tái tạo năng lượng từ chuyển động của thang máy

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI
TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN-TÂY HỒ-HÀ NỘI
**************
ĐỀ TÀI DỰ THI KHOA HỌC, KỸ THUẬT
DÀNH CHO HỌC SINH TRUNG HỌC CẤP THÀNH PHỐ
LẦN THỨ TƯ (NĂM HỌC 2014 - 2015).
Tên đề tài: TÁI TẠO NĂNG LƯỢNG NHỜ CHUYỂN ĐỘNG CỦA THANG MÁY
Lĩnh vực: NĂNG LƯỢNG VÀ VẬN CHUYỂN.
NGƯỜI HƯỚNG DẪN
- Th.s Phạm Xuân Bách
- Đơn vị công tác: TU Berlin-Cộng
hòa liên bang Đức.
TÁC GIẢ:
1. Phạm Châu Uyên Lớp: 11Lý Trường: THPT Chu
Văn An
2. Đinh Thị Khánh Ly Lớp: 11A2 Trường: THPT Kim
Liên
Hà Nội, tháng 11 năm 2014

Trường Trung học Phổ thông Chu Văn An
Hội thi Intel ISEF
Báo cáo nghiên cứu
Đề tài:
Tái tạo năng lượng từ chuyển động của thang máy
Người hướng dẫn:
Cô giáo Hoàng Tuyết Nhung
Sinh viên Phạm Xuân Bách
Người nghiên cứu:
Học sinh Phạm Châu Uyên
11 Lý - THPT Chu Văn An
Học sinh Đinh Thị Khánh Ly

11A2 - THPT Kim Liên
Hà Nội
24.11.2014
Mục lục
I. Lí do chọn đề tài
Ở nước ta hiện nay việc sử dụng thang máy trong các tòa nhà cao tầng là
khá phổ biến. Qua tìm hiểu, em được biết các thang máy có nguyên tắc hoạt
động và cấu tạo về cơ bản giống nhau gồm cabin, đối trọng, hệ thống điện,
dây cáp Khối lượng của đối trọng thì không thay đổi tromg suốt quá trình
vận hành thang máy. Trong khi đó khối lượng người trong cabin thì thay
đổi.Vì vậy trong một số trường hợp nào đó chắc chắn sẽ có dư thừa thế năng
do sự chênh lệch khối lượng giữa bên cabin và đối trọng.
Từ sự cố thang máy bị trượt từ tầng 63 đến tầng 35 của tòa nhà Lotte nên
em suy nghĩ, như vậy trong một số trường hợp nào đó khi cabin đi xuống
hoặc đối trọng đi xuống động cơ của thang máy đã phải tiêu tốn một năng
lượng (không hữu ích) để chống lại sự trượt xuống của cabin hoặc của đối
trọng (hay là để cân bằng với sự chênh lệch khối lượng). Trong trường hợp
này ta có thể tận dụng sự chênh lệnh khối lượng này để sinh ra năng lượng.
Kết hợp với kiến thức đã học được về định luật cảm ứng điện từ của
Faraday. Từ đó em nảy ra ý tưởng kết hợp chuyển năng lượng cơ học, từ sự
chênh lệnh thế năng do sự chênh lệnh khối lượng gây ra sang điện năng (
). Dưới dạng năng lượng điện, việc lưu trữ năng
lượng sẽ trở nên dễ dàng, hoặc cũng có thể là nguỗn năng lượng trung gian,
để từ đó chuyển sang các dạng năng lượng mong muốn khác.
Nhận thấy sự khả thi của đề tài và trong quá trình nghiên cứu có thể ứng
dụng kiến thức đã học vào thực tế em quyết định chọn đề tài cho cuộc thi
sáng tạo ISEF.
II. Tổng quan vấn đề nghiên cứu
1. Tính mới của đề tài
Qua tìm hiểu các nguồn thông tin sách báo cũng như trên Internet và hỏi ý

kiến của các thầy cô hướng dẫn em được biết chưa có công trình nghiên cứu
về việc tận dụng năng lượng thừa do sự chênh lệch khối lượng trong lúc vận
hành của thang máy.
2. Tính sáng tạo của đề tài
Đối với mỗi thang máy khi được ứng dụng đề tài thì có thể chuyển nguồn
năng lượng chưa được khai thác ( sang điện năng thông qua việc lắp
đặt thêm một máy phát. Nguồn điện từ máy phát có thể được tích hợp lại vào
hệ thống acqui để sử dụng cho các mục đích hữu ích khác.
Trong đề tài này em còn tính đến việc kết nối dòng điện của các máy phát
trong một cụm thang máy của một tòa nhà với nhau và toàn bộ các máy phát
trong một khu nhà cao tầng với nhau thành một hệ thống nhằm khai thác
hiệu quả hơn nguồn năng lượng này.
3. Lợi ích mang lại từ việc ứng dụng đề tài vào thực tế
Lợi ích trước tiên mà đề tài mang lại khi được áp dụng vào thực tiễn là sự
tiết kiệm năng lượng. Hiện nay ở Việt Nam và trên thế giới có rất nhiều các
tòa nhà sử dụng thang máy, mà thang máy luôn đi lại tấp nập, hơn nữa sự
chênh lệch về khối lượng giữa bên cabin và bên đối trọng là lớn, từ đó nếu
đề tài được áp dụng vào thực tế thì sẽ thu được một nguồn năng lượng đáng
kể.
Lượng năng lượng được tái tạo này có thể dùng làm nguồn điện dự trữ
cho thang máy. Từ đó tạo cảm giác an toàn cho người sử dụng, khi tòa nhà
bị mất điện mà đèn chiếu sáng, quạt thông gió trong thang máy vẫn hoạt
động bình thường. Ngoài ra cũng vừa có thể đóng góp vào dự trữ năng
lượng cho tòa nhà nếu nguồn năng lượng được tái tạo đủ lớn.
III. Quá trình nghiên cứu
1. Nội dung đã nghiên cứu
1.1. Bức tranh năng lượng thế giới
Ngày nay sự khủng hoảng về năng lượng và hiện tượng ấm lên toàn cầu
đang là vấn đề cấp bách và thu hút sự quan tâm của tất cả các nhà khoa học
cũng như Chính Phủ các quốc gia trên khắp thế giới. Qua đó nhu cầu sử

dụng nhiên liệu hóa thạch đang ngày càng gia tăng. Nguồn năng lượng này
tuy dồi dào nhưng trước sự bùng nổ về nhu cầu sử dụng tại các quốc gia
đang phát triển như Trung Quốc, Ấn Độ đang dần trở nên cạn kiệt. Các cuộc
chiến tranh giành nguồn tài nguyên thiên nhiên đang có xu hướng gia tăng
trên khắp thế giới. Kéo theo đó là hiện tượng ấm lên toàn cầu do lượng khí
thải CO
2
gây ra.
Bên cạnh nhiên liệu hóa thạch truyền thống một dang năng lượng mới của
tương lai thân thiện với môi trường và có thể sử dụng vĩnh viễn đang ngày
càng được ứng dụng rộng rãi tại các quốc gia phát triển trên thế giới. Đó là
nguồn năng lượng tái tạo.
Ảnh III.1: Dự báo nguồn tiêu thụ năng lượng đến năm 2100[1]
Qua ảnh trên cho thấy trong khoảng 100 năm nữa nguồn năng lượng tái
tạo sẽ trở nên phổ biến và từng bước thay thế nguồn năng lượng hóa thạch
truyền thống. Kể đến năng lượng tái tạo bao gồm năng lượng mặt trời, năng
lượng gió, năng lượng sinh học, sinh khối và năng lượng từ sức nước.

Qua quá trình tìm hiểu về tình hình sử dụng năng lượng trên thế giới, em
nhận thấy đề tài nghiên cứu của mình là phù hợp với xu hướng sử dụng năng
lượng trong tương lai. Năng lượng được tái tạo trong chuyển động của thang
máy là năng lượng sạch và có thể sử dụng vào mục đích phù hợp.
Ảnh III.3: Trang trại gió tại Lübz, Đức [3]
Ảnh III.2: Cánh đồng thu năng lượng mặt trời tại Nevada, USA [2]
1.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của thang máy
Thang máy ngày càng được sử dụng rộng rãi do nhu cầu di chuyển nhanh
chóng và thuận tiện của người sử dụng. Đối với những tòa nhà cao tầng như
khách sạn, chung cư cao cấp thì việc sử dụng thang máy là điều hiển nhiên.
Ngoài mục đích vận tải hành khách dân dụng thang máy còn có rất nhiều
loại khác như thang tải thực phẩm, thang máy dùng trong xây dựng cùng

với đó là các hãng thang máy nổi tiếng như Mitsubishi, Otis, Nippon, Mặc
dù vậy, chúng đều có những điểm chung về cấu tạo và nguyên lý hoạt động.
Qua việc tìm hiểu trên Internet và một buổi thực tế tại tòa nhà Nam
Cường dưới sự hướng dẫn của hai cán bộ kĩ thuật của công ty thang máy
Mitsubishi, em nhận thấy các thang máy đều có các nguyên tắc sau đây:
1.2.1. Về đặc điểm vận hành:
Thời gian của chu kì vận chuyển là nhỏ, tần suất vận chuyển lớn, các công
trình từ 6 tầng trở lên đều được lắp đặt thang máy. Tốc độ thang máy phụ
thuộc vào mục đích sử dụng. Thông thường vận tốc thang máy đối với các
tòa nhà cao tầng được tính như sau:
Trong đó
: Số tầng của tòa nhà
: Vận tốc thang máy
Đối với chung cư thì vận tốc bằng một nửa vận tốc so với các tòa nhà cao
tầng do số lượng người trong chung cư lớn, quá trình vận chuyển thang dừng
liên tục. Đối với khách sạn thì tốc độ thang máy được tính như sau
Trong các bệnh viện thang máy không để với tốc độ nhanh quá tránh việc
gây chóng mặt và nguy hiểm cho bệnh nhân. Thường để tốc độ 30-60 m/
phút[2]
1.2.2. Về cấu tạo gồm:
Trong hình trên các thành phần cấu tạo cơ bản của thang máy chơ khách
đã được nêu rõ. Qua đó sau đây hệ thống cân bằng của thang máy sẽ được đi
sâu vào tìm hiểu. Chính ở hệ thống này mà năng lượng thừa, để tận dụng
cho việc tái tạo năng lượng, được sản sinh ra.
1.2.3. Về hệ thống cân bằng của thang máy:
Thang máy đơn giản có thể hình dung là một hệ ròng rọc. Trong đó đối
trọng, cáp nâng, cáp điện hay cáp xích là các bộ phận cân bằng với trọng
lượng cabin và tải trọng nâng. Sau đây các thành phần của hệ thống cân
bằng sẽ được phân tích rõ ràng
Ảnh III.4: Cấu tạo thang máy [5]

Xích và cáp cân bằng:
Thang máy có chiều cao nâng trên 45m thì phải đặt thêm xích cân bằng để
bù lại phần trọng lượng của dây cáp bị chuyển sang nhánh bênh kia, để đảm
bảo momen tải tương đối ổn định trên puli ma sát.
Xích cân bằng dùng cho thang máy có tốc độ < 1,4m/s. Với thang máy có
tốc độ cao,dùng cáp cân bằng cùng với thiết bị kéo căng cáp cân bằng để cáp
cân bằng không bị xoắn. Tại thiết bị kéo căng cáp cân bằng phải có tiếp
điểm điện an toàn để ngắt mạch điều khiển khi độ căng cáp cân bằng quá lớn
hoặc cáp cân bằng bị dãn. Có ba cách mắc hệ thống cáp cân bằng như sau
Ảnh III.5: Sơ đồ các hệ thống cân bằng[3]
C: Cabin
Đ: Đối trọng
GT: Giếng thang
CN: Cáp nâng
CĐ: Cáp điện
X: Xích cân bằng
CB: Cáp cân bằng
KC: bộ phận kéo căng cáp cân bằng
Cách 1: Hình a và b: cabin- đối trọng: cáp hoặc xích cân bằng mắc với
cabin và đối trọng. Khi cabin đi lên, trọng lượng cáp nâng chuyển dần từ
nhánh treo cabin sang nhánh treo đối trọng thì trọng lượng cáp hoặc xích cân
bằng chuyển dần từ nhánh treo đối trọng sang nhánh treo cabin và ngược lại
Ảnh III.6: Cáp bện kép [3]
Được bện từ những sợi thép cacbon tốt (giới hạn
bền kéo 1400-1800N/mm
2
), đường kính từ 0,5-2
hay 3 mm được bện thành cáp bằng các thiết bị
bện chuyên dùng. Cách bện cáp có ảnh hưởng
lớn đến độ bền lâu của cáp. Có ba cách chính là:

Cáp bện xuôi, Cáp bện chéo và cáp bện hỗn hợp
có ưu điểm của cả cáp bện xuôi và cáp bện chéo.
Cáp có tiếp xúc điểm là loại có đường kính các
sợi thép dánh bằng nhau, hai lớp sợi trong dánh
có bước bện khác nhau nên giữa các sợi thép có
tiếp xúc điểm. Do đó khi bị uốn cong các sợi
thép đè lên nhau và giữa các sợi thép có ma sát
lớn làm chúng dễ mòn và đứt từng sợi.
để đảm bảo lực căng của các nhánh cáp nâng treo cabin và đối trọng luôn có
giá trị ổn định.
Cách 2: Hình c: cabin- giếng thang: cáp hoặc xích cân bằng mắc với cabin
và giếng thang. Khi cabin chuyển động thì trọng lượng cáp hoặc xích cân
bằng chỉ bù trừ cho nhánh cáp nâng treo cabin.
Cách 3: Hình d: đối trọng- giếng thang: cáp hoặc xích cân bằng mắc với
đối trọng và giếng thang.
Nhiệm vụ của xích và cáp cân bằng là để đảm bảo mômen tải ổn định trên
puly ma sát khi thang máy làm việc.
Cáp nâng:
Cáp có tiếp xúc đường có các sợi thép bên ngoài với đường kính lớn hơn
để đảm bảo cho cáp lâu bị mỏi và đứt trong quá trình làm việc.
Đặc điểm làm việc: luôn bị kéo căng ngay cả khi thang máy không làm
việc.
Tính toán, chọn và sử dụng cáp: theo yêu cầu và qui định trong tiêu chuẩn
là yếu tố quyết định độ bền, độ an toàn, độ tin cậy của cáp. Cáp nâng được
chọn theo điều kiện:
: Lực căng cáp lớn nhất
: Hệ số an toàn bền của cáp
: tải trọng phá hỏng cáp do nhà sản xuất quyết định
Bộ tời kéo
Tùy theo sơ đồ dẫn động mà bộ tời kéo của thang máy được đặt ở trong

phòng thang máy dẫn động nằm ở phía trên, phía dưới hoặc nằm cạnh giếng
thang. Có hai phương pháp dẫn động là bộ tời kéo dẫn động thủy lực và bộ
tời kéo dẫn động điện. Trong đó thì bộ tời kéo dẫn động điện là thông dụng
hơn cả.
Bộ tời kéo dẫn động điện gồm loại có hộp giảm tốc và loại không có hộp
giảm tốc
Đối với thang máy có tốc độ lớn người ta thường dùng bộ tời kéo không
có hộp giảm tốc. Loại này thường dung động cơ điện một chiều có tốc độ
quay nhỏ và được mắc theo hệ thống máy phát- động cơ, cho phép điều
chỉnh vô cấp tốc độ quay của động cơ, đảm bảo cho cabin chuyển động êm
dịu và dừng chính xác.
Bộ tời kéo với puly ma sát được sử dụng rộng rãi trong các loại thang máy
do có nhiều ưu điểm:
• Do cáp treo cabin và đối trọng chỉ vắt qua các rãnh cáp của puly ma
sát mà bộ tời kéo với puly ma sát có kích thước nhỏ gọn, không phụ
thuộc vào chiều cao nâng của thang máy. Trong nhiều trường hợp,
puly ma sát có thể lắp công xôn trên trục ra của hộp giảm tốc nên quá
trình tháo lắp dễ dàng, tốn ít công sức.
• Làm việc an toàn do có thể treo cabin và đối trọng bằng nhiều sợi cáp
riêng biệt không thể cùng đứt một lúc và khi cabin lên đến điểm trên
cùng, nếu công tắc dừng tầng và công tắc hạn chế hành trình hỏng thì
đối trọng có thể tựa lên giảm chấn ở đáy hố thang, cáp chùng và trượt
trên các ranh của puly ma sát để đảm bảo an toàn.
Abbildung III.7: Bộ tời kéo [3]
Đối trọng là bộ phận chính có
vai trò cân bằng với trọng lượng
của thang máy. Thang máy có
chiều cao nâng không lớn, chọn
đối trọng sao cho trọng lượng
của nó cân bằng với trọng

lượng cabin và với một phần tải
trọng nâng. Thang máy có chiều
cao nâng lớn, trọng lượng dây
cáp là đáng kể thì phải dùng
xích cân bằng để bù lại phần
trọng lượng của dây cáp chuyển
từ nhánh treo cabin sang nhánh
treo đối trọng và ngược lại.
Tuy vậy cáp làm việc với puly ma sát chóng bị mòn hơn so với tang cuốn
cáp. Vì vậy, việc chăm sóc, bảo dưỡng và theo dõi trạng thái mòn của cáp
trong quá trình sử dụng thang máy có ý nghĩa rất lớn.
Đối trọng:
Trọng lượng đối trọng được xác định bằng công thức:
(1)
: Trọng lượng cabin
: Hệ số cân bằng
: Tải trọng nâng lớn nhất của thang máy
Khi trọng lượng đối trọng cân bằng hoàn toàn với trọng lượng cabin và tải
trọng nâng (a=1) nên khi nâng hoặc hạ cabin đầy tải, động cơ của cơ cấu
nâng chỉ cần khắc phục lực cản ma sát và lực quán tính, xong khi cabin
không tải nên động cơ phải khắc phục thêm lực cản đúng bằng tải trọng
nâng Q để hạ cabin (nâng đối trọng). Vậy chọn đối tượng với hệ số cân
Ảnh III.8: Cấu tạo đối trọng thang máy [3]
bằng a sao cho lực cần thiết nâng cabin đầy tải bằng lực để hạ cabin không
tải, như vậy ta có:
(2)
Thay (1) vào (2) ta được hệ số cân bằng a=0.5
Vậy ta có công thức:
(3)
Hay khối lượng của đối trọng bằng khối lượng của cabin cộng 50% khối

lượng tối đa của người thang máy.
1.3. Năng lượng tái tạo
1.3.1. Công thức tính
Qua công thức số (3) cho thấy thông thường luôn có sự chênh lệch khối
lượng giữa hai bên cáp của thang máy vì trọng lượng của đối trọng luôn lớn
hơn trọng lượng của cabin một lượng 0,5*Q. Chính sự chênh lệch khối
lượng này có khả năng sinh ra năng lượng khi di chuyển. Năng lượng dư
thừa thu được, được tính như sau:
(4)
: chênh lệch khối lượng bên cabin và đối trọng
: gia tốc trọng trường
: chênh lệch độ cao mà di chuyển
Từ công thức trên em đã thử ước lượng xem trong một ngày một thang
máy có thể tái tạo được bao nhiêu năng lượng.
Thang máy đối với tòa nhà làm việc cao tầng và những chung cư lớn có
tải trọng từ 900-1000 kg[4]. Qua công thức số (3) cho thấy độ chênh lệch
khối lượng
Quãng đường trung bình ở mỗi lần vận chuyển là 60 m ( tương đương 20
tầng)
Giả sử từ 3- 5 phút có một chuyến thang máy nên 1h sẽ có 15chuyến, 1
ngày 24h thì có khoảng 10h thang máy hoạt động, nên 1 ngày sẽ có tầm 150
chuyến. Xác suất vào 2 trong 6 trường hợp trên là 1/3 nên sẽ có khoảng 50
chuyến khai thác năng lượng tái tạo. Trong đó giả sử có 40% các chuyến là
đầy tải. Từ đó theo công thức số (4) thì mỗi thang máy trong mỗi ngày sẽ có
thể sản sinh ra một lượng năng lượng là
Đây chỉ là năng lượng sinh ra do một thang máy, nếu nối các thang máy
lại với nhau trong một tòa nhà rồi nối các hệ thống giữa các tòa nhà với nhau
thi sẽ sinh ra một lượng điện năng khổng lồ.
1.3.2. Trường hợp sinh ra năng lượng
Tính toán trên cho thấy tiềm năng to lớn của việc tận dụng năng lượng dư

thừa trong chuyển động của thang máy. Tuy nhiên trước được ứng dụng vào
thức tế thì các trường hợp hoạt động của thang máy phải được xem xét
trước. Sẽ có tất cả 6 trường hợp:
Trường hợp Hướng di chuyển
So sánh khối
lượng
Năng lượng tái tạo ?
TH 1
Cabin đi lên
M
C
< M
ĐT
Có
TH 2 M
C
= M
ĐT
Không
TH 3 M
C
> M
ĐT
Không
TH 4
Cabin đi xuống
M
C
< M
ĐT

Không
TH 5 M
C
= M
ĐT
Không
TH 6 M
C
> M
ĐT
Có
M
C
Khối lượng bên cabin
M
ĐT
Khối lượng bên đối trọng
Ở trường hợp 1 và 6 thì chính sự chênh lệch khối lượng cộng với hướng
di chuyển phù hợp làm phát sinh ra lượng năng lượng có thể tái tạo từ
chuyển động của thang máy. Máy phát không hoạt động trong mọi trường
hợp và lượng năng lượng tái tạo sinh ra tuy tồn tại nhưng vẫn chưa được sử
dụng. Vì thế sẽ có hai vấn đề chính ta phải giải quyết:
• Phải phát hiện ra được năng lượng dư thừa vào lúc nào (chênh lệch
khối lượng) bằng một thiết bị nào đó để điều khiển máy phát hoạt
động. Trong vấn đề này chúng ta có thể sử dụng nhiều cách như là sử
dụng cân khối lượng, chiều chuyển động đã được lắp sẫn trong thang
máy hoặc lắp thêm ampe kế để đo mức độ tiêu thụ dòng điện của động
cơ, từ đó xác định được khi nào có năng lượng dư thừa
• Chuyển cơ năng thành điện năng bằng việc lắp thêm cho mỗi thang
máy một máy phát điện tại puli thang máy (bằng lực ma sát giữa puli

và dây cáp) thông qua bộ phận cảm biến li hợp được điều khiển qua
tín hiệu của ampe kế.
1.4. Tiến hành thí nghiệm
1.4.1. Mô hình thí nghiệm
Sau khi đặt ra được hai bài toán chính cần giải quyết, em phác họa mô
hình thang máy đơn giản trên giấy và đi mua dụng cụ để thí nghiệm.Trong
quá trình làm thí nghiệm em đã gặp tương đối nhiều khó khăn vì em sử dụng
các thiết bị đơn lẻ từ máy phát, máy kéo, dây cáp đến những chiếc puli nhỏ
nhất. Sau khi lắp ráp em được mô hình như sau :
Ảnh III.9: Mô hình thí nghiệm
Trong đó :
Thiết bị Thông số kĩ thuật
Khung thang máy 25 cm*20 cm*110 cm
Động cơ kéo 24 V-100 W
Puly 1, Puly 2
∅ 5,5 cm
Puly 3
∅ 3 cm
Puly 4
∅ 4,5 cm
Bộ ly hợp gồm bộ từ và hai Puly
∅ 5,5 cm
Bộ điều tốc Tỉ lệ 55 răng :11 răng
Máy phát 24 V-50 W
Bóng đèn phụ tải 20 V-12 W
Ampe kế 1 chiều Tối đa 10 A
Một hệ thang máy bình thường được cấu tạo đơn giản từ hệ thống hố
thang máy, cáp treo, động cơ kéo và hai Puly 1, Puly 2. Hệ thống máy phát
có thể nối trực tiếp vào Puly 2, nhưng do muốn can thiệp ít nhất vào hệ
thống thang máy nguyên bản nên hệ thống máy phát sẽ được nối gián tiếp

với Puly 2 qua bộ truyền chuyển động gồm Puly 3 và Puly 4.
Một trong các vấn đề đã nêu ra là phải xác định được khi nào thì máy phát
hoạt động (trường hợp 1 và 6), khi nào thì thang máy hoạt động bình thường
(các trường hợp còn lại). Chính vì thế phải sử dụng ở đây một thiết bị nhằm
xác định trường hợp mà thang máy đang vận hành. Hiện tại em đang cân
nhắc giữa hai giải pháp :
Có thể dùng một cảm biến khối lượng đặt trong thang máy. Khi sự chênh
lệch khối lượng là đủ lớn và hướng di chuyển là phù hợp để sinh ra năng
lượng thì cảm biến sẽ thông báo cho bộ từ của li hợp để kết nối hai puly của
bộ li hợp lại với nhau để truyền chuyển động từ Puly 4 vào bộ điều tốc rồi từ
đó đến máy phát để chuyển từ cơ năng sang điện năng.
Một giải pháp khác là dùng một Ampe kế mắc vào động cơ. Trong trường
hợp sinh năng lượng (trường hợp 1 và 6) thì thực ra động cơ hoạt động để
kiểm soát tốc độ thang máy, qua đó lượng điện năng tiêu hao sẽ giảm xuống
còn rất nhỏ so với trường hợp động cơ hoạt tải. Sự thay đổi này sẽ được
Ampe kế xác định để từ đó đưa ra quyết định là có thể dùng để sinh năng
lượng được không. Nếu được thì cảm biến sẽ thông báo với bộ từ liên hợp
và quá trình diễn ra như đối với cảm biến khối lượng.
Em mới thử nghiệm với giải pháp thứ hai là lắp Ampe kế thì trong trường
hợp thu năng lượng có thể nhân thấy rõ chỉ số của ampe kế dịch dần về 0
qua đó chứng tỏ giáp pháp này là khả thi.
1.4.2. Vấn đề gặp phải
Quá trình lắp ráp mô hình tốn rất nhiều thời gian vì nhiều công sức. Sau
khi lắp ráp thì lúc đầu máy phát không thể quay do tải của máy phát quá
nặng, mà máy kéo yếu nên khi ăn tải puli không quay nổi làm dây bị trượt.
Qua quá trình tìm tòi em đã tìm ra giải pháp đó là giảm số bánh rang trong
bộ phận chuyển đổi vận tốc ở trong máy phát. Tăng đường kính puli bên trên
và giảm đường kính puli bên dưới. Qua đó tải của máy phát được giảm đi
đáng kể và có thể hoạt động trơn tru để sinh năng lượng.
1.4.3. Kết quả đã đạt được

Qua quá trình tìm hiểu về cách thức hoạt động của thang máy giúp em thu
gặt được thêm nhiều kiến thức mới và từ đó áp dụng vào thực hành trên mô
hình thí nghiệm.
Mô hình thí nghiệm còn đơn sơ nhưng đã mô tả được những thành phần
chính trong cấu tạo thang máy dân dụng và ý tưởng tái tạo năng lượng từ
chuyển động của thang máy.
Năng lượng do máy phát sinh ra có thể phát sáng bóng đèn chứng tỏ việc
sử dụng nguồn năng lượng dư thừa này là hoàn toàn khả thi.
2. Nội dung nghiên cứu tiếp
Mô hình thí nghiệm hiện tại đã chứng minh tính khả thi của đề tài, tuy nhiên
vẫn cần nhiều nghiên cứu tiếp theo. Trước tiên em sẽ cố gắng hoàn chỉnh
thêm mô hình thang máy hiện tại, như thiết kế hệ thống phanh, đường ray
trượt cho khung thang máy…
Giải pháp dùng Ampe kế để xác định trường hợp có thể sử dụng máy phát
đã được thử nghiệm. Bước tiếp theo em sẽ thử với giải pháp dùng cảm biến
tải trọng, từ đó so sánh giữa hai giải pháp để tìm ra lời giải tối ưu.
Tiếp theo em sẽ sử dụng thiết bị đo đạt để tính toán ra lượng điện năng chính
xác mà máy phát sinh ra, từ đó tính ra hiệu năng của toàn quá trình.
Sau khi mô hình thí nghiệm và tính toán với một hệ thang máy đã hoàn
chỉnh. Bước tiếp theo em sẽ tính toán điện năng thu được khi các hệ thang
máy được đấu nối với nhau. Từ đó tính ra năng lượng thu được khi áp dụng
ý tưởng đối với một tòa nhà gồm nhiếu hệ thang máy. Sau đó có thể tiến tới
cho cả một khu vực rộng lớn gồm nhiều tòa nhà. Qua đó em tin rằng lượng
năng lượng thu được sẽ thực sự đáng kể và hoàn toàn hữu ích.
IV. Kết luận
Quá trình nghiên cứu đang đi đúng hướng nhưng cần mở rộng nghiên cứu
sâu hơn nữa để tăng tính khả dụng của đề tài, bằng những tính toán cho thấy
thấy tiềm năng khai thác năng lượng tái tạo từ sử chuyển động của thang
máy trên lý thuyết và bước đầu trên mô hình thí nghiệm đơn giản là hoàn
toàn khả thi. Từ đó tạo điều kiện cho những nghiên cứu tiếp theo trên mô

hình chi tiết và xa hơn nữa là trên mô hình thang máy thật.
Nếu có khả năng áp dụng vào thực tiễn thì việc tái tạo năng lượng từ
chuyển động của thang máy sẽ mang lại nhiều lợi ịch hoàn toàn thực tế, phù
hợp với thời đại hiện tại, thời đại sử dụng năng lượng tiết kiệm và thông
minh.
Tài liệu tham khảo
[1]. WBGU. German Advisory Council on Global Change .
[Online] 11 2014. [Cited: 11 24, 2014.]
/>3/wbgu_jg2003_engl.pdf.
[2]. LỰA CHỌN TỐC ĐỘ THÍCH HỢP CHO THANG MÁY. Thang máy Gia Định. [Online] [Cited: 11
23, 2014.] />cho-thang-may.html.
[3]. Chính, Pgs.Ts. Vũ Liêm. Thang máy cấu tạo lựa chọn lắp đặt và sử dụng. Hà Nội : NHÀ XUẤT
BÁN KHOA HỌC VẦ KỸ THUẬT, 2004.
[4]. Lựu chọn thông số thang và tải trọng. thangmaychohang.vn. [Online] 7 2013. [Cited: 11 24,
2014.] />[5]. GeeJo. Renewable energy. Wikipedia. [Online] 10 2011.
/>[6]. Hertzog, Philipp. Năng lượng tái tạo. Wikipedia. [Online] 10 2013. [Cited: 11 23, 2014.]
/>[7]. thành phần cấu tạo thang máy. vinabrand. [Online] 2014. />1248-cong-ty-thang-may-thanh-phan-cau-tao-thang-may.html.