et sera finalement stocké dans un parc de batteries marines. Ce parc de batteries fournira une source d'énergie utilisable à la communauté des Water Pods. ^{[ 2 ]}

Analyse du problème et critères

finale du design

Le nom du prototype final est « Générateur d'énergie pour vélo ». Ce prototype, destiné au projet WaterPod, répond à leurs critères et besoins en électricité. Il se distingue des autres prototypes par l'intégration d'un support préfabriqué et d'un arbre de générateur, la roue du vélo étant intégrée à sa conception. Le support préfabriqué est un élément très pratique : il maintient la roue arrière du vélo en toute sécurité, lui permettant de tourner librement, et sert de structure aux autres composants du système. Ce support est conçu pour se fixer à l'axe de la roue arrière. L'axe s'étend de chaque côté de la roue et repose à l'intérieur d'un arbre spécialement conçu à cet effet, où il est verrouillé.

Le rouleau de résistance d'origine a été modifié pour qu'il tourne avec l'arbre du moteur à courant continu. La résistance utilisée pour l'entraînement a été remplacée par un générateur. L'arbre du générateur est couplé à celui du rouleau ; ainsi, lorsque le rouleau est entraîné par la roue du vélo, l'arbre du générateur tourne également.

Le circuit du système achemine le courant continu produit par le générateur vers un parc de batteries marines, lesquelles peuvent ensuite alimenter des appareils. Avant cela, dès que le générateur produit de l'électricité, le courant traverse un ampèremètre permettant à l'utilisateur de visualiser sa production. Le courant traverse ensuite une diode de blocage afin d'empêcher tout courant inverse. Puis, il passe par un régulateur de tension de 13 V afin que la tension ne dépasse pas la capacité nominale de la batterie. Enfin, le courant est directement envoyé vers le parc de batteries où l'énergie utilisable est stockée pour une utilisation ultérieure. Afin de maintenir le circuit électrique fonctionnel, le courant retourne à travers la batterie et un fusible. Après un nouveau passage dans le régulateur de tension, le courant continu traverse un dernier fusible, fermant ainsi le circuit. ^{[ 3 ]}

Matériaux alternatifs possibles

Bien que nous ayons choisi d'utiliser un support préfabriqué, avec la méthode du rouleau à contact direct, d'autres composants peuvent également convenir.

Nous avons choisi le rouleau à contact direct, mais le système de poulies fonctionnera également. ^{[ 4 ]}

Au lieu d'utiliser un support préfabriqué, on peut choisir de construire un support sur mesure.

les coûts

DIY

Pour construire votre propre générateur d'énergie pour vélo, vous pouvez suivre ces étapes :

1. Rassemblez le matériel :

• Vélo : Un vélo de route à petit filetage est préférable
• Home trainer : Consultez Craigslist.org ou les boutiques en ligne pour trouver des home trainers d'occasion à petit prix.
• Moteur CC 12 V : Vous pouvez facilement vous en procurer chez Alternative Power, Inc. à Arcata, en Californie.
• Onduleur : dans n'importe quelle quincaillerie
• Batterie marine 12 V : Consultez les offres en ligne pour trouver le meilleur prix.
• Deux fusibles : peuvent être achetés chez Harbor Freight ou dans une quincaillerie locale.
• Diode : Utilisez une diode de blocage que vous trouverez dans n'importe quelle quincaillerie locale.
• Régulateur 7 ampères : à acheter dans une quincaillerie locale ou en ligne
• Câblage : utilisez du fil de calibre 12 ou inférieur, d’une longueur de 3,65 m (12 pieds) ; à acheter dans une quincaillerie locale.
• Ferraille : n'importe quelle casse

1. Construire le moteur/rouleau

• Pour raccorder votre moteur à courant continu à votre home trainer au ras du rouleau de résistance, vous devez examiner l'axe du rouleau et l'axe du moteur afin de vérifier leur compatibilité.
• Démontez votre rouleau afin que l'arbre du rouleau puisse être couplé à l'arbre du moteur sans aucune interférence.
• Assemblez les deux arbres ; un accouplement en caoutchouc serait idéal si les deux arbres n'ont pas la même largeur.
• Déterminez l'emplacement optimal du moteur afin de pouvoir le fixer au support de vélo.
• La première partie du support est une pièce de métal située entre le rouleau de résistance monté et la planche à ressort du home trainer.
• La deuxième partie du support maintient le moteur en place.
• Fabriquez un support pour maintenir le moteur en place, de préférence deux pièces métalliques horizontales et perpendiculaires, légèrement de part et d'autre du moteur, comme illustré ci-dessous. Ces pièces sont soudées à l'aide d'une pièce verticale, elle-même soudée (à angle droit) à la première pièce métallique, elle-même boulonnée par l'axe du rouleau et le ressort. La taille du moteur pouvant varier, aucune dimension n'est fournie pour ce support, mais l'objectif général est de fixer le moteur de manière à ce qu'il ne bouge pas une fois entraîné par le rouleau.

1. Construire un circuit électrique

• Utilisez un fer à souder pour connecter les fusibles, la diode, la tension, le régulateur, la batterie et l'onduleur. Des pinces crocodiles conviennent également pour connecter les composants du circuit lors des tests.
  • Commencez par glisser un manchon de ruban thermorétractable sur un fil et écartez-le du pistolet à souder.
  • Maintenez les fils ensemble (en veillant à utiliser une protection appropriée) et soudez les extrémités des fils ensemble.
  • Une fois les fils connectés, faites glisser du ruban thermorétractable sur les fils exposés et utilisez une flamme pour serrer le ruban.
  • Répétez cette étape pour tous les fils qui doivent être connectés pour compléter le circuit du schéma ^{[ 5 ].}

Easy Riders

les références