Elektrownia wodna

W kwietniu 2019 roku odwiedziliśmy z rodziną zaporę na jeziorze Pilchowickim (północny-zachód od Jeleniej Góry).

Widok na jezioro z przystanku kolejowego

A tak wygląda sama zapora Pilchowice. Jest ona druga co do wielkości (i czasu powstawania) za zaporą w Solinie (Bieszczady).

Zapora od strony zbiornika wodnego
Zapora od strony elektrowni wodnej

Zapora zbudowana na rzecze Bóbr w latach 1904-1912 powstała dla uzyskania prądu elektrycznego. Niedaleko budynku elektrowni znajdują się stare generatory używane wcześniej.

Generatory prądu używane w elektrowni wodnej Pilchowice

Aby wyjaśnić dlaczego potrzeba było zbudować wielką zaporę aby otrzymywać prąd elektryczny warto zbudować z dziećmi doświadczenie. Zaczniemy od pokazania butelki z otworami.

Butelka z otworami

Po zatkaniu otworów w butelce grudkami plasteliny i napełnieniu ją wodą. Warto pokazać jak zachowuje się wodą wypływająca z tych otworów. Najpierw jednak zadajcie dzieciom pytanie co się stanie jeśli otworzycie najniższy otwór? Zapewne odpowiedzą wam, że woda zacznie się wylewać. Jeśli macie nakrętka butelki jest zamknięta wówczas woda będzie wylewać się tylko przez chwilę, po czym przestanie. Ale wystarczy ścisnąć butelkę a woda silnym strumieniem wyleje się z butelki.

Porównajcie teraz jak silny jest strumień z każdego z otworów gdy korek jest odkręcony.

Strumienie tryskające z otworów butelki.

Najsilniejszy jest u dołu a najsłabszy jest u góry (uwaga techniczna, lepiej jeśli wykonane w butelce otwory /NIE znajdują się jeden nad drugim). Teraz przygotujmy generator. Do jego wykonania wykorzystamy silnik elektryczny typu DC, do którego podłączymy diodę elektryczną lub brzęczyk elektryczny.

Na wał silnika elektrycznego należy zamontować zgiętą sztywną kartę papieru oklejoną taśmą klejącą (dla zachowania dłuższej żywotności w pracy z wodą).

to będzie nasza turbina generatora prądu

Papierowa turbina powinna ściśle przylegać do wału silnika elektrycznego, dzięki czemu woda uderzająca w wał turbiny będzie powodowała jednocześnie obrót wału silnika elektrycznego (nie powinna kręcić się na nim).

Tak wygląda turbina na silniku

Teraz, dysponując już generatorem prądu, który będzie uruchamiał diodę elektryczną (niskonapięciową) możemy sprawdzić czy strumień wody wydobywający się z butelki uderzający w turbinę generatora prądu będzie w stanie uruchomić silnik (poruszyć go) i wytworzyć prąd – czytaj rozświetlić diodę elektryczną.

Gotowy zestaw badawczy

Nasze testy tylko przez krótki czas sprawiły, że dioda się zaświeciła. Było to w chwili, gdy z całej siły dzieci ścisły butelkę (zakręconą) zwiększając strumień wypływającej wody.

Doświadczenie uruchomienia elektrowni wodnej w wannie

Problemem był zbyt słaby strumień ciśnienia wody. Spróbowaliśmy połączyć (w wysokości) dwie butelki aby zwiększyć ciśnienie wody. Sklejając dwa korki i wykonując w nich duże otwory aby woda mogła swobodnie przepływać.

gotowe butelki

Testy nie przeszły pomyślnie, problemem okazały się techniczne trudności łączenia butelek, co skutkowało zalaniem łazienki 🙂

Ustawianie butelek do doświadczenia

Niemniej jednak było warto. Udało się nam uruchomić diodę czym można wnioskować, że rzeczywiście odzwierciedliło pracę elektrowni wodnej (takiej jak ta na jeziorze Plichowickim).