o Конструкция: Доски (толщиной 50 мм), скрепленные между собой в количестве 2 штук.

o Борт: 2 доски по 1 метру и 2 доски по 1,5 метра (высота борта платформы 10 см).

o Брусья противовеса: 4 бруска, жестко закрепленные к верхней части борта.

 Материал: дерево.

 Длина: 30 см (по 10 см на борт).

 Расположение: под углом 90 градусов к борту.

 Поплавки: полые пластиковые кубики размерами 20х20х20 см, вмонтированные в торцы брусков на глубину 10 см.

 Покрытие: Вся деревянная поверхность платформы снаружи покрыта пленкой-пластиком (толщиной до 0,5 см) или монтажной пеной для гидроизоляции.

2. Опора (цилиндр):

 Материал: дуб.

o Форма: Цельный цилиндр с усеченным концом. Это цилиндр с двумя усеченными концами, которые обеспечивают жесткость посадки в отверстия ступицы колеса и платформы соответственно.

o Диаметр: 20 см.

o Крепление: Цилиндр входит в отверстие, расположенное строго по центру платформы. Усеченный конец обеспечивает плотное заклинивание цилиндра между верхней и нижней досками платформы.

3. Колесо:

o Материал: Липа или пластик.

o Диаметр: 0,7 метра.

o Конструкция: Аналогично классическому рулевому колесу автомобиля. Колесо жестко закреплено в верхней части опоры строго по центру (в ступице), аналогично тому, как усеченный цилиндр опоры входит в отверстие в нижней части платформы.

o Колесо-обруч: Обруч, обеспечивающий плотное натяжение паруса на основном колесе.

 Материал: Пластик или нейлон (толщина 2-3 мм).

 Крепление: 4 прищепки под углом 120 градусов для дополнительной фиксации паруса.

 Свободный край: До 10 см парусного материала свисает по окружности колеса, создавая дополнительное сопротивление потоку ветра (но не касаясь воды).

4. Парус:

o Материал: Стандартная парусина (или пластик, нейлон).

o Размер: Соответствует диаметру колеса (0,7 метра).

o Крепление: Плотно натягивается на колесо с помощью обручей и прищепок.

5. Пьезоэлектрические пластины:

o Расположение: По всей полезной площади конструкции (кроме паруса).

 Основная часть: В специальном контейнере (панель-коробе) под платформой (площадь 1м на 1,5м).

 Дополнительно: По бокам платформы, опора, противовесные брусья и поплавки.

6. Генератор-аккумулятор:

o Расположение: В центре платформы.

o Характеристики: Стандартные для подобных задач и объема конструкции (с учетом ее возможного потенциала).

7. Датчик GPS-навигатора:

o Назначение: Передача данных о местоположении судна и вырабатываемой энергии.

Принцип работы:

Ветер воздействует на парус, заставляя конструкцию перемещаться по воде, что приводит к колебаниям, передаваемым на пьезоэлектрические пластины, преобразующие механическую энергию в электрическую. Электрическая энергия накапливается в аккумуляторе и может использоваться для питания маломощных устройств. Принцип работы конструкции платформы отличается от традиционного использования паруса или ветровых турбин с горизонтальной осью вращения. Колесо и щит платформы жестко закреплены на опоре, что не позволяет колесу вращаться в месте его установки в посадочное отверстие в щите. Энергия ветра преобразуется в основном за счет взаимодействия с парусом, передавая энергию пьезоэлементам посредством колебаний.

Дополнительные возможности:

• Конструкция может использоваться для перемещения платформы по воде.

• Свисающие края паруса увеличивают сопротивление ветровому потоку и повышают эффективность конструкции при слабом ветре.

• Вращательное движение платформы при сильном ветре повышает устойчивость конструкции и предотвращает ее опрокидывание.

Расчет предполагаемой выработки энергии:

1. Сила ветра, действующая на парус:

o F = 0,5 * ρ * A * v²

o где:

 F — сила ветра (Н)

 ρ — плотность воздуха (1,225 кг/м³)

 A — площадь паруса (0,7 м²)

 v — скорость ветра (1 м/с)

o F = 0,5 * 1,225 * 0,7 * 1² = 0,429 Н

2. Сила трения воды:

o F_friction = 0,1 * F = 0,1 * 0,429 = 0,0429 Н

3. Результирующая сила:

o F_resulting = F - F_friction = 0,429 - 0,0429 = 0,3861 Н

4. Мощность, передаваемая пьезоэлектрическим элементам:

o P = F_resulting * v

o где:

 P — мощность (Вт)

 v — скорость движения платформы (предполагаем, что скорость движения платформы 0,1 м/с)

o P = 0,3861 * 0,1 = 0,03861 Вт

5. Выходная мощность пьезогенератора:

o P_out = P * КПД

o P_out = 0,03861 * 0,01 = 0,0003861 Вт = 0,3861 мВт

6. Выработка энергии за сутки:

o E = P_out * t

o где:

 E — выработка энергии (Вт·ч)

 t — время (24 часа)

o E = 0,0003861 * 24 = 0,0092664 Вт·ч = 9,2664 мВт·ч

Вывод:

Даже такой небольшой Выход энергии в 9,2664 мВт·ч показывает, что концепция «гаечного ключа Макса» имеет потенциал.

Давайте попробуем сравнить это с более повседневными примерами:

• Светодиодный фонарик: Многие современные светодиодные фонарики потребляют от 0,1 до 0,5 Вт. То есть, вырабатываемой за день энергии будет достаточно, чтобы зажечь такой фонарик на короткое время (буквально на несколько минут).

• Электронные часы: Некоторые электронные часы потребляют очень мало энергии (микроамперы). 9,2664 мВт·ч может быть достаточно для питания таких часов в течение нескольких дней или даже недель.

• Светодиодный индикатор: Энергии может хватить для непрерывной работы небольшого светодиодного индикатора (например, красного светодиода) в течение нескольких часов или даже дней.

В заключение: 9,2664 мВт·ч — это действительно небольшое количество энергии, но ее может быть достаточно для питания очень маломощных устройств. Важно подчеркнуть, что конструкция «Max’s Wheel (Canvas) Wrench» демонстрирует возможность использования возобновляемых источников энергии даже в минимальных условиях. Это может быть полезно для питания маломощных устройств, обеспечения работы датчиков, передающих данные, или для обучения и экспериментов в области возобновляемой энергетики.

https://www.academia.edu/127925959/_Maxs_Wheel_Canvas_Wrench...