废弃脚踏车变形微型川流式水力发电机.pdfVIP

中華民國第 56屆中小學科學展覽會 作品說明書 國小組 物理科 佳作 080107-封面 溝渠發電廢棄腳踏車變形微型川流式水力發電機- 學校名稱：新北市淡水區竹圍國民小學 作者： 指導老師： 小五 錢佑涵 陳建興 小五陳婕妤 邱玉彤 小五 李無憂 小五 劉洺呈 關鍵詞：水力發電、川流式、感應電流 溝渠發電-廢棄腳踏車變形微型川流式水力發電機 摘要 本研究利用廢棄腳踏車設計與製作微型川流式水力發電機，研究目的 ：首先研究最佳發 電線圈，其次製作水平發電機，設計水輪機，最後完成微型水力發電機 。研究結果：漆包線 直徑0.5mm 繞 1000 圈，中心為木心、線圈直徑6.0cm 發電效能較佳 。利用最佳線圈製作的 水平發電機在磁鐵盤速度20Km/h ，功率約84W 。微型川流式水力發電機在水流流速3.5 公尺 /秒，磁鐵盤速度30Km/h 時，發電功率約220W 。在灌溉溝渠實際測試 ，在水流流速0.9 公尺 /秒 ，磁鐵盤速度 10Km/h 發電功率 14.5W ，足夠提供4 個 12V 的LED 電量，具實用價值 。 台灣有溪流或水圳都可設置川流式水力發電機，降低生態影響 、提供環保發電方式 。 壹、研究動機 現在氣候暖化的問題日趨嚴重，主要原因是因過度的使用石化燃料，其中以火力發電是 主要原因之一。有一天我們到附近農場玩時發現有一條灌溉溝渠，看見溝渠的水流流速很快， 我們想到了 ：如果能製作一台只要放進溝渠中，利用水流動的力量 ，帶動水力發電機發電 ， 豈不是既環保又方便的發電方式嗎？ 貳、研究目的 一、研究製作最佳發電線圈 二、利用最佳線圈與強力磁鐵製作水平發電機 三、利用廢棄腳踏車設計製作微型川流式水力發電機與其發電效能分析 四、研究微型川流式水力發電機的改良提升發電效能 參、文獻探討 一、黃思詠、許軒哲、黃思詞（2012 ）發電800W 。水平發電機結構簡單、製作比較容易、 發電量大的特點。 - 1 - 二 、冷次定律 ：因磁場感應所生之電流，其所生的磁場恆抵抗原來的磁場變化方向。 當磁鐵向右遠離線圈時，因感 當磁鐵向左靠近線圈時，因感 當磁鐵再次遠離線圈時，所 應而生的感應電流，感應生成 應而生的感應電流，感應生成 感應所產生的感應電流，感 的感應磁場→想把磁鐵拉回。 的感應磁場→想把磁鐵推開。 應磁場→想把磁鐵拉回 。 三 、法拉第的發電原理： 奧斯特（電磁學之父）的電磁效應，法拉第發 現既然電與磁有密切聯繫，電能產生磁，那麼 它的逆效應「磁能產生電」。一八三一年的某一 天，反過來利用磁的運動也可以產生電流，把 一塊磁鐵放入金屬線圈中時，會使電流流入線 圈，拿出磁鐵時，電流則反方向流動。電流不 能無中生有，必須作功才能產生電磁感應現象。 四、微型水力發電機一定設在有水位落差的地方，利用築壩攔集溪水，水流經引水渠流入， 然後經引水管進入機房內的微型水力發電機，推動水輪帶動發電機發電。以200 瓦而言 ， 入水引道的水流截斷面積約 40cmx 40cm ，水流流速2 公尺/秒 。 五、川流式水力發電系統 ：屬於低水位 ，不用築水壩，主要是利用水圳渠道內水流的衝力， 推動設在渠道內的水輪機，經由齒輪變速箱的傳動，帶動發電機發電。 微型軸流式水力發電機 微型衝擊式水力發電機 川流式水力發電機 六、依據相關研究，設置微型水力發電機條件多 ，水流面積要大，流速要快，又需要水位落 差的地方，要築壩攔集水 ，引水管等 。我們發現一般的溪流要有這種條件的地方不多。 所以我們想設計製作一種