电从哪里来

工作电压在3伏左右）。

热能发电

将有限的热能转换为连续可输出的动能是一件不容易的事。我最先想到的是蒸汽机，但考虑到锅炉的加工和使用涉及安全问题，况且在运行过程中需不断给具有高压的锅炉内加水，太难实现了。后来，我想到了利用空气作为介质的斯特林发动机，虽制作难度较高，但高温部分少、压力小，安全可靠。太阳能发电

太阳能板要正对强光才有一定的电能输出，因此需要制作一个太阳光自动跟踪装置。

附属设施

附属设施包括各路发电系统的开关控制和连接（制作变电站模型）、建筑物设计制作与内部灯光制作、底板部分的设计与制作。

模型的机械设计图与电路图如图1所示。因篇幅所限，具体制作过程略。

教学用途与方法

斯特林发动机（发电机）

使用方法：点燃酒精灯，并将其放置于发动机前端的保温罩下方，大约2分钟后，拨动惯性飞轮，即可连续运转。如长时间未使用，请打开飞轮旁边的机油壶，蘸少量机油于各活动处，注意切勿将机油滴落在玻璃活塞表面（活塞上有机油摩擦力反而增加）。若长时间运行，可在热缸的冷端加满水，利于散热。运行稳定后，将发电机皮带挂在飞轮上，即可对外输出约5伏的电压。此模型（见图2）可以很好地向学生展示热能—动能—电能的转换。

自动太阳能跟蹤装置

使用方法：打开蓄电池开关，此时太阳能板将自动对准环境中的最强光源，教学时也可使用手机的照明灯作为光源。在太阳能电池板输出端接上LED灯，随着太阳能电池板转动且对准最强光源，可以很直观地看到LED灯也达到最亮状态。模型见图3。

风力发电模型

使用方法：接上模型中小风扇的电源（12伏），此时风力发电机的叶片快速转动，通过齿轮进一步提升转速并带动发电机输出5伏左右电压。该模型可以直观地看到转速提升装置，学习风力发电过程，进一步了解齿轮在生活中的实际应用。

水轮机发电模型

使用方法：接通微型抽水机电源，蓄水池中的水不断被抽到高处的水池中，连续下落的水流冲击水轮机并带动发电机发电，可输出5伏左右电压，同时可通过调整稳压器电压达到上下水位的大致平衡。由于关键部件采用透明材料制作，运行过程一目了然，使学生能够清晰了解水力发电过程。

附属设施

各发电组通过导线连接到“变电站”进行切换，每组电源输出均可控制通断，然后将输出总线端与“别墅”的输入端相连，点亮室内的LED灯。模型成品见图4。

创新点

利用斯特林发动机完成热能到动能的转换，安全可靠。

利用自动跟光控制技术，提升了太阳能教学的深度。

水力发电模型中采用循环水，方便教学演示，节约水资源。

4种模型的组合，让学生进一步了解环保能源和非环保能源，认识节约能源的重要性。

采用不锈钢制作，机械质感强，后期维护方便，易于存放。

小结

模型设计了热能、风能、水能和太阳能4种发电模式。其中热能模式采用酒精灯供热的斯特林热机发电，水能为循环水冲击叶片发电，太阳能采用自动跟光模式发电。在设计制作中运用了斯特林发动机工作原理、强光自动跟踪技术及太阳能电池工作原理、风力发电原理、水轮机发电原理等多种科学原理。各组发电系统通过明显且规范的线路至“变电站”，然后连接到自制的建筑模型内，点亮模型内的LED灯并使收音机发出声音。

该项目获得第33届全国青少年科技创新大赛科技辅导员创新成果科教制作类一等奖。

专家评语

该项目研发了“电从哪里来”实验装置，实现了热能、风能、水能和太阳能发电和演示，有助于学生对能量转换概念的理解。项目选题新颖，原理科学，概念清晰，构思巧妙，设计合理。作品实用性强，具有推广价值。希望该项目在工艺方面作出改进和提升。

推荐访问:从哪里