В развитых странах сложились конкретные требования к стандартам энергосберегающих технологий для дома. Полезно будет ознакомиться с ними при проектировании своего дома. Строительство энергосберегающего здания обходится дороже. Но, построив такой дом, вы получаете при многолетней его эксплуатации значительную экономию средств.
Энергоэффективность здания оценивается потерей тепловой энергии с 1 м2 в год или за отопительный сезон. Средним считается показатель 100–120 кВт.ч/м2.
Для энергосберегающего дома этот показатель должен быть ниже 40 кВт.ч/м2. Для европейских стран он равен 10 кВт.ч /м2.
Снижение потребления достигается исключением нерационального расходования энергоносителей.
Чтобы уменьшить теплопотери здания, необходимо применение прогрессивных теплосберегающих технологий и строительных материалов.
Это значит, что комплексные меры по утеплению конструкций здания должны предшествовать остальным энергоэффективным мероприятиям.
Следующий этап реализации решений по организации энергосберегающего дома – выбор и монтаж грамотных инженерных систем.
Весомой статьей расходов в доме является отопление. Уменьшить расходы на эксплуатацию отопительной системы можно, используя энергосберегающие технологии для частного дома.
Системы отопления дома классифицируются по типу энергоносителя:
- Газ. Самая распространенная и экономная отопительная система, не требующая больших финансовых вложений. Обычные газовые котлы расходуют нерационально много топлива. Сжигаемый газ нагревает теплообменник и улетучивается в дымоход, имея еще высокую температуру. В энергосберегающем доме устанавливают конденсационный котел, который с помощью второго теплообменника повышает КПД котла, забирая тепло выхлопных газов.
Хорошим выбором, с финансовой точки зрения, является система газ-комби-терм. Это отопление с одновременным нагреванием воды. Управление осуществляется блоком автоматики. Это решение практически уже стало стандартным. - Электричество. Энергоемкая система отопления. Сократить расходы электрических котлов может помочь установка двухтарифного счетчика и теплоаккумулятора. В ночное время котел работает по низкому тарифу, аккумулятор заряжается. Днем котел работает по необходимости от аккумулятора. Вообще, системы отопления с использованием электроэнергии не рекомендуются.
- Твердое топливо. Твердотопливный котёл протапливают отходами и древесным мусором. Энергосберегающий котёл с двойным циклом сжигает отходы без остатка, не выбрасывая дыма. Этот вариант повышает энергоэффективность дома.
- Жидкое топливо. Расход топлива зависит от конструктивных особенностей горелки Бабингтона и качества самого оборудования.
- Энергия солнца. Гелиосистемы. Они работают совместно с другими обычными источниками тепла, традиционными котлами. Применение солнечных батарей повышает эффективность системы отопления, но не заменяет ее. Солнечные коллекторы могут обеспечить около 50% потребности в горячей воде, а в южных широтах в период с апреля по октябрь на 100%. В Белоруссии разработан солнечный коллектор, имеющий себестоимость около 10$ на 1 м2, соответствующий по своим основным характеристикам западным образцам. Много положительных отзывов о гелиосистемах Sint Solar, как о сберегающих инженерных системах современных домов.
- Энергия окружающей среды. Тепловые насосы. Если вы хотите построить энергосберегающий дом и не слишком стеснены в материальных средствах, выбирайте тепловой насос. Они бывают различных типов. Источниками тепла для оборудования служат грунт, вода, горные породы или воздух. Первоначальные затраты на приобретение оборудования и монтаж достаточно высоки, но окупаются при длительной эксплуатации.
Устройство состоит из конденсатора, испарителя, компрессора, вентиля, трубной разводки. Действует насос по принципу Карно, как холодильник, только наоборот. Около 70% домов в Швеции и Дании оборудованы такими насосами.
Энергонезависимый дом имеет, как правило, альтернативные источники тепла – энергию солнца и недр земли. Горячее водоснабжение работает на установках возобновляемой энергии: солнечных коллекторах, тепловых насосах.
Энергоэффективная вентиляция
Энергосберегающий дом обязательно предусматривает использование вентиляционной приточно-вытяжной системы с рекуперацией.
Обычно вентиляция происходит за счет естественной циркуляции воздуха, поступающего через открытые форточки, окна, клапаны приточной вентиляции. Удаление комнатного воздуха осуществляется стационарными вентиляционными системами.
Энергосбережение дома решает проблему сложнее. Здесь обязательно устанавливаются рекуператоры воздуха при смонтированных герметичных стеклопакетах. Суть работы устройства заключается в том, что зимой выходящий из помещения отработанный воздух в теплообменнике отдает свое тепло воздуху, поступающему с улицы. Температура свежего воздуха, поступающего обратно в дом, примерно 17 градусов. При этом чистота и влажность воздуха сохраняется.
Летний знойный воздух, поступая в подземный воздуховод, охлаждается до такой же температуры. В дальнейшем требуется минимальная регулировка температуры до уровня комфортной.
К недостаткам системы можно отнести:
- необходимость использования электроэнергии;
- шумы от вентилятора;
- зависимость эффективности работы от модели.
Экономия электроэнергии
Энергосберегающий дом предполагает необходимость использования всех существующих возможностей для экономии электроэнергии.
Рассматриваем все альтернативы:
- сушке белья в стиральной машине предпочтем сушку на воздухе;
- для приготовления пищи выбираем газовую плиту, а не электроплиту;
- для освещения используем новые экономичные светодиодные лампы вместо ламп накаливания и люминесцентных ламп;
- по необходимости устанавливаем датчики присутствия;
- устанавливаем двухтарифный электрический счетчик. Тариф в ночное время с 23 до 7 часов ниже в два раза, чем днем, что дает существенную экономию;
- приобретаем бытовые электроприборы и кухонную технику с классом энергопотребления от А+ до А+++. Современные приборы потребляют раз в 10 меньше энергии, чем их аналоги 10–15-летней давности.
Кроме этого, для сбережения электроэнергии в ведении домашнего хозяйства найдется немало способов. Например, холодильник должен стоять в неотапливаемом помещении, как минимум, вдали от отопительных приборов. Объем стиральной и посудомоечной машин должен использоваться полностью.
Рациональный подход к экономии электроэнергии существенно сократит затраты на содержание жилища.
Европейские требования к энергосберегающему дому
В идеале, энергосберегающий дом должен быть независим от потребления энергоносителей. Поэтому при его проектировании и строительстве полезно учитывать опыт стран Европы:
- стены с высокой степенью теплоизоляции, коэффициент теплопроводности менее 0,15 Вт/(м2К);
- максимальная герметичность дома;
- отсутствие мостиков холода в конструкциях;
- здание правильной геометрии, компактное;
- современные стеклопакеты с низкой теплопроводностью;
- ориентация здания на южную сторону при отсутствии затенения;
- применение возобновляемых источников энергии – солнца, недр земли;
- использование тепловых насосов, солнечных батарей для отопления и горячей воды;
- рекуперация с хорошим уровнем возврата теплого воздуха;
- подогрев воздуха с помощью грунтовых теплообменников;
- высоко экономичная бытовая техника для экономии электроэнергии.
Комплекс мероприятий по организации энергонезависимого дома является довольно дорогим, но цены на энергоносители постоянно растут. Поэтому при применении энергоэффективных технологий становится реальной возможность снизить затраты на эксплуатацию энергосберегающего дома, по сравнению со стандартным.
Водяная мельница
Опыт "Водяная мельница"
Оборудование: игрушечная водяная мельница, таз, стакан, тряпка.
Провести с детьми беседу о том, для чего человеку вода. В ходе беседы дети вспоминают ее свойства. Может ли вода заставить работать другие предметы? После ответов детей, показать им водяную мельницу. Что это? Как заставить мельницу работать? Лить воду на лопасти мельницы, направляя струю воды на центр попасти. Что видим? Почему мельница движется? Что ее приводит в движение?
Вывод: Вода приводит в
движение мельницу. Отметить, что, если маленькой струйкой лить воду, мельница
работает медленно, а если лить большой струей, то мельница работает быстрее.
Дети играют с мельницей.
Песок, глина
Опыт с песком и глиной
Оборудование: Две ёмкости с песком и глиной.
Возьмем песок и аккуратно насыплем немного песка на лист бумаги. Легко ли сыплется песок? Легко. А теперь попробуем высыпать из ёмкости глину. Что легче высыпать — песок или глину? Песок.
Вывод: потому и говорят, что песок — «сыпучий». Глина слипается комочками, ее нельзя так легко высыпать из стаканчика, как песок. В отличие от глины песок — рыхлый.
Сравнение частичек песка и глины
С помощью увеличительного стекла внимательно рассмотрим, из чего состоит песок (из зернышек-песчинок). Как выглядят песчинки? Они очень маленькие, круглые, полупрозрачные. Затем рассмотрим таким же образом комочек глины в глине — слипшиеся, очень мелкие частички. Чем-то глина похожа на пластилин.
Как песок и глина пропускают воду
Аккуратно нальем немного воды в стаканчик с песком. Потрогаем песок. Каким он стал? Влажным, мокрым. А куда исчезла вода? Она «забралась» в песок и «уютно устроилась» между песчинками.
Затем наливаем немного воды в стаканчик с глиной. Следим, как водичка впитывается: быстро или медленно? Медленно, медленней, чем в песок. Часть воды остается сверху, на глине.
Как песок и глина сохраняют форму
Берём мокрый песок и глину лепим колобки, затем оставляем для наблюдения. Из песка колобок высох и рассыпался, а из глины сохранил форму.
Вода, вода, водичка. Запах, цвет, вес, формаОпыты с водой
Оборудование. Два стакана: один пустой, другой наполнен водой. Мелкие предметы: монеты, маленькие игрушки, пуговицы.
Описание. Предложите спросить, что находится в стаканах. Один стакан поставьте на правую ладошку, другой – на левую. Какой тяжелее? (С водой.) Почему? Откройте, понюхайте. Как догадались, что это водичка? Какого она цвета? Есть запах? (Нет.) Налейте водичку в другой стакан. Показывайте предметы через банку, а дети будут называть, что увидели. Почему видны предметы через стакан? (Потому что вода прозрачная.) Перелить из стакана (лейка, чайник, кувшин) воду. Наливать можно, используя воронку.
Вывод:
вода имеет вес, не имеет запаха, она прозрачная, водичка
принимает форму только того сосуда, в который мы её переливаем.
Опыт с солью
Цель : экспериментальным путем показать, как происходит кристаллизация соли (сахар) в природе.Задачи:
1.Приготовить солевой раствор.
2.Проследить за кристаллизацией соли.
3.Сделать выводы о том, как происходит кристаллизация соли в природе.
Материалы и оборудование: стакан, соль, чайная ложка, палочка, пищевой краситель, шнурок.
Ход эксперимента:
1.В стакан налить воды, добавить 3 столовые ложки соли и пищевой краситель.
2.Размешать воду до полного растворения соли.
3.Положить шнурок.
4.Стакан поставить на солнечное окно.
Вывод: кристаллизация происходит в насыщенном растворе при постепенном испарении жидкости. Весь процесс происходит за 2-3 недели.
Скачать:
Предварительный просмотр:
муниципальное казенное дошкольное образовательное учреждение -
детский сад №17 комбинированного вида « Земляничка»
КОНСТРУКТ
непосредственно-образовательной деятельности
образовательная область
« Познавательное развитие »
с использованием технологии ТРИЗ (системный оператор)
Коменки 2016г.
Тема : «Где прячется энергия?» или «В поисках энергии»
Вид группы: общеобразовательная
Возрастная группа:
подготовительная к школе группа (6-7 лет)Длительность: 25 - 30 минут
Форма НОД: технологии ТРИЗ
Форма организации:
подгрупповаяУчебно-методический комплект : Веракса Н. Е., Комарова Т. С., Васильева М. А. «От рождения до школы». Примерная общеобразовательная программа дошкольного воспитания. – Мозаика - Синтез, 2014 г. ; Л. Н. Павлова. Раннее детство: развитие речи и мышления: Методическое пособие. - М.: Мозаика-Синтез, 2000.; СаНПиН 2.4.1.3049-13;
Средства:
зрительный ряд: презентация «системный оператор», видеоролики «Ветряные мельницы. Ветряки»; видеоролики «Водяная мельница», «Гидроэлектростанция»; видеоролик «Фиксики»
литературный ряд: художественное слово
музыкальный ряд: минусовка для физминутки
Раздаточный материал: «карты-схемы» (лист А4) с комплектом карточек-символов раздаточный на каждую пару детей;
Машинки одну на двоих; стакан с водой на каждого ребёнка;
Оборудование: столы 5 шт., таз, водяная мельница, лампочка накаливания, провод, выключатель; ноутбук; мультимедиа
Планируемый результат: Участвует в элементарной совместной деятельности с взрослым и сверстниками. С удовольствием вступает в общение с взрослым, речь ребенка активная, эмоциональна. Проявляет желание участвовать в играх, подражает взрослому. Совершает самостоятельные действия, эмоционален, раскрепощён.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА
Цель | познакомить с понятием "энергия" и её формами. |
||||
Задачи | Обучающие : Дать представление о том, где вырабатывается электричество, как приходит в дом? Создание условий для формирования представления у детей об энергии, ее формах и источниках, используя технологию ТРИЗ Развивающие: Развитие умений у детей обращаться с элементарными электроприборами; Развитие мыслительной и речевой активности детей; Развитие умений выдвигать гипотезы, делать выводы. . Воспитательные : Воспитание умений договариваться, учитывать мнение партнера. |
||||
Этап совместной деятельности | Организация совместной деятельности | Деятельность педагога (методы, приемы) | Деятельность воспитанников, выполнение которой приведет к достижению запланированных результатов | Планируемый результат |
|
I. Мотивация к деятельности | Ребята, вы любите играть? Какие игры вы знаете? Как много игр вы знаете, а хотите поиграть в игру: «Замри – отомри» ? Что сложнее было выполнять: двигаться или стоять неподвижно? Всё на свете движется: текут реки, дуют ветры, даже Земля вращается вокруг себя. Без движения нет жизни. Почему так происходит? Что нужно для движения? Энергия! | Положительный эмоциональный настрой. Вовлекает в совместную игровую деятельность | Проявляют интерес к предстоящей деятельности. Активно играют Отвечают на вопросы педагога | Дети настроены на общение. Развита координация движения |
|
II . Поиск, решение задачи, проблемы | А вы знаете, какая она бывает и откуда берётся? Вам хочется узнать, какая бывает энергия и где она прячется? В группе у вас тоже есть энергия. Тогда попробуем её найти? | Слушают и говорят правильные ответы. | Умение слушать и отвечать не торопясь. |
||
III. Планирование деятельности. Совместное обсуждение решения задачи, проблемы. | В.: Нашими помощниками будут «карты-схемы» В.: Для вас на столах приготовлены «карты-схемы», которые вам помогут запомнить, а потом рассказать о том, что вы сегодня узнаете. На «картах-схемах» есть экраны: 3 наверху, 3 посередине, 3 внизу. Но «карт - схем» всего 3. Как поступить, чтобы всем можно было работать с ними? В.: Вы сможете разделиться на пары? Я сосчитаю до трёх, а вы найдите себе пару. Договоритесь между собой, кто из вас будет капитаном. Возьмитесь за руки и произнесём девиз: Вместе не скучно, Вместе не тесно, Вместе всегда и везде интересно. В.: Капитаны, готовы на поиски энергии в группе. В.: Дома я нашла провод с лампочкой и выключателем. Как вы думаете, лампочка загорится, если включить выключатель? Почему? В.: Что поможет лампе работать? В.: Подумайте и скажите, как называется такая энергия? (электрическая) | Стимулирует мыслительные процессы детей, используя наглядные средства. Задает вопросы, стимулирующие процесс мышления. Вовлечение детей в поисковую деятельность. Задает вопросы, стимулирующие процесс мышления. | Внимательно слушают. Практикуются в осуществлении выбора Дети реагируют на действия педагога. | Умение внимательно слушать и активно обсуждать, задавать вопросы и отвечать на них в пределах своей осведомленности и опыта; умеет подчиняться разным правилам |
|
IV. «Открытие» ребенком нового знания, освоения умения, способа деятельности (практическая работа) | Педагог выключает свет. В.: Где прячется электрическая энергия в вашей группе? (в проводах) В. Для чего ещё нужна электрическая энергия? Что ещё может работать от электрической энергии? (Электричка, электромобиль, метро, троллейбус, трамвай) В.: Получается, что электрическая энергия помогает работать всем электроприборам, транспорту. Вот мы и нашли 1 энергию в нашей группе – электрическую. В.: Как вы считаете, каким знаком можно обозначить электрическую энергию? (Ответы детей) В.: Вспомните, что появляется во время грозы? Кто видел на электрическом щитке знак-предупреждение? Почему это знак-предупреждение? (Опасность!) В.: Компьютер, покажи знак электрической энергии.
В.: Почему мы в группе в облегченной одежде? (Потому что тепло, греют батареи.) В.: Почему они греют? (Ответы детей) В.: Для чего используют ещё батареи? (Сушить вещи) В.: Как вы думаете, в батарее живёт энергия? Как можно назвать такую энергию? В.: Энергия в батареях называется тепловой энергией. Мы с вами в группе нашли 2 энергию – тепловую! В.: Где ещё можно встретить тепловую энергию? (Паровоз, пароход, утюг) Каким знаком вы предлагаете обозначить тепловую энергию? (Варианты детей) В.: Компьютер, как ты обозначишь знаком тепловую энергию?
В.: Этим знаком обозначим тепловую энергию. В.: В каждой группе так много игрушек и даже есть машины, они сейчас движутся? В.: «Капитаны», возьмите по 1 машинке и встаньте напротив своих помощников. Заставьте их работать, приведите их в движение, чтобы они поехали. «Помощники капитанов» 1,2,3 – Машины в гараж увези! В.: Объясните, почему машинки поехали, заработали? В.: Как вы думаете, как такая энергия называется? В.: Мы им дали энергию. Эта энергия называется механической. Вот и третью энергию нашли, которая есть в вашей группе! Каким знаком можно обозначить механическую энергию? (Ответы детей) В.: Компьютер, помоги нам, обозначить знаком механическую энергию?
В.: Мы с вами в группе нашли три формы энергии, напомните какие …. (Электрическая, тепловая и механическая) Физминутка В.: Внимание, задание: «Найдите карточки, обозначающие формы энергии и наклейте их на верхний ряд. Сколько вам нужно найти карточек?» (три) В.: Вы помните, что работаете в команде. Сможете договориться, кто какие действия выполняет: 1 ищет нужную карточку, другой наклеивает на нужные экраны. В.: Я считаю до 3-х. Кто определился с обязанностями может приступать к заполнению «карты-схемы». В.: Проверим, правильно ли вы заполнили экраны?
В.: И всё-таки, откуда появляется энергия? Как вы считаете? (Ответы детей) В.: То, от чего энергия появляется – это и есть источник. Вы хотите узнать, какие бывают источники? В.: В природе есть много источников энергии. Попробуем их найти? Вот мельница. Как мельницу привести в движение и заставить работать? (варианты детей) В.: Мы подули, создали ветер. Ветер является источником энергии. В.: Каким знаком можно обозначить «ветер»? (варианты детей) В.: Компьютер, помоги нам, обозначить знаком– ветер?
В.: Издавна энергию ветра люди использовали для облегчения своего труда. Придумали ветряную мельницу, чтобы перемалывать зерно в муку. Вы видели когда-нибудь ветряную мельницу? Хотите увидеть?
В.: Мы увидели ветряную мельницу. Сейчас используют ветряки для получения электрической энергии. В.: С помощью такой станции можно обеспечить электрической энергией небольшой город, например, как наш город Богданович. В.: С помощью чего ёще можно заставить мельницу работать? (варианты детей) Опыт с водой. В.: Вода привела в движение мельницу? Вода – источник энергии. В.: Каким знаком вы предлагаете обозначить– воду?(варианты детей) В.: Компьютер, помоги нам, обозначить знаком источник энергии – воду?
В.: В старину, если не было ветра, то на помощь приходила вода, чтобы перемолоть зерно в муку. А сейчас воду используют в гидроэлектростанциях для получения электрической энергии. Вы видели водяную мельницу или настоящую гидроэлектростанцию? Хотите увидеть? Показ видеоролика «Водяная мельница», «Гидроэлектростанци В.: Со временем узнали, что Земля в себе хранит много полезных ископаемых, которые могут являться источником получения энергии. В.: Что заставит воду нагреться? (огонь). Из чего можно получить огонь? (дрова, газ). Что заставит настоящую машину поехать?(бензин) А вы знаете, что бензин получают из нефти? Газ, уголь, нефть – источники энергии. На карте принято обозначать полезные ископаемые.
Уголь, - нефть, - газ. В.: Все источники могут когда-то закончиться: ветер перестаёт дуть, вода пересохнуть полезные ископаемые закончатся. В.: Люди постоянно ищут возможности найти такую энергию, которая как источник энергии будет безопасной для здоровья людей и живой природы. Человек уже придумал интересную батарею, которая вырабатывает электрическую энергию. Кто знает, как называется эта батарея? (солнечная) Что является источником солнечной батареи? (солнце) В.: Правильно. Это солнечные батареи, которые используют на Земле и даже в космосе для работы на космической станции. Солнце является главным источником энергии на Земле. Ведь без Солнца не было бы жизни! Вы знаете Фиксиков? Хотите услышать, что они вам расскажут о солнечной батарее?
В.: Сколько источников энергии мы нашли? Назовите, какие? В.: Теперь вы знаете 4 источника энергии, которые приводят в движение и помогают приносить энергию в наши дома. В.: Как вы считаете, где нужно расположить главный источник энергии? (в центре)
В.: Тогда в нижнем ряду расположите другие источники энергии, которые мы сейчас узнали на «настольном компьютере». Команды, готовы к выполнению задания! В.: Проверим, правильно ли вы заполнили экраны.
В.: В ваших «картах-схемах» остались не заполненные экраны. В.: Вспомните, как использовали энергию воды и ветра раньше. Найдите карточку, с ветряными и водяными мельницами. Приклейте её в левую среднюю клетку. В.: Вспомните, как используют энергию воды и ветра сейчас. Приклейте её в правую среднюю клетку. В.: Все экраны заполнены? В.: Сравним наши «карты-схемы» с компьютером.
Теперь вы знаете, какая энергия прячется у вас в группе? Какая? Теперь вы знаете, какие источники энергии есть в природе? Какие? | Задает вопросы. Организует деятельность детей; Вовлекает в игровую деятельность. Задает вопросы, стимулирующие процесс мышления. Осуществляет показ, сопровождая словесной инструкцией; Беседа с наводящими вопросами Осуществляет показ, сопровождая словесной инструкцией; Задает вопросы Осуществляет показ, сопровождая словесной инструкцией; Вовлекает в совместную деятельность Педагог предлагает детям в свою «карту-схему» добавить «карточки-символы» Осуществляет показ, сопровождая словесной инструкцией; Задает вопросы Осуществляет показ, сопровождая словесной инструкцией; Показ видеоролика Задает вопросы, стимулирующие процесс мышления. Показ видеоролика Предоставляет возможность задавать вопросы Предоставляет возможность задавать вопросы Показ видеоролика Задает вопросы, стимулирующие процесс мышления. | Стремится высказывать свои мысли. Отвечают на вопросы Отвечают на вопросы Выражают собственные суждения Выполняют действия заданные педагогом Отвечают на вопросы Располагают карточки в определенном порядке Отвечают на заданные вопросы Просматривают видеоролик Отвечают на вопросы Отвечают на вопросы Дети выкладывают на «картах-схемах» картинки. Отвечают на вопросы | Расширение активного словарного запаса. Умение измерять предметы условными мерками. Умение достаточно хорошо владеть устной речью. Умение выражать свои мысли и желания Умение активно взаимодействовать со сверстниками и взрослыми, участвует в совместных играх. Умение участвовать в совместной деятельности; Активно взаимодействует со сверстниками и взрослыми Умение использовать речь для выражения своих мыслей овладевает познавательно-исследовательской деятельностью Умение принимать собственные решения, опираясь на свои знания |
|
V . Рефлексия, анализ. | В.: Что сегодня вам помогло запомнить разные формы энергии? (опыты, фильмы, «карты-схемы») В.: Помашите рукой, у кого получилось работать вместе с напарником под девизом: Вместе не скучно, Вместе не тесно, Вместе всегда и везде интересно? В.: Мне очень было с вами интересно искать в группе энергию. Теперь вы знаете, что можно создать свои «карты-схемы». Спасибо вам ребята за увлекательное приключение. | Задает вопросы, стимулирующие процесс мышления. | Проявляют заинтересованность. Выражают собственные мысли. | Умение оценивать результат своей деятельности; Умение делать выводы. |
|
Обычному чернокожему парню Уильяму из деревни Мазитала в Малави, сейчас 18 лет, но, когда он впервые заинтересовался возобновляемыми источниками энергии ему было всего 14. Именно тогда подросток из небогатой семьи, который с трудом мог читать заинтересовался технологиями, которые могли позволить его семье и жителям его деревни выжить.
На самом деле, как и у любого мальчишки в его возрасте, когда он сидел в местной библиотеке и листал страницы скучного учебника, не возникало никаких глобальных мыслей… Но, неожиданно его внимание привлек чертеж ветряной мельницы…. Вот с этого рисунка все и началось.
Однако, давайте немного отступим от главного повествования и углубимся в жизнь деревушки Мазитала. Хотя она ничем не примечательна: бедная деревня и такие же бедные во всех смыслах жители, еле-еле сводящие концы с концами. Но, здесь принципиально важен момент, на котором хочется сакцентировать внимание читателя: в Малави только 2 % районов подключены к электричеству. Это означает, что у 98% населения нет доступа к обычным, но жизненно необходимым вещам. И вы можете себе вообразить, что в этой деревне об электричестве как о благе никто и помыслить не мог.
И вот тут-то, возвращаясь к нашему герою, мы можем узнать, о чем он думал глядя на мельницу… Он думал о том, как с помощью электричества может работать оросительный насос, который сможет помочь его семье и другим людям увеличить количество скудного урожая. Листая скучные страницы, он вдруг понял, что на многих из них изображены различные схемы, связанные с электричеством и электромагнитными волнами… Вот что сам Уильям рассказывал о своем первом знакомстве с наукой: «Я ходил в библиотеку, построенную правительством США, и там все книги были на английском языке и половину текста я не понимал. Мне пришлось учится как бы наоборот: я использовал картинки и диаграммы, изучал электромагнитную индукцию. В книге написано – «схема 10», и я ищу схему 10, изучаю ее и понимаю, как это работает, и таким образом понимаю, что написано в книге».
Родителям Уильяма оплачивать учебу в школе было не по карману и поэтому парень называет особым везением эту библиотеку, которая стала для него окошком в новый мир. Хотя библиотекой в привычном нам смысле, это место назвать было нельзя: ведь здесь было всего три металлических полки, по словам мальчика, на которых громоздились пожертвованные книги и потертые учебник. Кстати, именно с учебников Уильям начал свое собственное обучение, не желая отставать от друзей, чьи родители могли позволить своим детям получать образование. Но в тот день, когда он нашел книги по науке, это изменило всю его жизнь.
После изучения разных технологий и проектов по картинкам Уильям загорелся идеей построить собственную ветряную мельницу. Он рассуждал очень просто: «Где-то, кто-то построил эту штуковину, и она была построена вручную. Тот, кто это сделал, был человек. Я тоже человек».
Естественно, что самой сложной частью в строительстве для парня из глухой деревни стал сбор материалов, из которых он собирался собрать свою ветряную мельницу. Уильям
Использовал все, что только находил: части от поломанного велосипеда, ПВХ трубы и разный со свалки. 
Когда импровизированная мельница была готова трудным оказалось поднять ее. Одному подростку это было явно не под силу. «Мой двоюродный брат и друг помогали мне», - признавался Уильям. Но, он также вспоминает и о том, что было сложно и морально. Все жители небольшой деревушки смотрели на подростка, как на помешенного…
«Я думал, что они всегда будут смеяться надо мной, считая меня сумасшедшим», - говорил Уильям. Но как только мельница была запущена, и в его доме зажглась лампочка, отношение односельчан резко изменилось, на то, что построил 14-летний подросток приходили посмотреть со всей округи.
В течении последующих нескольких лет Уильям электрифицировал собственный , добавил батареи. Он собрал электрический переключатель, который на данный момент выставляется в Музее науки и техники (Museum of Science and Industry). И все это время Уильяму не забывал про учебники – штудируя их чуть ли не каждый день. Теперь-то он знал наверняка - книги помогли ему и его семье изменить жизнь к лучшему.
А дальше все почти как в сказке: еще через пару лет деревню посетил чиновник министерства образования Малави. Увидев местную достопримечательность – ветряную мельницу и позвал журналистов, новость о юном даровании долетела до Емека Окафор (Emeka Okafor), директора компании TEDGlobal. И вот именно в тот момент жизнь простого чернокожего парня сделала крутой поворот. Окафор заинтересовался Уильямом и проинвестировал его дальнейшее обучение сначала в школе, а после и поступление в Африканскую академию лидерства в Йоханнесбурге в ЮАР.
Сегодня по всей деревне Уильяма стоят ветряные мельницы, обеспечивая чистую воду и электричество в каждый дом. А сам парень теперь может позволить себе читать любые книги и дальше изучать ВИЭ. 
Весьма советуем с ним познакомиться. Там Вы найдете много новых друзей. Кроме того, это наиболее быстрый и действенный способ связаться с администраторами проекта. Продолжает работать раздел Обновления антивирусов - всегда актуальные бесплатные обновления для Dr Web и NOD. Не успели что-то прочитать? Полное содержание бегущей строки можно найти по этой ссылке .
Ликбез: Как устроена мельница
Вы никогда не думали как из зерна получается мука? Мне вот всегда было интересно как работали древние мельницы. В Суздале нам подробно все разъяснили.
Понятно, что ветер вращает эти лопасти. Каркас у них деревянный, а обтянуты они были материей, парусиной.
А знаете для чего вот эти палки сзаду мельницы? Думаете, чтобы она не попадала? ;)
А вот и фигушки. С их помощью всю мельницу ПОВОРАЧИВАЛИ, чтобы ловчей поймать ветер, ну не прикол? :-))
Механику работы мельницы нам объяснили на вот этой модели, которая находилась внутри мельницы настоящей и, в отличие от последней, была в рабочем состоянии;-))
Ну, в общем ветер вращает лопасти, лопасти вращают вот это горизонтальное полено:
Горизонтальное полено, с помощью древних шестерёнок вращает уже полено вертикальное:
Вертикальное полено, в свою очередь, с помощью таких же шестеренок вращает эдакие каменные блины – жернова, вон там внизу, видите?:
А сверху в дырки жерновов сыпалось зерно из вот этих ящичков, похожих на перевёрнутые пирамидки. Готовая мука через дырки в деревяхе передней стенки валилась в специальный ящик, обзываемый «сусеком».
Помните сказку про колобка? ;) «Бабка по амбару помела, по сусекам поскребла…» Я в детстве все время недоумевала, что за сусеки такие в которых можно муки намести на целый колобок? В нашей-то квартире мука по ящикам просто так не валялась. ;-)) Ну и вот, не прошло и сорока лет, как загадка была разгадана! 8-)))
Мельница - ветряная и водяная
Самые древние приспособления для перемалывания зерна в муку и обдирания его в крупу сохранялись как семейные мельницы до начала ХХ в. и представляли собой ручные жернова из двух круглых в сечении камней из твердого кварцевого песчаника диаметром 40-60 см. Древнейшим типом мельниц считаются сооружения, где жернова вращались с помощью домашних животных. Последняя мельница такого типа прекратила свое существование в России в середине ХIХ в.
Энергию падающей на колесо с лопастями воды россияне научились использовать в начале второго тысячелетия. Водяные мельницы всегда были окружены ореолом таинственности, овеяны поэтическими легендами, сказаниями и суевериями. Мельницы-колесухи с омутом и водоворотом сами по себе небезопасные конструкции, что отражено в русской пословице: «Со всякой новой мельницы водяной подать возьмет».
Письменные и графические источники свидетельствуют о широком распространении в средней полосе и на Севере ветряных мельниц. Нередко крупные села были окружены кольцом в 20-30 мельниц, стоявших на высоких, открытых ветрам местах. Ветряные мельницы за сутки размалывали на жерновах от 100 до 400 пудов зерна. В них имелись также ступы (крупорушки) для получения крупы. Для того чтобы мельницы работали, их крылья надо было поворачивать под менявший направление ветер - это обусловило сочетание в каждой мельнице неподвижной и подвижной частей.
Русскими плотниками создано много разнообразных и остроумных вариантов мельниц. Уже в наше время зафиксировано более двадцати разновидностей их конструктивных решений.
Из них можно выделить два принципиальных типа мельниц: «столбовки»
Мельницы столбовки:
а - на столбах; б - на клети; в - на раме.
и «шатровки ».
Первые были распространены на Севере, вторые - в средней полосе и Поволжье. Оба названия отражают также принцип их устройства.
В первом типе мельничный амбар вращался на врытом в землю столбе. Опорой служили либо дополнительные столбы, либо пирамидальная бревенчатая клеть, рубленная «в реж», либо рама.
Принцип мельниц-шатровок был иной
Мельницы шатровки:
а - на усечённом восьмирике; б - на прямом восьмерике; в - восьмерик на амбаре.
- нижняя их часть в виде усеченного восьмигранного сруба была неподвижной, а меньшая по размеру верхняя часть вращалась под ветер. И этот тип в разных районах имел немало вариантов, в том числе мельницы-башни - четвериковые, шестериковые и восьмериковые.
Все типы и варианты мельниц поражают точным конструктивным расчетом и логикой врубок, выдерживавших ветры большой силы. Народные зодчие уделяли также внимание внешнему облику этих единственных вертикальных хозяйственных сооружений, силуэт которых играл немалую роль в ансамбле селений. Это выражалось и в совершенстве пропорций, и в изяществе плотницких работ, и в резьбе на столбах и балконах.
Водяные мельницы
Схема ветряной мельницы
Мельница на ослиной тяге
Мельничный постав
Самая существенная часть мукомольной мельницы -мельничный постав или снасть - состоит из двух жерновов: верхнего, или бегуна, А и - нижнего, или нижняка, В .
Жернова представляют каменные круги значительной толщины, имеющие в средине сквозное отверстие, называемое очком, а на мелющей поверхности т. н. насечку (см. ниже). Нижний жернов лежит неподвижно; его очко плотно закрыто деревянною втулкою, кружловиною g , сквозь отверстие в центре которой проходитъ веретено С ; на вершине последнего насажен бегун посредством железного стержня CC , укрепленного концами в горизонтальном положении в очке бегуна и называемаго параплицею, или порхлицею.
В средине параплицы (и, следовательно, в центре жернова) с нижней ее стороны проделано пирамидальное или коническое углубление, в которое и входитъ соответственно заостренный верхний конец веретена С .
При таком соединении бегуна с веретеном, первый вращается при вращении последнего и, в случае надобности, легко снимается с веретена. Нижний конец веретена вставлен шипом в подшипник, укрепленный на балке D . Последнюю можно поднимать и опускать и таким образом увеличивать и уменьшать раcстояние между жерновами. Веретено С вращается помощью т. н. цевочной шестерни Е ; это - два диска, надетые на веретено в небольшом расстоянии друг от друга и скрепленные между собою, по окружности, вертикальными палочками.
Цевочная шестерня вращается помощью лобового колеса F , имеющего на правой стороне своего обода зубья, захватывающие за палочки цевочной шестерни и таким образом вращающие ее вместе с веретеном.
На ось Z надето крыло, которое и приводится в движение ветром; или, в водяной мельнице, - водяное колесо, приводимое в движение водою. Зерно вводится через ковш а и очко бегуна в промежуток между жерновами. Ковш состоит из воронки а и корытца b , подвешенного под очком бегуна.
Размол зерна происходит в промежутке между верхнею поверхностью нижняка и нижнею бегуна. Оба жернова одеты кожухомъ N , который препятствует разбрасыванию зерен. По мере размола, зерна подвигаются действием центробежной силы и напором вновь прибывающихъ зерен) от центра нижняка к окружности, падают с нижняка и идут по наклонному желобу, в пеклевальный рукав R - для просеивания. Рукав Е сделан из шерстяной или шелковой ситяной ткани и помещен в закрытом ящике Q , из которого выставляется его нижележащий конец.
Сначала просеивается тонкая мука и падает в задней части ящика; более грубая высевается в конце рукава; отруби задерживаются на ситке S , а самая грубая мука собирается в ящик T .
Жернова
Поверхность жёрнова разделена глубокими желобами, называемыми бороздами , на отдельные плоские участки, называемые мелющими поверхностями . От борозд, расширяясь, отходят более мелкие желобки, называемые оперением . Борозды и плоские поверхности распределяются в виде повторяющегося рисунка, называемого гармошкой .
У типичного мукомольного жёрнова имеется шесть, восемь или десять таких гармошек. Система желобов и желобков, во-первых, образует режущую кромку, а во-вторых, обеспечивает постепенное ссыпание готовой муки из-под жерновов. При постоянном использовании жернова? требуют своевременного подтачивания , то есть подравнивание краев всех желобов для поддерживания остроты режущей кромки.
Жернова используются парно. Нижний жёрнов устанавливается стационарно. Верхний жёрнов, он же бегун, - подвижный, и именно он производит непосредственное перемалывание. Подвижный жернов приводится в движение крестообразным металлическим «штифтом», установленным на головке главного стержня или ведущего вала, вращающегося под действием основного механизма мельницы (использующего энергию ветра или воды). Рельефный рисунок повторяется на каждом из двух жерновов, таким образом обеспечивая эффект «ножниц» при размалывании зерен.
Жернова должны быть одинаково сбалансированными. Правильное взаимное расположение камней критически важно для обеспечения помола муки высокого качества.
Лучшим материалом для жерновов служит особенная каменная порода - вязкий, твердый и неспособный полироваться песчаник, называемый жерновым камнем. Так как каменные породы, в которых все эти свойства развиты достаточно и при том равномерно, встречаются редко, то хорошие жернова весьма дороги.
На трущихся поверхностяхъ жернов делают насечку, т. е. пробивают ряд углубленных бороздок, и промежутки между этими бороздками приводят в грубо-шероховатое состояние. Зерно попадает во время размола между бороздками верхнего и нижнего жернов и разрывается и разрезывается острыми режущими краями бороздок насечки на более или менее крупные частицы, которые размалываются окончательно по выходе из бороздок.
Бороздки насечки служат также какъ бы путями, по которым размалываемое зерно подвигается от очка к окружности и сходить с жернова. Так как жернова, даже из лучшего материала, стираются, то насечка должна быть возобновляема время от времени.
Описание конструкций и принципа действия мельниц
Столбовками мельницы названы за то, что их амбар покоится на столбе, вкопанном в землю и обложенном снаружи срубом-ряжем. В нем заделаны балки, удерживающие столб от смещения по вертикали. Конечно, амбар покоится не только на столбе, но на срубе-ряже (от слова режь, бревна, врубленные не плотно, а с прозорами). Поверх такого ряжа делается ровное круглое кольцо из пластин или досок. На него и опирается нижняя рама собственно мельницы.
Ряжи у столбовок могут быть разной формы и высоты, но не выше 4 метров. Они с земли могут подниматься сразу в виде четырехгранной пирамиды или сначала вертикально, а с какой-то высоты переходить в усеченную пирамиду. Встречались, правда очень редко, мельницы на невысокой раме.
Основание шатровок тоже может быть по форме и конструкциям различным. Например, пирамида может начаться с уровня земли, а конструкция быть не срубной, а каркасной. Пирамида может опираться на срубный четверик, а к нему могут быть пристроены подсобные помещения, тамбур, помещение для мельника и т.д.
Главное в мельницах их механизмы.
В шатровках внутреннее пространство разделено перекрытиями на несколько ярусов. Сообщение с ними идет по крутым лестницам чердачного типа через люки, оставленные в перекрытиях. Части механизма могут располагаться на всех ярусах. А их может быть от четырех до пяти. Стержнем шатровки служит могучий вертикальный вал, пронизывающий мельницу насквозь до "шапки". Он опирается через металлический подпятник, закрепленный в балке, которая лежит на брусчатой раме. Балка с помощью клиньев может перемещаться в разные стороны. Это позволяет придать валу строго вертикальное положение. Тоже самое можно проделать и при помощи верхнего бруса, где штырь вала заделан в металлическую петлю.
В нижнем ярусе на вал надета большая шестерня с кулачками-зубьями, закрепленными по наружному контуру круглой основы шестерни. При работе движение большой шестерни, умноженное в несколько раз, передается на малую шестерню или цевку другого вертикального, уже металлического обычно вала. Этот вал прошивает неподвижный нижний жернов и упирается в металлическую планку, на которой через вал подвешен верхний подвижный (вращающийся) жернов. Оба жернова одеты деревянным кожухом с боков и сверху. Жернова устанавливаются на втором ярусе мельницы. Балка в первом ярусе, на которую опирается малый вертикальный вал с малой шестерней, подвешена на металлическом нарезном штыре и с помощью нарезной же шайбы с рукоятками может быть слегка поднята или опущена. С нею поднимается или опускается верхний жернов. Так регулируется тонкость помола зерна.
От кожуха жерновов вниз наклонно пропущен глухой дощатый желоб с доской задвижкой на конце и двумя металлическими крючками, на которые подвешивается мешок, наполняемый мукой.
Рядом с блоком жерновов устанавливается кран-укосина с металлическими дугами-захватами. С его помощью жернова могут сниматься со своих мест для отковки.
Над кожухом жерновов с третьего яруса спускается жестко закрепленный к перекрытию подающий зерно бункер. Он имеет задвижку, с помощью которой можно перекрыть подачу зерна. Он имеет форму опрокинутой усеченной пирамиды. Снизу к нему подвешен качающийся лоток. Он для пружинистости имеет можжевеловую планку и штырь, опущенный в отверстие верхнего жернова. В отверстии эксцентрично устанавливается металлическое кольцо. Кольцо может быть и с двумя-тремя косыми перьями. Тогда устанавливается симметрично. Штырь с кольцом называются обечайкой. Пробегая по внутренней поверхности кольца, штырь все время меняет положение и раскачивает косо подвешенный лоток. Это движение ссыпает зерно в зевло жернова. Оттуда оно попадает в зазор между камнями, размалывается в муку, та поступает в кожух, из него в закрытый лоток и мешок.
Зерно засыпается в бункер, врезанный в пол третьего яруса. Мешки с зерном подаются сюда с помощью во"рота и веревки с крюком. Ворот может подключаться и отключаться от шкива, насаженного на вертикальный вал. Делается это снизу с помощью веревки и рычага. В досках перекрытия прорезан люк, перекрытый наклонно поставленными двухпольными створками. Мешки, проходя через люк, открывают створки, которые потом произвольно захлопываются. Мельник отключает ворот, и мешок оказывается на крышках люка. Операция повторяется.
В последнем ярусе, находящемся в "шапке", на вертикальном валу установлена и закреплена другая, малая шестерня со скошенными кулачками-зубьями. Она заставляет вращаться вертикальный вал и запускает весь механизм. Но ее заставляет работать большая шестерня на "горизонтальном" валу. Слово в кавычки заключено потому, что фактически вал лежит с некоторым уклоном внутреннего конца вниз. Штырем этого конца он заключен в металлическом башмаке деревянной рамы, основы шапки. Приподнятый конец вала, выходящий наружу, спокойно лежит на камне-"подшипнике", слегка скругленном сверху. На валу в этом месте врезаны металлические пластины, предохраняющие вал от быстрого стирания.
В наружную головку вала врезаются два взаимно перпендикулярных бруса-кронштейна, к которым крепятся хомутами и болтами другие балки - основа решетчатых крыльев. Крылья могут принимать ветер и вращать вал лишь тогда, когда на них будет расправлена парусина, обычно свернутая в жгуты в покойное, не рабочее время. Поверхность крыльев будет зависеть от силы и скорости ветра.
Шестерня "горизонтального" вала снабжена зубьями, врезанными в боковую сторону круга. Сверху ее обнимает тормозная деревянная колодка, которая с помощью рычага может быть освобождена или сильно затянута. Резкое торможение при сильном и порывистом ветре вызовет высокую температуру при трении дерева о дерево, и даже тление. Этого лучше избегать.
До работы крылья мельницы следует повернуть навстречу ветру. Для этого имеется рычаг с подкосами - "водило".
Вокруг мельницы вкапывали небольшие столбики количеством не менее 8 штук. К ним "водило" и крепилось цепью или толстой веревкой. Силою 4-5 человек, даже если верхнее кольцо шатра и части рамы хорошо смазаны солидолом или чем-то подобным (ранее смазывали свиным салом), провернуть "шапку" мельницы очень трудно, почти невозможно. "Лошадиная сила" тут тоже не годится. Поэтому пользовались небольшим переносным воротом, который попеременно одевали на столбики его трапециевидной рамой, служившей основанием всей конструкции.
Блок жерновов с кожухом со всеми частями и деталями, расположенными выше и ниже его, назывался одним словом - постав. Обычно небольшой и средней величины ветряки делались "об одном поставе". Большие ветряки могли строиться с двумя поставами. Были ветряные мельницы и с "толчеями", на которых отжималось льняное или конопляное семя для получения соответственного масла. Отходы - жмых, - тоже использовали в домашнем хозяйстве. "Пильные" ветряки как будто не встречались.