Εκμετάλλευση αιολικού δυναμικού για διασύνδεση νησιών και προστασία λιμένων - 47ο Δημοτικό Σχολείο Ηρακλείου

Τίτλος έργου (title): Εκμετάλλευση αιολικού δυναμικού για διασύνδεση νησιών και προστασία λιμένων

Ετικέτες (tags): Ρομποτική, Scratch, WeDo 2.0

Περιφερειακή Ενότητα (prefecture): Ηρακλείου

Σχολείο (school): 47ο Δημοτικό Σχολείο Ηρακλείου

Τάξη (class): Στ Δημοτικού

Υπεύθυνοι καθηγητές (teachers)
Αλέξανδρος Ρονιώτης

Ομάδα μαθητών (students)
Σπύρος Τσιγγενόπουλος, Δημήτρης Σταμούλος, Γιώργος Πελεκανάκης Κων/νος Λυδάκης, Πέτρος Βελλίνης, Ματτέο Φεϊζουλλάου

Περιγραφή (description)
Περιγραφή προβλήματος
Πολλά από τα νησιά του ελληνικού αρχιπελάγους βρίσκονται σε κοντινή απόσταση και η κυκλοφοριακή τους σύνδεση γίνεται αποκλειστικά μέσω του παραδοσιακού θαλάσσιου τρόπου με τα πλοία. Το όλο και αυξανόμενο κόστος μεταφοράς αλλά και οι άστατες καιρικές συνθήκες που επικρατούν στις θάλασσές μας δημιουργούν συχνά πρόβλημα στην καθημερινότητα και στην ασφάλεια των κατοίκων των νησιών.
Για παράδειγμα, σκεφτείτε κάποιο έκτακτο περιστατικό υγείας στους Φούρνους Ικαρίας, όπου χρειάζεται η μεταφορά ενός ασθενούς στο νοσοκομείο της κοντινής Σάμου, μέσα σε μεγάλη κακοκαιρία. Ακόμη και η προμήθεια αγαθών στις μεγάλες περιόδους κακοκαιρίας του χειμώνα καθίσταται προβληματική, οικονομικά ασύμφορη αλλά και επικίνδυνη με τα παραδοσιακά μέσα μεταφοράς.
Επίσης, σε μεγάλες φουρτούνες τα λιμάνια κινδυνεύουν με μεγάλες καταστροφές. Η αποκατάσταση των ζημιών των υποδομών ενός λιμανιού που απειλούνται σε κάθε μεγάλη κακοκαιρία είναι οικονομικά δυσβάσταχτη και πολλές φορές παραλύει τις μεταφορές για πολύ καιρό. Όμως, ακόμη και οι βάρκες και τα καΐκια είναι για τους κατοίκους των νησιών του αρχιπελάγους μας το μοναδικό εργαλείο για επιβίωση κι όχι απλώς ένα μέσο αναψυχής.

Προτεινόμενη λύση
Η εργασία μας προτείνει ένα σταθερό μέσο μεταφοράς που θα μπορούσε να καλύψει τις μεταφορικές ανάγκες των κοντινών νησιών ακόμη και σε περιπτώσεις κακοκαιρίας. Στη λύση που προτείνουμε τα κοντινά νησιά συνδέονται με μια σταθερή τροχιά από ελαφρύ monorail(τρενάκι σε μονή ράγα), το οποίο μπορεί να λειτουργήσει ανεξάρτητα από τις καιρικές συνθήκες, καθώς διέρχεται πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας.
Η κάλυψη των ενεργειακών αναγκών για τη λειτουργία του ηλεκτροκίνητου monorail γίνεται αποκλειστικά από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Η φόρτιση των μπαταριών γίνεται μέσω ανεμογεννήτριας, που εκμεταλλεύεται το αιολικό δυναμικό των νησιών.
Προτείνεται η κατασκευή μιας έξυπνης ανεμογεννήτριας με σύστημα πρόληψης ατυχημάτων με είδη ορνιθοπανίδας που σκοτώνονται από τις ανεμογεννήτριες (στην Κρήτη μάλιστα υπάρχει το πρώτο παγκοσμίως βιντεοσκοπημένο χτύπημα γύπα από γεννήτρια στο Λέντα), ώστε όταν κάτι περάσει κοντά από την ανεμογεννήτρια να φρενάρει αυτόματα μέχρι να απομακρυνθεί και να μην χτυπήσει.
Πάνω στο ίδιο σύστημα, είναι συνδεδεμένη μια μπούκα (πύλη) του λιμανιού, η οποία κλείνει αυτόματα κατά της διάρκεια θυελλωδών ανέμων, ώστε να προστατευτούν τα πλοία μέσα στο λιμάνι.
Το ρομπότ μας
Κατασκευάσαμε μια ρομποτική ανεμογεννήτρια που γυρίζει όταν φυσάει, χρησιμοποιώντας τον αισθητήρα απόστασης για την ανίχνευση της έντασης του ανέμου. Κάποιος φυσάει δυνατά σε μια μεγάλη επιφάνεια δίπλα στην ανεμογεννήτρια και ο αισθητήρας απόστασης μετράει πόσο ψηλά σηκώνεται, άρα και πόσο δυνατά φυσάει.Υπάρχει στο πρόγραμμα ένδειξη με τα beaufort, η οποία υπολογίζεται από την τιμή του αισθητήρα απόστασης διαιρεμένη με το 10 (π.χ. αν ο αισθητήρας έχει την τιμή 90 τότε φυσούν 9 beaufort). Ταυτόχρονα γυρίζει και μια ανεμογεννήτρια στον υπολογιστή (Scratch) με την ταχύτητα της περιστροφής να εξαρτάται από την ένταση του ανέμου. Αντίστοιχα περνούν σύννεφα με ανάλογη ταχύτητα. Για να προσομοιώσουμε τη ροή του αέρα χρησιμοποιούμε ένα κοινό σεσουάρ.
Όσο γυρίζει η ανεμογεννήτρια,φορτίζεται μια εικονική μπαταρία στον υπολογιστή κι όταν περάσει ένα επίπεδο φόρτισης (75%) θα μπορεί να ξεκινήσει να κινείται το ρομποτικό τρενάκι monorail που θα συνδέει τα δύο νησιά.Το τρενάκι (το αντίστοιχο ομοίωμα θα υπάρχει και στον υπολογιστή) κάνει αυτόματα τη διαδρομή από το ένα στο άλλο νησί, αναγνωρίζοντας αυτόματα τους σταθμούς επιβίβασης, όπου κάνει στάση μέσω ενός αισθητήρα απόστασης.
Η μπαταρία όσο περνάει ο χρόνος μειώνεται. Αν κινείται και το τρενάκι, η μείωση της μπαταρίας είναι ακόμη μεγαλύτερη, καθώς καταναλώνεται περισσότερη ενέργεια. Αν η μπαταρία πέσει κάτω από ένα επίπεδο (λόγω άπνοιας και άρα μη λειτουργίας της ανεμογεννήτριας) θα σταματάει στο σταθμό και θα περιμένει να φορτίσει πάλι με τον πρώτο άνεμο.
Όταν κάποιο πτηνό περάσει κοντά από την ανεμογεννήτρια (έλεγχος με αισθητήρα απόστασης), τότε φρενάρει αυτόματα μέχρι να απομακρυνθεί για να μην το χτυπήσει. Το πτηνό αυτό φαίνεται και στο πρόγραμμα scratch.
Όταν ο άνεμος ξεπεράσει τα 8 Beaufort, τότε κλείνει αυτόματα η μπούκα του λιμανιού για να προστατευτούν τα πλοιάρια από τα κύματα. Όταν οι άνεμοι κοπάσουν κάτω από τα 4 Beaufort και ο κίνδυνος περάσει, η μπούκα ξανανοίγει. Το αντίστοιχο animationπαρουσιάζεται και στον υπολογιστή, με την πόρτα να κλείνει και τα κύματα να σηκώνονται έξω από το λιμάνι. Ο φάρος του λιμανιού εκπέμπει κόκκινο φως όταν είναι κλειστό το λιμάνι και πράσινο όταν είναι ανοιχτό, ενώ το αντίστοιχο χρώμα έχει το φως του hubπου ελέγχει το λιμάνι (λειτουργεί ως φάρος).


Είδος έργου (category)
Εκπαιδευτική ρομποτική

Λογισμικό που χρησιμοποιήθηκε (software)
Scratch 2.0

Άλλες πληροφορίες (info)


Κώδικας ενσωμάτωσης έργου (code)


Ιστοσελίδα (webpage)


Χαρακτηριστική εικόνα (image)

Όλο το περιεχόμενο του ιστοτόπου διατίθεται ελεύθερα υπό άδεια