Waterpod/Tour de Volts/uk
| Тип | Генератор з педальним живленням |
|---|---|
| Автори | Алікс Майк Раденбо Алекс Меттсон Емілі |
| Розташування | Нью-Йорк , США |
| Статус | |
| Роки | 2009 рік |
| Вартість | 247,43 доларів США |
Ця сторінка присвячена проєкту «Tour De Volts» для Waterpod з весняного курсу «Вступ до дизайну» 2009 року в Каліфорнійському політехнічному інституті імені Гумбольдта. Ми пропонуємо використовувати велосипед як джерело живлення, щоб забезпечити Waterpod додатковим зарядом. Зокрема, ми використали велотренажер, щоб перетворити двигун постійного струму від самоката на електричний генератор. Він буде на Waterpod протягом шести місяців і служитиме навчальним інструментом.
Вступ
The Waterpod Project
« Вотерпод» – це самопідтримуюча баржа, яка плаватиме по Іст-Рівер у Нью-Йорку, швартуючись до кількох різних пірсів Манхеттена на річці Гудзон, щоб навчати громадськість принципам сталого розвитку. Вона стане домівкою для шести художників-візуалістів і є клієнтом курсу «Інженерія 215» Каліфорнійського політехнічного інституту Гумбольдта , який розробляє проекти сталого розвитку для демонстрації на борту. Мета проекту «Вотерпод» – продемонструвати важливість сталого розвитку через мистецтво, технології та дискусії, проводячи вистави, художні інсталяції, лекції та семінари.
Команда Лоракс
Команда Lorax – це команда з чотирьох студентів, які навчаються за спеціальністю «Інженерія 215: Вступ до дизайну» в Каліфорнійському політехнічному інституті імені Гумбольдта . За підтримки проєкту Waterpod, що виступає їхнім «зеленим» клієнтом, команда Lorax розробила та впровадила екологічно чистий велосипедний генератор, який використовуватиметься як освітній та функціональний інструмент на борту баржі. До складу команди входять Емілі Боуз (першокурсниця), Алікс Джордж (першокурсниця), Майк Раденбо (першокурсник) та Алекс Меттсон (другокурсник).
Рис. 1: Велосипед та генератор
Завдання та критерії клієнта
Завданням команди Lorax було створити освітній та функціональний велосипедний генератор, який можна було б використовувати на борту Waterpod для покращення навчального досвіду відвідувачів.
Щоб спростити процес проектування та відповідати стандартам клієнтів, команда Lorax розробила перелік критеріїв на основі бажань та потреб клієнтів. Відносні ваги були призначені за шкалою від 1 до 10 залежно від важливості критеріїв у кінцевому рішенні:
- Регульованість-(9)-Генератор має бути регульованим як для дитячих, так і для дорослих велосипедів.
- Довговічність (9) – Повинен витримувати щоденне використання протягом шести місяців.
- Вартість-(9) – менше або дорівнює 300,00 доларів США.
- Освітня цінність (10) – Повинна демонструвати вироблення енергії за допомогою людської сили.
- Безпека-(8) – Відповідає електротехнічним нормам Нью-Йорка, безпечний для використання.
- ККД (10)-12 В постійного струму, мінімальна необхідна потужність.
- Легкість налаштування (8) – клієнт повинен легко налаштувати його.
- Естетика-(7) – Повинна бути презентабельною та компактною.
- Ремонтопридатність (7) – проста конструкція для легкого обслуговування непідготовленими людьми.
Остаточне рішення
Остаточне рішення спеціально розроблене для забезпечення живлення Waterpod від людини. Велогенератор здатний адаптуватися до широкого спектру велосипедів, тому як діти, так і дорослі можуть навчатися користуватися генератором. На рисунку 2 показано основну систему підтримки, яка використовується в нашій конструкції, а саме стійку для велотренажера. Стійка для велосипеда кріпиться з кожного боку кілочків на задньому колесі, забезпечуючи стабільну систему підтримки велосипеда. Одним з найважливіших критеріїв велогенератора є безпека, а міцна стійка гарантує, що все безпечно та надійно. Стійка також робить генератор естетично привабливим, зберігаючи всі блоки з'єднаними та компактними.
Використаний двигун – це генератор постійного струму на 36 вольт, взятий з електросамоката. Перед встановленням двигун був перевірений та очищений для забезпечення його ефективності. Тримач запобіжника – автомобільного рядного типу з прозорим оглядовим вікном для перевірки. Велосипедний генератор також оснащений одностороннім діодом для обмеження реверсивного струму під час використання.
Щоб побудувати цей генератор, ми просто зняли резистор зі стійки велотренажера та замінили його двигуном постійного струму, як показано на рисунку 3.
Рис. 2: Підставка для велосипеда
Рис. 3: Генератор
Витрати
Важливим обмеженням, яке постійно враховували під час проектування та впровадження велосипедного генератора Tour de Volts, була вартість. Усі матеріали мали бути придбані на загальну суму 300,00 доларів США або менше.
Витрати на реалізацію
Загальна вартість впровадження для команди Lorax становить 77,61 долара США, як показано в таблиці нижче. У таблиці наведено підсумок усіх матеріалів, використаних для впровадження рішення, та ціни на ці матеріали. У третьому стовпці показано ринкову ціну кожного товару, оскільки деякі товари були подаровані або придбані за нижчою ціною. Більшість матеріалів було знайдено на пунктах збору металобрухту або в Центрі переробки Arcata , що зробило вартість генератора для велосипедів набагато меншою, ніж очікувалося. Загальна вартість впровадження, якби всі матеріали були придбані за ринковою вартістю, становила б 247,43 долара США.
| Елемент | Наша ціна ($) | Ринкова вартість ($) |
|---|---|---|
| Запобіжники | 1,99 | 1,99 |
| Тримач запобіжника | 2.49 | 3.00 |
| Мотор | 5.00 | 50,00 |
| Метал/ Алюміній | 2.19 | 10.00 |
| Діод | 1.19 | 1.19 |
| Болти | 4.75 | 4.75 |
| Пружинний штифт | Пожертвувано | 1.50 |
| Стійка для велотренажера | Пожертвувано | 75,00 |
| Понижуючий сигнал постійного струму (DC-DC) | 60,00 | 100,00 |
| РАЗОМ | 77,61 дол. США | 247,43 дол. США |
Витрати на утримання
Очікується, що технічне обслуговування велосипедного генератора буде невибагливим. Щітки в двигуні зношуються після 2 років використання. Заміна зношених щіток коштує близько 10 доларів. Також існує ймовірність перегорання запобіжника. Заміна запобіжників коштує 2 долари. Ці запасні частини були надані разом із генератором для зручності клієнта. Очікується, що решта деталей прослужить протягом шестимісячного періоду виставки. Генератор має бути достатньо міцним, щоб витримувати погодні умови та щоденне використання.
Наступний крок
Тур де Вольтс буде представлений на Waterpod протягом шести місяців і слугуватиме освітнім інструментом для громадськості. У майбутньому цього проєкту команда Lorax планує продовжити вивчення використання механічної генерації електроенергії у повсякденному житті. Проблеми, з якими ми все ще стикаємося, полягають у підвищенні ефективності виробництва та накопичення енергії.
Література
Еріксон, Б. (2006). «Генератор енергії, що живиться людиною». CCAT – Pedal Power, < http://web.archive.org/web/20100702012929/http://www.humboldt.edu:80/~ccat/pedalpower/hec/hpeg/index.html > (24 лютого 2008 р.).
TheWaterpod.org. (2008). < http://web.archive.org/web/20090204064511/http://thewaterpod.org:80/news.html > (23 лютого 2009 р.).
Russavage, J. (2004) «Потужність педалей – практичний посібник». Cal Poly Humboldt. (24 лютого 2009 р.) < http://web.archive.org/web/20100706221425/http://www.humboldt.edu:80/~ccat/pedalpower/josephSP2004/index.html >.
| Автори | Емілі , Алікс |
|---|---|
| Ліцензія | CC-BY-SA-3.0 |
| Розташування | {{{координати}}} |
| Організації | Engr205 Вступ до дизайну , Каліфорнійський політехнічний інститут Гумбольдта , Waterpod |
| Цитувати як | Емілі , Алікс (2009–2025). «Waterpod Tour de Volts» . Appropedia . Отримано 29 серпня 2025 року . |