Niekjuh schreef op dinsdag 21 oktober 2008 @ 13:47:
Hallo,
Voor ons profielwerkstuk (eindopdracht in het examenjaar)
Gaan wij stroom opwekken met behulp van regen.
Heel kort gezegd: we vangen regen op in een bak, deze bak gaat zakken, waardoor tandwielen in beweging worden gebracht die vervolgens aangesloten worden op een dynamo, dit willen we opslaan in een accu en vervolgens een lamp laten branden.
. . .
Ik gooi even de knuppel in het hoenderhok: je gaat volledig voorbij aan de inhoud van de opdracht----> stroom met behulp van
regen. . .ik zag niets in de opdracht dat vertaalt naar "stroom met behulp van een voorraad water op een hoge plek".
Het opvangen van regen in een "bak" en daar stroom van opwekken is oude technologie en wordt dagelijks gebruikt---> stuwdammen met turbines en alle varianten die op het zelfde neerkomen. Je gaat er niets mee bereiken en je zal slechts aantonen dat frictie een groot deel van de energie zal opvreten. In rivieren wordt ook een groot deel van de waterenergie opgevreten en een zeer klein deel komt als nuttige energie uit de turbines/generatoren. Bedenk iets nieuws!
De vallende regen heeft kinetische energie op een willekeurig punt waar je het bekijkt. . . het heeft constante snelheid vanwege de terminale frictie=zwaartekracht. Als je een druppel opvangt in een bak wordt de kinetische energie
vernietigd en is het verloren om er stroom mee op te wekken. Bedenk iets waardoor een deel van de kinetische energie omgezet kan worden in stroom zonder dat de druppel te pletter valt in een bak of op een oppervlak.
Er is een leuke demonstratie bekend om op voort te borduren. . .vergeet de bezwaren en ga brainstormen:
1 Geef een elektrische lading aan een druppel water als het valt. . .denk even aan onweer;
2 De vallende geladen druppel is een analogie voor een elektron in een elektrisch veld;
3 De geladen druppel valt door een spoeltje met het vlak van de spoel horizontaal;
4 De vallende elektrische lading wekt een magnetisch veld op als
gezien vanuit de stationaire omgeving(de spoel);
5 Als de druppel door de spoel valt, zeg met 15 m/s, wordt er een puls elektrische stroom opgewekt. . deze puls energie leidt je naar een opslagsysteem, of je gebruikt het direct in een microapparaatje of een nanoapparaatje . . .fluitje van een cent(in principe);
6 De druppel wordt vertraagd vanwege omzetting van kinetische energie naar elektriciteit en vanwege de vochtigheid van de lucht verliest de druppel een beetje van de lading. . .die kan je aanvullen;
7 Op een iets lager niveau heeft de druppel weer een snelheid van 15 m/s en daar plaats je weer een spoel en
weer is er een puls elektrische stroom-het cascade principe;
8 Over een hoogte van zeg 10 m of 20 m kan je het opwekken van elektrische pulsen N-keer herhalen en zelfs zo regelen dat in deze afstand de snelheid van de druppel in elke stap iets extra vertraagd wordt zodat het met minimale snelheid op de grond valt.
Het idee is verwant aan
magneto hydrodynamics!
Bekijk ook het voorbeeld van een vallende magneet in een koperen buis en vraag je af hoe de elektrische stroom in de buis loopt!
Met deze aanpak heb je in principe een
regendynamo. . .niet alleen de kinetische energie van de 15 m/s naar 1m/s wordt gebruikt maar ook de potentiële energie van de volledige valhoogte van je systeem. Dat is al een stuk beter dan de druppel te pletter laten vallen in een bak en dan alleen de potentiële energie er uit aftappen.
De uitdaging aan jullie is hoe je dit principe van de “regendynamo” optimaliseert en op een bepaalde schaal nuttig kan toepassen. Met moderne middelen kan je elektrische nano- of picostromen benutten. Misschien is het zelfs mogelijk om een rendement van 30-50 % te behalen. . .je hebt in elk geval geen last van frictie in tandwielen, hefbomen en waterstroming in buizen.
Je project kan zeer nuttig zijn vanwege het uitvogelen van een methode om het praktisch te maken dan wel om aan te tonen dat het werkt en welke begrenzingen er aan kleven.