109學年度宜蘭縣第三屆科技競賽國中能源動力組競賽規則

競賽題目:製作風力發電機

競賽規則:

  1. 使用器材規定:
    1. 競賽時,除需使用會場提供發電機(馬達)外,其餘材料均需參賽隊伍自備,不得使用金屬薄片、玻璃及刀片類型材料於風扇葉片,同時嚴禁使用釘書針、圖釘、釘子等尖銳物於風扇葉片組件中
    2. 參賽隊伍需自行準備工具以利裁切、製作及修整,如:鉗類、剪刀、鐵鎚、尖嘴鉗、銼刀、砂紙、尺、三角版、圓規、量角器、鋸子、美工刀、切割墊、AB膠或瞬間膠(建議使用慢乾型膠狀瞬間膠,如CA-330)。
    3. 會場有電源提供,但電動工具需自備。
    4. 參賽作品包含底座及風力發電機組,除上述禁止項目外,其他部位材料不限。
    5. 參賽隊伍需自備護目鏡,進入風洞測試時,每位隊員需全程使用。
  2. 作品設計說明:
    1. 參賽作品完成後需能完全放置於風洞內測試,測試風洞內部空間大小為50cm*50cm*50cm。由於作品測試時有可能搖晃及移動,可使用砂袋及其他重物固定,並請預留足夠空間。

      風洞照片
    2. 風力發電機組可使用齒輪箱及其他機構增加功率輸出,上述齒輪零件可以預先準備,攜至會場組裝,不可直接使用現成齒輪箱。
    3. 風扇葉片需現場製作,不得預先製作或已在材料上繪製好圖樣,亦不可攜帶畫好的設計圖。
    4. 除風扇葉片外,參賽隊伍可使用3D列印部份零件(大小不得超過5cm*5cm*5cm)
    5. 可以使用導風罩或其他類似組件引導風,但是作品及相關組件需能完全放置於測試風洞中。
    6. 底座部份可先行製作完畢再攜至會場與風力發電機組結合。會場有提供公版底座(旗座),但參賽隊伍仍需自行思考如何與風力發電機組結合。

      旗座規格

      寬約30cm、高約29.6cm、旗插內徑約3.1cm、旗插外徑約3.9cm

  3. 發電機(馬達)規格:

    長軸發電機照片
      • 長軸發電機(馬達):詳細規格
      • 額定線間電壓:18VAC 相數:三相
      • 額定轉速:3000r/min 旋轉方向:CW/CCW
      • 相對濕度:30%-90% 工作溫度範圍:-10℃- +60℃
      • 電機姿勢:軸伸端全方向 額定轉速:3000r/min
      • 額定電流:≥500 mA 輸出直流電壓:18.0±1.0VDC
      • 輸出交流電壓:18±1.0VAC 線間電壓差值:0.5V AC
      • 線間電阻:10.0±1.0Ω 線間電阻差值:5-35Ω
      • 絕緣電阻:1MΩ(DC100兆歐表)
      • 發電機尺寸:圓徑29mm;固定片30*30mm;軸長30mm;軸徑3mm
  4.  測試規則:
      1. 競賽開始後有 2 小時的製作時間,供各參賽隊伍現場製作參賽作品。
      2. 製作時間結束後,各參賽隊伍不得再進行任何加工動作,等候大會人員安排進行測試。
      3. 測試開始後,參賽隊伍有一分鐘時間將參賽作品放置於測試風洞內。
      4. 測試期間,風力發電機組將連接電功率感測器,用以量測電壓及電流。

        電功率感測器照片
      5. 風洞啟動,參賽作品必須能夠在無外力輔助下自行轉動並開始發電。
      6. 如果參賽作品於開始測試後斷裂或傾倒,裁判會詢問是否完成此次測試,如隊長回答「是」,仍會完成測試數據收集;如回答「否」,則失去此次測試結果。
      7. 各隊參賽作品均有兩次測試機會,僅取最好的一次為該隊最終成績。
      8. 電功率感測器範例程式下載