永續校園計畫-奎山中學腳踏車水力發電環保教學教具設計－Weijen的空間事務所

永續校園計畫

台北市奎山中學腳踏車水力發電環保教學教具設計

科學教學教具設計----水力發電

學校單位: 台北市私立奎山中學
概念發起者: 王董事長
教具設計製造: 連維仁/采聯設計工程
設計概念:

1. 水力發電設施以腳踏車為原型主體
2. 以學校屋頂排水系統所收集的水為動力
3. 除了雨天自行發電外, 平常教學說明時有輔助水源啟動水車
4. 經過水車後的水盡量收集再利用
5. 由於設施靠近學生活動區, 因此須有基本保護設施, 以保護學生及設備安全
6. 發電量以計量錶或燈具呈現
7. 美觀與功能並重

這是一個很有趣的設計案, 第一次討論設計時是在2009年3月時, 第一次草圖提出時是當年6月.

基本設計流程

Waterwheel Generator P&ID

第一次提案時, 為了盡可能取得最大發電量, 以現有之屋頂排水管直接考量設計, 提出單輪車概念, 但未能符合對王董事長的構想.

第一次提案

Waterwheel Elevation B Model

董事長希望從孩子的心和夢想出發, 設計一套教具能說明屋頂的水, 在流向大海前能發電利用. 而發電的工具是自己報廢腳踏車的再生利用. 所以產生了這設計成果.

機組立面圖

Waterwheel Support E Model

比起以腳踏車為原型主體, 單一設計水車發電機是較容易的. 在改造過程中, 深深體會現代腳踏車設計製造工藝的完美.

設計過程心得:

1. 腳踏車”倒退嚕”會卡住腳踏板: 正因如此, 所以給我們有機會鎖上發電機組
2. ”倒退嚕”會容易”落輪”: 所以鏈條必須迫緊, 不同於變速車鍊條
3. 兩腳踏板須完全切除, 才不會影響運轉平衡
4. 校園設施安全防護非常重要, 除了考慮不讓學生受傷外, 還要避免球類直接撞擊, 在試運轉期間, 機組已被籃球, 足球, 排球甚至直徑6公分石頭撞擊過.
5. 防銹工作會是將來維護重點

幕後花絮:

奎山中學位於台灣台北石牌, 是天母地區有名的私立中小學. 學校風氣非常好, 幾乎是全英語教學. 沒有大門, 但有一小小的正門在馬路邊, 彷彿與世隔絕般. 好像只有知道它好的家長才知道這學校, 說真的! 它好像是哈利波特故事中, 隱藏於天母的學校!

水車安裝前校園現場照片