Взаимовыгодное использование технологий для здорового образа жизни и выработки зелёной энергий. Велотренажеры с генератором

MUTUALLY BENEFICIAL USE OF TECHNOLOGIES FOR HEALTHY LIFESTYLE AND GENERATION OF GREEN ENERGY. EXERCISE BIKES WITH GENERATOR

Abstract: this article discusses the possibility of using exercise bikes to generate electricity both at home and in public places. Taking as a basis the principles of operation of generators and the collection of electricity into batteries. Which engine is most suitable ? What should I rely on when choosing a battery for this design? Possible ways of using the received electricity by making a compartment for recharging various devices on benches are also discussed. The potential of using exercise bikes for public use in public places such as parks and sports complexes to stimulate physical activity in the community. By interacting this not only for the benefit of the human body, but also to minimize the harm to the environment. велотренажер генератор электроэнергия

Keywords: exercise bike, generator, secondary use of energy, energy conversion, optimization of energy consumption.

В последние десятилетия вопросы экологической ответственности становятся более актуальными. В этом контексте поиск альтернативных источников энергии и разработка инновационных методов их производство становятся ключевыми задачами. Одним из таких потенциально эффективных методов является использование тренажеров для выработки электроэнергии.

Велотренажеры долгое время служившие средством поддерживания физической формы и улучшения здоровья, сегодня привлекают внимание также своей способностью преобразовывать механическую энергию. Данный агрегат был разработан для создания инновационных источников энергии, и представляет с собой инновационный подход к фитнесу и энергетике.

Принцип работы велотренажера - генератора.

Вращение педалей: Пользователь садится на велотренажер и начинает крутить педали, создавая механическую энергию.

Двигатель: Вращение педалей приводит в движение вал двигателя. Таким образом преобразовывает механическую энергию вращение вала в электрическую. Двигатель работает как генератор. При вращении вала двигателя в генераторном режиме создается переменный ток.

Диодный мост: Диодный мост состоит из четырех диодов, соединенных в определенной конфигураций. Диоды позволяют току проходить только в одном направлении, блокируя обратное направление тока. Переменный ток проходит через диодный мост, который преобразует его в постоянный ток, пригодный для зарядки аккумуляторов или питания электроники.

Регулятор напряжения: Постоянный ток направляется на регулятор напряжения, который контролирует его уровень, обеспечивая стабильное напряжение на выходе. Таким образом защищает от перенапряжения, и имеет не большие размеры.

Для конструкции с велотренажером, работающим как генератор, может вполне успешно использовать синхронный бесколлекторный двигатель (BLDC). Фактический BLDC-двигатели являются одним из наиболее подходящих выборов для такой системы по нескольким причинам:

Эффективность: BLDC-двигатели обладают высокой эффективностью преобразования механической энергий вращения в электрическую энергию. Это позволяет максимально использовать мощность, которую генерирует пользователь во время тренировки. BLDC-двигатели обычно обладают высоким крутящим моментом при низких скоростях вращения. Это делает их идеальным выбором для генераций электроэнергии во время работы на велотренажере.

Надежность и долговечность: BLDC-двигатели имеют меньше подвижных частей и отсутствие щеток, что делает их более надежными и долговечными в сравнении с коллекторными двигателями.

Управление скоростью: BLDC-двигатели могут легко регулироваться по скорости с помощью электроники управления, что позволяет адаптировать генерируемую энергию к текущим потребностям.

BLDC моторы работают более тихо за счет отсутствие щеток.

Для данной техники я бы по рекомендовала выбрать глубоко цикличный аккумулятор. Вот почему:

Глубокий цикл: Глубоко циклические аккумуляторы специально разработаны для многократного разряда и заряда.

Долговечность: Такие аккумуляторы обычно имеют длительный срок службы по сравнению с обычными аккумуляторами и могут пройти значительное количество циклов без потери производительности.

Низкий саморазряд: Имея низкий уровень саморазряда они могут долго храниться без значительной потери емкости.

устойчивость к вибрациям, ударам и работа в широком диапазоне температур.

Допустим данная конструкция имеет двигатель объемом 300 Вт. Эффективность генератора может варьироваться между 60-80%. Если использовать его для расчетов то Эффективность генератора:

300 Вт * 0.6= 180 Вт (60% эффективности),

300 Вт * 0.8= 240 Вт (80% эффективности),

Предположим, что данный велотренажер используется не более 2 часов в день. в таком случае: 180 Вт*2=360 Вт (60% эффективности генератора)

240*2=480 Вт (80% эффективность генератора)

Данный агрегат будет иметь емкость аккумулятора 30 000 мАч. Чтобы перевести мощность из ватт в мАч, необходимо знать напряжение, при котором работает устройства. Используем следующую формулу:

Где:

(шЛГ)-миллиампер-час (мАч),

(Wh)- ватт-час (Втч),

(V) - напряжение (в вольтах).

Предположим, что устройство работает при напряжении 12 вольт (обычно используемое для аккумуляторов). Тогда:

(6 0% эффективности генератора).

Таким образом, 360 ватт составляют примерно 30000 миллиампер-час.

(80% эффективности генератора).

Даже если генератор будет работать всего 2 часа и будет вырабатывать 30000мАч. Средний объем нынешних телефонов 3000 мАч. Следовательно, можно зарядить до 10 телефонов.

Основная идея данной работы использовать велотренажер для общественного пользования. Соединив его с лавочкой с отсеком для подзарядки. Так же есть идея воспользоваться светодиодной лентой, она будет крепится по краям лавочки, которая будет подключена к аккумулятору и будет непосредственно гореть, когда в аккумуляторе будет энергия. Тем самым будет создан эстетический вид, и будет полезным индикатором для пользователей.

-Для этого понадобится всего навсего светодиодные ленты с возможностью подключению к аккумулятору и датчик электричества, который будет контролировать уровень заряда в аккумуляторе и включать лампочки в зависимости от этого уровня. Светодиодную ленту поместить в прозрачную трубку для защиты от погодных условий. Над велотренажером можно поставить навес, чтобы минимизировать вред от осадков.

Данную конструкцию можно использовать дома. Использовав более мощный двигатель, и соответственно более емкий аккумулятор.

Польза от велотренажера для здоровья человека. Автор медицинского издания Алли Рейни перечислила ряд преимуществ велотренажера:

Положительно сказывается на здоровье сердца, усиливает кровообращения и насыщают ткани кислородом.

Снижает артериальное давление и халестирин.

Сжигает калории. За пол часа можно сжечь от 170 калорий.

Укрепляет и тонизирует мышцы ног, спины и живота.

Брунильда Назарио доктор медицины отмечает что занятия на велотренажере положительно отражаются на психическом здоровье. Кардионагрузка помогает снизить тревожность, улучшает сон и настроение, а также когнитивные способности.

Производство электроэнергий в тепловых электростанциях и других местах помимо альтернативных источников энергии, может иметь негативное воздействие на окружающую среду:

1 .Выбросы парниковых газов: Сгорание топлива, такого как уголь, нефть и природный газ, приводит к выбросу парниковых газов, что влечет за собой изменение климата.

2. Загрязнение воздуха: Выбросы азотных оксидов, серы и других загрязнителей из тепловых электростанций могут привести к загрязнению воздуха и образованию смога. Это может негативно сказаться на здоровье людей и животных, а также на экосистемы.

3. Угроза водным ресурсам: ТЭЦ могут использовать воду для охлаждения, что может привести к нагреву воды и изменению экологических условий в водоемах. Это может негативно сказаться на рыбах, водных растениях и других организмах, а также на качестве воды для питья и других целей.

4. Отходы и шлаки: Процессы производства электроэнергии могут порождать отходы, такие как шлаки и зола, которые могут содержать тяжелые металлы и другие вредные вещества. Неконтролируемое складирование или утилизация этих отходов может привести к загрязнению почвы и водоемов.

5. Разрушение экосистем: Строительство и эксплуатация тепловых электростанций могут приводить к разрушению и потере природных экосистем, таких как леса, болота и влажные зоны, что может угрожать биоразнообразию и жизненным условиям многих видов растений и животных.

Эти негативные воздействия подчеркивают важность развития и использования более чистых и эффективных методов производства электроэнергии, таких как возобновляемые источники энергии (солнечная, ветряная, гидроэнергетика) и улучшение энергетической эффективности.

Да велотренажер - генератор не заменит полностью источник электроэнергии. Но он уменьшит пагубное воздействие на природу. Мы живем в мире где все автоматизировано и жизнь без электричества кажется нам невозможным. Данный агрегат позволить автономное использование человеческих ресурсов, и служит источником мотивации для людей поддерживающий здоровый образ жизни.