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描述

问题

在哥伦比亚乃至整个世界，由于气候变化对生态系统造成影响，迫切需要获得可再生能源。

以下是由于缺乏可再生替代品而可能发生的事件的一个明显示例：

在 Cesar Gaviria 政府执政期间（1992 年），哥伦比亚因干旱而遭受能源配给。用于发电的水库已经枯竭；这一现象影响了我们，使我们处于这样一种境地，尽管人们认为该系统已准备好支持它，但能量的产生仍然受到很大影响。能源供应的不断削减影响了生产部门（商业、工业）、教育和家庭。在一些家庭中，由于缺乏这种液体，性能非常有限（照明、通风、冷却），影响了居民。小镇的高温，使得每间房子都必须至少有：两个风扇，一个冰箱，加上夜间照明。提供这项服务的公司并没有提供我们社会需要的足够能源。

此外，我们必须找到更多可再生能源供应的一个明显例子是，由于工程错误而在我国发生的当前危机，目前处于危急状态：哥伦比亚最大的水电项目 Hidroituango 几乎产生了第二个由于历史上最大的工程错误造成的灾难。

面对上述示例，再加上世界各地以及缺乏传统电液的人群中出现的更多示例，显然需要找到解决方案。

这就是为什么我被委托进行一些调查并找到提供无限资源的环保替代品的任务。

我对实施和更新农场、作物和牲畜以及携手合作获取能源的需求很感兴趣。换句话说，我的目标不仅是寻找能源问题的替代方案，而且是实施可编程技术，发起和创建学习活动，最重要的是，提高当地公民的意识。

需求

迫切需要促进该领域的工作！

可以说，没有技术，农业就不会出现；今天，如果我们背弃精确的现代技术系统，就不能指望农业经济有任何改善。

不幸的是，在一些农村地区，落后仍然是世俗的，因此即使使用看似过时的技术，他们也能从中受益。但是让我们看看在该领域实施技术的一些一般优势。

正是出于以上所有问题，我被问到：如何设计、建造和实施技术在农业中的使用，并以同样的方式寻找产生可再生能源的替代方案？

这项研究

经过不同的草图和设计，以及通过网络和机构进行的长期调查，我获得了有关该主题的知识，我有了一个想法来实现这个项目。

地球从大气层的最高层接收 174 拍瓦的入射太阳辐射（日照）。大约 30% 返回太空，而云、海洋和陆地吸收其余部分。地球表面太阳光的电磁光谱主要被可见光和红外波段占据，还有一小部分是紫外线辐射。

辐射的功率根据一天中的时间、抑制辐射的大气条件和纬度而变化。在可接受的辐射条件下，地球表面的功率约为 1000 W/m²。这种力量称为辐照度。请注意，在全球范围内，实际上所有接收到的辐射都会重新发射到太空中（否则会发生突然加热）。但是，接收到的辐射和发射的辐射之间存在显着差异。（维基百科）

现场技术

一方面，就农业而言，农业生产力无非是我们生产的支出与我们通过销售所生产的产品获得的收益之间的关系。

看起来很简单，但其实没那么简单。但是，有一点很清楚：技术在田间的应用是提高农业生产力的关键因素。

流程的机械化和自动化、使用经过认证的种子、正确使用农用化学品以及对作物进行充分灌溉是主要的现代技术。

另一方面，最近开展的生态意识带来了其他基于植物化学物质、生物肥料以及自然保护和土壤改良机制的技术。

农业领域需要每天 24 小时实时监控。这 100% 证明，如果农民和相关方对他们的作物状况有正确的信息，就可以减少作物损失并增加产量。

必须牢记环境温度、地球的水位、湿度、太阳光线的强度、害虫和昆虫的存在。

一个潜在的解决方案

在此搜索结束时，可以建立一个可能的解决方案来减轻或大大减少这些缺点：

计划建立一个由太阳能供电的电力系统，这种捕获的太阳能存储在电池中。

由于太阳能显然是不够的，因此决定使用太阳获得的电能来驱动电动机，该电动机将驱动钕磁铁发电机，以大大复制我们的能量储备。

在此过程中获得的能量通过逆变器转换为最佳电流，供家庭和工业使用。

所有这些系统都将存储在一个金属盒中，以使其更加模块化和便携。

为了减少噪音，我们的隔间内衬聚氨酯泡沫。

我刚才提到的这个系统能够满足家庭的基本能源需求，同样有能力养活整个农业系统。

原型

要测试上述想法，请在较小的生产规模上制作原型：

最初是通过测试开始的：频率为 12,000 rpm 的 12 伏电机；一个 12 伏，150 瓦的干电池和一个 24 伏，400 瓦的钕发电机，频率为 400 转/分。这些测试是在银行进行的。经过一番讨论，得出的结论是，可以进入第一个用于能量产生的变速系统原型的研究。

经过一些草图和模型，得到了一些松子套。

理论化和使用方程： r1f1 = r2f2 (1)。我们有：

• r1 = 1 cm 电机小齿轮

• F1 = 发动机频率 = 2500

• R2 = 2.2 厘米

• F2 = 频率小齿轮 2

使用 (1) 你大约有 f2 = 2136.4。在小齿轮 2 中，我们有 f2 = 2136.3。这又与半径 r3 = 3 cm, f3 =? 的小齿轮 3 啮合。

再次使用 (1)，f3 = 1,566.6

可以将 12000 rpm 的发动机转速降低到 476 rpm，这是建议目标的最佳数据，但在组装原型时获得的数据与理论数据不匹配。

经过几次尝试，可以得到一些小齿轮组和一个r1 = 2.5 cm和r2 = 1.25 cm的摩托车链条，当决定不放置相互啮合的齿轮组时，我去尝试用链条作为带，因为齿轮不能正常工作，也会产生很多噪音。如图 2 所示，它们与链条一起放置（见图 2）。

为了使原型投入运行，有必要设计一个隔间来定位每个必要的设备并优化小齿轮旋转产生的能量，这三个阶段可用：

第 1 阶段：太阳能电池板（95 瓦，21 伏）的位置是为我们的系统产生燃料的装置，蓄电池或电池存储足够的能量以供发动机运行，负载将累积在电池，将保持发动机运转，有测量 V 和 A 的指标，位于设计的原型板上，该能量来自当地适当的太阳能电池板。

第 2 阶段：我们找到永磁电机，它与 12 v、su 和发电机一起工作，由变速系统驱动，利用钕磁铁将机械能转化为电能，利用斥力产生电能。设计用于以 420 rpm 的频率产生 24 V、400 W。

第3 阶段：发电机获得的电能通过逆变器根据其用途增加或减少，逆变器将直流输入电压变为对称的交流输出电压，具有所需的幅度和频率。

在我们的意识小组的帮助下，我们设法构建了第一个原型：

为了了解我们电气系统的消耗，以及所获得的能量、强度和能量水平，我们设计了一个嵌入金属盒中的触觉液晶屏，它可以以图形的形式提供所有基本信息.

正如我们的目标是实现尽可能高的技术一样，我正在为我们的移动设备设计和编程一个应用程序，以便让这些信息触手可及。

一旦我测试并提出了能源不足的替代方案，我就进入了为该领域开发解决方案的形式。

这个想法是利用我们系统的部分能量来为传感器和高精度模块 Arduino 可编程系统提供数据，用于研究和收集我们作物的数据和信息：

使用的基本传感器是：

• 温度和湿度

• 水位

• 土壤湿度

• 酸碱度

• 紫外线

所有这些传感器将以战略方式连接，代表收获的一个部门，从而创建不同的区域以方便他们的研究和观察。

为了使信息到达我们的农民和感兴趣的人的手中，有必要使用以太网模块将数据发送到站点或观测基地，在那里人们将完整地接收和可视化所有信息，并以这种方式就情况做出决定。

检查接收到的数据的负责人将能够下达命令以自动和以电子方式激活灌溉阀或执行其他任务。

上述能源生产系统与我们的作物系统连接并协同工作，将使我们能够实现田地自动化并实现我们的目标。

这个想法的最大优点：

• 为缺乏电力的偏远人口提供电力。

• 各方面污染降至0%。

• 使现场工作自动化。

• 为农民提供有关其工作的信息，尽在掌握之中。

• 避免作物损失。

像这样的想法的发展将在以下领域帮助我们。

在教育领域：

• 儿童和青少年将昼夜用电。

• 对于高温人群，我们的孩子将拥有最佳的学习条件。

• 让年轻人了解目前可用的替代品和新技术。

在经济方面：

• 这是一个需要投资的系统，但从长远来看，它会带来经证实的利润。

• 它在很大程度上避免了对温室或害虫或干旱造成的灾害的投资。

• 它将大大减少对能源领域的资本投资，因为与其他系统相比，它更便宜。

在日常生活中：

• 提高了人们的生活质量。

• 它将产生一个生态环境。

• 改善了数百万人的生活条件。

此外

这项计划仍在进行中，您可能会发现更好的方法、新的设计甚至更多的想法。

因为我没有合适的资源，我不能说可以单独进行这个项目。

我们的社会需要想法和建议，因为我们今天在这场比赛中展示了每一个人。

我认为有必要传播我的想法并教授儿童、青少年和成人这些教学和实用的教学技术中的每一种。

我很荣幸能够发展这一理念并在国际层面开展环保运动，始终与 SEEED 团队一起承载着地球恢复的理想。

我很自豪地知道有一家像你们这样关心我们的保护和地球的关心的公司总是与技术携手并进。

我想与 SEEED 一起在弱势群体中实施这一想法，并为他们带来更多希望，这寄托在技术上。

我再说一遍，我不会厌倦地说：非常感谢你，SEEED，感谢你对人类的所有支持，推动我们为地球的利益而实施想法。

- Gabriel Giraldo（与技术携手并进的自豪候选人。为了更美好的世界。）

我的愿望是成为一个积极的声音并在世界范围内实施生态和技术理念。