家用电力系统与水循环系统设计 (自动保存的).doc

科技活动月论文 第七学习小组 家用电力系统与水循环系统设计 作者：嘉祥外国语 初2013级14班 杨岱锦 摘要：本文设计了家用电力系统与水循环系统的结构及组成，计算了一般家庭的用电和用水量和采用该系统后的发电量与节约量，计算表明在电水方面节约达到30%以上，对家用节省能源有重要作用，产生了较好的经济价值。 关键字：家用电力系统 家用水循环系统 节能 环保 低碳 现今世界，最令人关注的莫过于环境与温室效益。而如今，如何做到低碳生活，确实是一个在科学界，社会乃至在政治界都是一个巨大的问题。而最重要的是人人做到自觉地来减少自己的碳排放，从身边做起，达到一个保护环境的目的。 大多数家庭在用电，用水方面都还没有一套综合的节能决方案,目前，家庭的节能大多是使用节能灯，但尤其是在城市之中，利用风力，太阳能发电用于补充节能的方面还相当少。 家庭用电向大自然索取能源的方法是可行的，在低碳的方面，从家庭用电做起，减少向城市电网索取，充分利用自己身边的资源，将大自然的能量有效的利用起来，是节能的重要途径，也是低碳生活的重要组成成分。 首先是力系统。这是一套相对独立的系统，可以统一为蓄电池充电，也可以分别为电气器供电。由风力与太阳能相结合，为蓄电池充电，再向用户输送，形成了家庭用电结构。 家用电力系统的供电部分由两台小型风力发电机(1180元/台)与两块太阳能发电板组成(2780元/台)。选择时应考虑轻便、小巧、易安装、经济实惠的基本原则。 我们设计的系统由家用小型风力发电机，功率为300W，叶轮直径为1140mm，叶片数6片，启动风速为2.5m/s，质量为5.125kg的两台风力发电及组成。（如图1） 图1 设风力发电机每天工作16小时,功率为300W,有 一天发电16h*300W=4800W 一年发电4800W*365d=1752000W 在太阳能方面，它是由两块100W，体积为1000*680*35mm3,质量为7.5kg的两块太阳能板组成，设每天日照时间为5小时，有 一天发电量为100W/1h*5h=500W 一年发电量为500W*365d=182500W 有两块则为182500W*2=365000W 所以，电力系统一年的总发电量为 365000W+1752000W=2117000W 以我们家为例，有节能灯5W 49盏,500W 12盏，前者每年点138天，每天点20盏，每天点2小时，后者每年点74天，每天点4盏，每天点0.5小时全年耗电量约为： 电灯：5W/h*20*2h*138d+74d*500W*0.5h*4盏=101600W 电视3台，120W，每年工作10天，每天工作24小时，只有1.5台在工作（平均） 电视：120w/h*10d*24h*1.5=43200W 计算机：300W/h*100d*24h*1=720000W 空调/取暖器：2000w/h*120d*10h*3台=7200000 以上各电器消耗总计：8064800W 结余：-5974800W(发电量-用电量) 节率：26.24760% 年可省:1089.9元（根据现电价0.512元/度，原消费8064.800*0.512=4129.1776元,现消费5974.800*0.512=3059.1元,省钱4129.18-3059.1=1089.9元） 如今,家用的电力系统还没有普及,最大的原因莫过于成本太高(共1180*2+2780*2=7920元)。按照如今的计算，大概需要6年及其以上，才能把成本赚回来并开始省钱，当然，如果将这套设备批量采购与装备，成本将大大降低。 对于水循环系统。这是一套可以把水资源循环利用，达到节省水资源的目的的一套家用循环系统。它利用管道相同，以水泵作为动力源，使水在这个结构中循环往复的流动，来达到循环的目的。这一套系统由两个储水器，九根管道，两个净水器，一个过滤器，一个集水器和三台水泵组成。主要接向厕所、厨房和浴室及阳台。其结构如图2 首先为雨水由集水器流向储水器一，厨房废水在经过过滤后通过水泵也流向储水器一，浴室的水同样流向储水器一。储水器一主要向厨房、浴室和厕所供水。在经过净水器后， 分别通过三根管子传输。而厕所的废水则通图2 过水泵流向储水器二。再由储水器二定时向阳台的植物浇水。其方向如图。 以我们家为例，设成都年降水量为1000mm 集水器面积为2m2，有年积水量为1m*2m2=2m3。 M水=ρ水V水 =2m3*1*103kg/m3 =2t， 设植物一天需水1kg水，则一年需要1kg*365=365kg=0.365t，人一月需6570kg，则三人用6570kg*3