Drake med Wind-Powered LED (1 / 6 steg)
Steg 1: Hur mycket ström är uppe?
Jag började med att göra en skalenlig ritning av kite och utforska olika dimensioner och layouter. (Detta var innan draken kom med posten.) Jag hittade att 7" propellrar passar fint med layouten jag valde.
Nästa, jag gjorde en grov beräkning av hur mycket rörelseenergi i luften som passerar genom 7" cirkeln torkas av en av propellrarna.
- Börja med ekvationen KE =.5 (samlas) * (hastighet). 2 vi beräknar den kinetic energin av mängden luft som passerar förbi på 1 sekund.
- (Hastighet) En stark vind drakflygning är ca 25 km/h. Det är nära 10 meter per sekund.
- Massan (per sekund) är (cross sectional område) * hastigheten * densiteten för luft. (Luftens densitet är ungefär 1 kg/m3.)
- Det betyder att KE = 5 * (cross sectional område) * (luftens densitet) * (hastighet)3
- Detta motsvarar till.5 (0,025 m2) * (1 kg/m3) * (10 m/s)3 = 12,5 joule energi varje sekund, vilket är 12,5 watt.
Nästa steg är att uppskatta andelen totala rörelseenergin som våra turbiner extrahera och förvandla till El. Min gissning är 10%. Det innebär att vi får om 1.25W per turbin eller 5W totalt.
Det är viktigt att komma ihåg att detta är en grov uppskattning. Det är möjligt att turbinen endast utdrag 2% av den kinetic energin så vi skulle totalt 1 Watt. Men å andra sidan draken faktiskt reser snabbare än vindhastigheten för mesta, så om våra genomsnittliga kite hastighet är 15 m/s vi får totalt 17 w.