我的學校：發電「秘笈」
【明報專訊】王樂仁說，「旋轉發電門」靈感來自公園的充電單車設施，市民可一邊健身，一邊為電子設備充電，但充電單車需持續踏踩發電，套用於商場供電不太可行。後來，他們觀察到商場不斷有人進出，便打算利用推門動能發電，為商場燈泡供電。
推門發電
當顧客推動「旋轉發電門」，會驅使齒輪轉動，使發電摩打轉動發電。
「旋轉發電門」產出的電力，部分輸至鋰電池儲存，其餘用以點亮燈泡。黃以樂說，設計利用旋轉慣性，當顧客推門時，旋轉門會讓齒輪多走幾步，發動更多電力。
旋轉門每走一圈，可使摩打走304圈，同學估算每推門一次發電量為1.2瓦特(W)，預計商場非繁忙日推門次數約5000次，發電量達6000瓦特(1.2×5000=6000W)；繁忙日推門次數約1萬次，發電量達12,000瓦特(1.2×10000=12000W)。若以每年120天繁忙日、240天非繁忙日計算，全年發電量共288萬瓦特(120×12000+240×6000=2880000W)，按機電工程署一個慳電膽所需電量12瓦特計算，旋轉發電門每年可供24萬個慳電膽照明。
鋰電池儲電
陳哲曦說原本設計沒有鋰電池，惟第一輪比賽評審建議加添鋰電池儲電，即使沒有人推門，仍有電力儲備啟動照明。
鋰電池全稱鋰離子電池，運用鋰離子在正負極間的移動與嵌入儲存電能。鋰電池結構分正極、負極、電解液和隔離膜4部分，充電時，鋰離子經電解液離開正極，並釋出電子，鋰離子會經電解液傳遞至負極，電子則經外電路從正極移到負極的碳層儲存。放電時鋰離子會脫離負極，再經電解液傳遞回到正極。
■STEAM百科
齒輪運作原理跟槓桿原理相同。齒輪軸心等於槓桿的支點，齒輪的半徑等於槓桿的施力臂，軸心半徑就是槓桿的抗力臂。齒輪施力時，齒輪施力臂較長，較為省力。
大齒輪轉動一圈等同小齒輪轉動數圈，因此，若我們希望齒輪轉速變快，便會以大齒輪推動小齒輪轉動。然而，要推動大齒輪所花的力氣，比推動小齒輪大，故使用小齒輪推動大齒輪，雖然費時，但省力。
麥涵智說，僅靠兩個齒輪，需耗較大力氣推動旋轉門發電。因此，他們在齒輪與發電摩打之間，再添加一個直徑較大的木製齒輪(圖e)，減少阻力，從而推動旋轉門，驅使摩打發電。
■價值觀
集思廣益
同學在視像會議溝通、構思和設計旋轉發電門。麥涵智說過程全靠集思廣益，一人拋出想法後，其餘3人提出意見，將想法延伸至可行方案。
文：方綺婷
圖：劉焌陶
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[常識學堂 第271期]
