Проектування та розробка нової портативної карнизної ринви для виробництва електроенергії

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.225350

Ключові слова:

відновлювані джерела енергії, конструкція карнизної ринви, збір енергії, дощова вода, контур посилення, керований затвор, редуктор, генератор постійного струму, обертове колесо, сільська місцевість

Анотація

Незважаючи на достатню кількість енергоресурсів, збір енергії з опадів має важливе значення для розумного управління водними ресурсами. Значна частина досі не освоєна або мало використовується, а саме поновлювані джерела енергії, одержувані з дощової води. У даній статті пропонується портативна ринва системи збору енергії дощової води для отримання електрики, якої може бути достатньо для живлення ліхтарів і зарядки мобільних телефонів в дощових місцевостях з обмеженим електропостачанням. Розроблений і випробуваний прототип для визначення доцільності використання дощової води в якості джерела відновлюваної енергії. Мета полягає в тому, щоб звести до мінімуму і відповідно призупинити використання викопних джерел енергії, а також знизити відсоток забруднення, оскільки воно є причиною глобального потепління. Прототип системи складався з ринви, яка збирала і відводила воду з даху в водостічну трубу. До двигуна постійного струму, який служив генератором, через редуктор була підключена турбіна. Використання пристрою оптимально під час сильних опадів, які виробляють великі швидкості потоку. Був застосований розумний алгоритм, який допомагає підтримувати роботу системи і дозволяє контролювати потік зібраної дощової води. Крім того, цю систему можна встановлювати і використовувати в сільській місцевості з низьким рівнем електрифікації і високим рівнем опадів. При використанні і встановленні більш ніж в ста приміщеннях, система може виробляти більше 4 кВт∙год за один дощ. У деяких країнах, таких як Малайзія, середня кількість дощових днів становить 250 днів на рік, тому використання цієї системи в 100 приміщеннях може забезпечити щорічну подачу 80 МВт∙год в національну мережу. Система характеризується простотою конструкції, а також простотою установки і низькою вартістю, що є основою доступності даної системи для використання всіма бажаючими

Біографії авторів

Omar Hussein Alwan, University of Baghdad

Master of Electrical (Control) Engineering

Department of Automated Manufacturing Engineering

Al Khwarizmi College of Engineering

Faiz. F. Mustafa, University of Baghdad

Doctor of Mechanical Engineering, Assistant Professor

Department of Automated Manufacturing Engineering

Al Khwarizmi College of Engineering

Nebras H. Ghaeb, University of Baghdad

Doctor of Mechanical Engineering/Biomedical Application

Department of Biomedical Engineering

Al Khwarizmi College of Engineering

Ahmed H. Sabry, University Tenaga National

Doctor of Control Engineering

Посилання

  1. International Energy Outlook 2017. Overview. U.S. Energy Information Administration (EIA).
  2. Cipriani, G., Di Dio, V., Ricco Galluzzo, G. (2012). A photovoltaic system suitable for the battery pack charging of an electrically power assisted velocipede. International Symposium on Power Electronics Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion. doi: https://doi.org/10.1109/speedam.2012.6264612
  3. Di Dio, V., Franzitta, V., Muzio, F., Scaccianoce, G., Trapanese, M. (2009). The use of sea waves for generation of electrical energy and hydrogen. MTS/IEEE Biloxi - Marine Technology for Our Future: Global and Local Challenges, OCEANS.
  4. Di Dio, V., Favuzza, S., la Cascia, D., Miceli, R. (2007). Economical Incentives and Systems of Certification for the Production of Electrical Energy from Renewable Energy Resources. 2007 International Conference on Clean Electrical Power. doi: https://doi.org/10.1109/iccep.2007.384223
  5. Hamidi, S. T., Mohammed, J. A.-K., Reda, L. M. (2018). Design and Implementation of an Automatic Control for Two Axis Tracking System for Applications of Concentrated Solar Thermal Power. Al-Khwarizmi Engineering Journal, 14 (4), 54–63. doi: https://doi.org/10.22153/kej.2018.01.010
  6. Urmee, T., Md, A. (2016). Social, cultural and political dimensions of off-grid renewable energy programs in developing countries. Renewable Energy, 93, 159–167. doi: https://doi.org/10.1016/j.renene.2016.02.040
  7. Mustafa, F. I., Shakir, S., Mustafa, F. F., Naiyf, A. T. (2018). Simple design and implementation of solar tracking system two axis with four sensors for Baghdad city. 2018 9th International Renewable Energy Congress (IREC). doi: https://doi.org/10.1109/irec.2018.8362577
  8. Majeed, M. H., Kareem, M. A., Ali, E. H. (2018). Construction and Characterization of Organic Solar Cell and Study the Operational Properties. Al-Khwarizmi Engineering Journal, 14 (3), 12–19. doi: https://doi.org/10.22153/kej.2018.01.004
  9. Mustafa, F. F., Hussein, O., Daham, S. R., Sabry, A. H. (2020). New treadmill design for energy harvesting. Journal of Mechanical Engineering Research and Developments, 43 (3), 64–74. Available at: https://jmerd.net/Paper/Vol.43,No.3(2020)/64-74.pdf
  10. Iraqi Climate. Available at: http://www.meteoseism.gov.iq/index.php
  11. Obaid, N. M., Hashim, E. T., Kasim, N. K. (2020). Performance Analyses of 15 kW Grid-Tied Photo Voltaic Solar System Type under Baghdad city climate. Journal of Engineering, 26 (4), 21–32. doi: https://doi.org/10.31026/j.eng.2020.04.02
  12. Al-Karaghouli, A., Kazmerski, L. L. (2010). Optimization and life-cycle cost of health clinic PV system for a rural area in southern Iraq using HOMER software. Solar Energy, 84 (4), 710–714. doi: https://doi.org/10.1016/j.solener.2010.01.024
  13. Kucukali, S. (2010). Municipal water supply dams as a source of small hydropower in Turkey. Renewable Energy, 35 (9), 2001–2007. doi: https://doi.org/10.1016/j.renene.2010.01.032
  14. Tester, J., Drake, E., Driscoll, M., Golay, M., Peters, W. (2016). Sustainable Energy: Choosing Among Options. The MIT Press, 1475.
  15. World Energy Resources 2016. World Energy Council. Available at: http://biblioteca.olade.org/opac-tmpl/Documentos/cg00478.pdf
  16. Al-Timimi, Y. K., Al-Lami, A. M., Al-Shamarti, H. K. (2020). Calculation of the mean annual rainfall in Iraq using several methods in GIS. Plant Archives, 20 (2), 1156–1160. Available at: http://www.plantarchives.org/SPL%20ISSUE%2020-2/178__1156-1160_.pdf
  17. Helseth, L. E. (2016). Electrical energy harvesting from water droplets passing a hydrophobic polymer with a metal film on its back side. Journal of Electrostatics, 81, 64–70. doi: https://doi.org/10.1016/j.elstat.2016.03.006
  18. Tinaikar, A. (2013). Harvesting Energy from Rainfall. International Journal of Renewable and Sustainable Energy, 2 (3), 130. doi: https://doi.org/10.11648/j.ijrse.20130203.18
  19. Viola, F., Romano, P., Miceli, R., Acciari, G. (2013). Harvesting rainfall energy by means of piezoelectric transducer. 2013 International Conference on Clean Electrical Power (ICCEP). doi: https://doi.org/10.1109/iccep.2013.6586952
  20. Tang, Q., Duan, Y., He, B., Chen, H. (2016). Platinum Alloy Tailored All-Weather Solar Cells for Energy Harvesting from Sun and Rain. Angewandte Chemie International Edition, 55 (46), 14412–14416. doi: https://doi.org/10.1002/anie.201608584
  21. Detora, C., Griffen, K., Luiz, N., Soylu, B. Energy Harvesting from Rainwater. Available at: https://web.wpi.edu/Pubs/E-project/Available/E-project-032118-144002/unrestricted/Rainwater_Energy_Harvesting_MQP_Final.pdf
  22. Truscott, T. T., Techet, A. H. (2009). Water entry of spinning spheres. Journal of Fluid Mechanics, 625, 135–165. doi: https://doi.org/10.1017/s0022112008005533
  23. Phutthavong, P., Hassan, I. (2004). Transient performance of flow over a rotating object placed eccentrically inside a microchannel – numerical study. Microfluidics and Nanofluidics, 1 (1), 71–85. doi: https://doi.org/10.1007/s10404-004-0006-7
  24. Virgil Petrescu, R. V., Aversa, R., Apicella, A., Petrescu, F. I. T. (2018). Dynamic Synthesis of a Classic, Manual Gearbox. American Journal of Engineering and Applied Sciences, 11 (2), 586–597. doi: https://doi.org/10.3844/ajeassp.2018.586.597
  25. 1 - Manual gearbox. Available at: https://www.zemekoni.org/files/Saab%20Service%20manuals/4.1%20-%20Manual%20gearbox.pdf
  26. DIY inverter with frequency adjust. Available at: https://www.youtube.com/watch?v=zJ0-7pO6pRg
  27. Average precipitation in depth (mm per year) - Country Ranking. Available at: https://www.indexmundi.com/facts/indicators/AG.LND.PRCP.MM/rankings
  28. Wong, C. L., Venneker, R., Uhlenbrook, S., Jamil, A. B. M., Zhou, Y. (2009). Variability of rainfall in Peninsular Malaysia. Hydrology and Earth System Sciences Discussions, 6, 5471–5503. doi: https://doi.org/10.5194/hessd-6-5471-2009
  29. AL-Rijabo, W. I., Salih, H. M. (2013). Spatial and Temporal Variation of Rainfall in IRAQ. IOSR Journal of Applied Physics, 5 (4), 01–07. Available at: http://www.iosrjournals.org/iosr-jap/papers/Vol5-issue4/A0540107.pdf
  30. List of the Power Consumption of Typical Household Appliances. Available at: https://www.daftlogic.com/information-appliance-power-consumption.htm

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-02-26

Як цитувати

Alwan, O. H. ., Mustafa, F. F. ., Ghaeb, N. H., & Sabry, A. H. . (2021). Проектування та розробка нової портативної карнизної ринви для виробництва електроенергії. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(8 (109), 17–24. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.225350

Номер

Том 1 № 8 (109) (2021): Енергозберігаючі технології та обладнання

Розділ

Енергозберігаючі технології та обладнання

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Omar Hussein Alwan, Faiz. F. Mustafa, Nebras H. Ghaeb, Ahmed H. Sabry

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.