RU2534329C2 - Multifunctional stand-alone hybrid charging station - Google Patents
Multifunctional stand-alone hybrid charging station Download PDFInfo
- Publication number
- RU2534329C2 RU2534329C2 RU2012117685/06A RU2012117685A RU2534329C2 RU 2534329 C2 RU2534329 C2 RU 2534329C2 RU 2012117685/06 A RU2012117685/06 A RU 2012117685/06A RU 2012117685 A RU2012117685 A RU 2012117685A RU 2534329 C2 RU2534329 C2 RU 2534329C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blades
- confuser
- charging station
- solar
- tower
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Description
Многофункциональная автономная гибридная электрозарядная станция (МАГЭЗС) относится к возобновляемым источникам энергии Солнца, ветра и тепла Земли и предназначена для выработки электроэнергии с целью электрической зарядки гибридных, электрических и имеющих маховичные накопители энергии автомобилей. МАГЭЗС может быть использована в качестве автономной электростанции в интересах бытовых и производственных потребителей, а также обеспечения мониторинга погоды и состояния окружающей среды.Multifunctional Autonomous Hybrid Electric Charging Station (MAGES) refers to renewable energy sources of the Sun, wind and heat of the Earth and is designed to generate electricity for the purpose of electric charging of hybrid, electric and flywheel energy storage vehicles. MAGES can be used as an autonomous power station in the interests of domestic and industrial consumers, as well as providing weather and environmental monitoring.
Известна солнечная энергетическая установка [патент RU №2141606, 20.06.1996 г.][1], содержащая приемник солнечного излучения с фокусировочным устройством, полупроводниковые преобразователи, систему охлаждения с парогенератором. Недостатком этого изобретения является выработка электроэнергии только в дневное время, наличие сложного устройства парогенератора с трущимися деталями, что со временем приведет к их износу и потере работоспособности, кроме того, устройство требует постоянного технического облуживания и ремонта.Known solar power plant [patent RU No. 2141606, 06/20/1996] [1], containing a solar radiation receiver with a focusing device, semiconductor converters, a cooling system with a steam generator. The disadvantage of this invention is the generation of electricity only in the daytime, the presence of a complex device of a steam generator with rubbing parts, which over time will lead to their wear and loss of operability, in addition, the device requires constant technical maintenance and repair.
Известно изобретение [патент RU №2395758, 27.07.2010г.][2], относящееся к солнечным энергетическим установкам с концентраторами солнечного излучения и системами слежения, применяемыми в составе электростанций, предназначенных для выработки электроэнергии путем фотоэлектрического преобразования солнечной энергии. Солнечная электростанция включает в себя массив непрерывно следящих за солнцем фотоэлектрических установок, размещаемых в виде прямоугольной решетки с ориентацией с севера на юг и с запада на восток. Недостатком этого изобретения является большая площадь, занимаемая фотоэлектрическими преобразователями, невозможность выработки электроэнергии в пасмурную погоду и в ночное время.The invention is known [patent RU No. 2395758, 07/27/2010] [2] relating to solar power plants with solar concentrators and tracking systems used in power plants designed to generate electricity by photovoltaic conversion of solar energy. The solar power plant includes an array of continuously watching the sun photovoltaic installations placed in the form of a rectangular grid with orientation from north to south and from west to east. The disadvantage of this invention is the large area occupied by photovoltaic converters, the inability to generate electricity in cloudy weather and at night.
Известна полезная модель [патент RU №106309 от 10.07.2011 г.][3], содержащая: башню в виде конфузора-диффузора; круговой солнечно-вихревой концентратор, имеющий не менее двух входных окон; внешнюю роторную ветроэнергетическую установку с вертикальными и горизонтальными лопастями; внутренний лопастной ветродвигатель; тихоходный магнитоэлектрический генератор; тепловую насосную станцию; кольцевой магнит радиальной намагниченности, который установлен на верхней кромке башни; силовые элементы крепления внешней роторной ветроэнергетической установки и внутреннего лопастного ветродвигателя. Недостатком данной полезной модели является тот факт, что окрашенная высокоселективной краской внешняя поверхность башни служит только для нагревания восходящего потока воздуха внутри башни и не предусматривается выработка электроэнергии от солнечного излучения. Кроме того, внутренний лопастной ветродвигатель может эффективно вырабатывать электроэнергию при скорости восходящего потока воздуха внутри башни в пределах 8-12 м/с, которая достигается при абсолютной разности температуры нижней и верхней частей башни в 40°-45°C, что в жаркое время года при температуре окружающего воздуха более 30° не всегда можно достичь. Следует также отметить, что горизонтальные лопасти внешней роторной ветроэнергетической установки недостаточно полно воспринимают выходящий поток воздуха из диффузора башни, так как достаточно удалены от верхней кромки диффузора.A known utility model [patent RU No. 106309 of 07/10/2011] [3], comprising: a tower in the form of a confuser-diffuser; circular vortex solar concentrator having at least two input windows; external rotor wind power installation with vertical and horizontal blades; internal blade wind turbine; low-speed magnetoelectric generator; heat pump station; ring magnet of radial magnetization, which is mounted on the top edge of the tower; power elements of the fastening of the external rotor wind power installation and the internal blade wind turbine. The disadvantage of this utility model is the fact that the outer surface of the tower, painted with highly selective paint, serves only to heat the upward flow of air inside the tower and does not provide for the generation of electricity from solar radiation. In addition, the internal blade wind turbine can efficiently generate electricity at an upward flow velocity of air inside the tower within 8-12 m / s, which is achieved with an absolute temperature difference of the lower and upper parts of the tower of 40 ° -45 ° C, which is in the hot season at an ambient temperature of more than 30 ° it is not always possible to achieve. It should also be noted that the horizontal blades of the external rotor wind power installation do not fully receive the outgoing air flow from the tower diffuser, since they are far enough from the upper edge of the diffuser.
Известно изобретение [патент RU №2440543 от 20.01.2012 г.][4], работающее на использовании альтернативных источников энергии (энергии солнечного излучения, тепла Земли и ветра) и содержащее: кофузоры, объединенные в круговой сопловой блок из 6-16 и более сопрягаемых солнечных коллекторов; башню, окрашенную черной высокоселективной краской, служащей для подогрева вертикального воздушного потока; устройства загрузки, размещения и выгрузки сыпучего материала; ветроэнергетическую установку роторного типа с вертикальной осью вращения; турбину и электрогенератор, служащие для преобразования энергии воздушного потока и энергии ветра в электрическую энергию, которая используется для снабжения накапливаемыми энергоресурсами других объектов агропромышленного комплекса. Одновременно, эта установка может являться источником альтернативной энергии и автономно снабжать накапливаемыми энергоресурсами другие объекты. Основным недостатком данного изобретения является низкая эффективность галечного аккумулятора тепловой энергии в зимние месяцы года, отсутствие фотоэлектрических солнечных модулей на внешней стороне башни в целях более полного использования солнечного излучения для выработки электроэнергии.The invention is known [patent RU No. 2440543 of 01.20.2012] [4], operating on the use of alternative energy sources (energy of solar radiation, heat of the Earth and wind) and containing: cofusers combined in a circular nozzle block of 6-16 or more mating solar collectors; a tower painted with black highly selective paint, which serves to heat the vertical air flow; devices for loading, placing and unloading bulk material; rotor-type wind power plant with a vertical axis of rotation; a turbine and an electric generator used to convert the energy of the air flow and wind energy into electrical energy, which is used to supply the accumulated energy resources of other objects of the agro-industrial complex. At the same time, this installation can be a source of alternative energy and autonomously supply other objects with accumulated energy resources. The main disadvantage of this invention is the low efficiency of the pebble battery of thermal energy in the winter months of the year, the absence of photovoltaic solar modules on the outside of the tower in order to more fully use solar radiation to generate electricity.
Общим недостатком полезной модели [3] и изобретения [4] является: недостаточная эффективность использования солнечного излучения на теневой стороне башни; солнечно-вихревой концентратор (круговой сопловой блок) служит только для нагрева воздуха и формирования вихря внутри башни. Применение в этих конструкциях фотоэлектрических панелей не предусмотрено.A common disadvantage of the utility model [3] and invention [4] is: insufficient efficiency of using solar radiation on the shadow side of the tower; The solar-vortex concentrator (circular nozzle block) serves only for heating air and forming a vortex inside the tower. The use of photovoltaic panels in these designs is not provided.
Из уровня техники также известна солнечно-энергетическая установка (СЭУ) [SU №1687113 от 30.10.1991 г.] [5], в которой наряду с солнечными батареями используется ветровой двигатель. СЭУ вырабатывает днем электроэнергию и передает ток на статический преобразователь, а ветровой двигатель (ВД) вырабатывает электроэнергию при наличии ветра как днем, так и ночью и передает ее на статический преобразователь. СЭУ и ВД могут работать раздельно. Основным недостатком данного технического решения является отсутствие выработки ВД электроэнергии в любое время суток при скорости ветра менее 3 м/с. Следует отметить, что для средней полосы России большинство известных конструкций ветродвигателей начинают вырабатывать электроэнергию при скорости ветра более 7 м/с.The prior art also known solar power installation (SEU) [SU No. 1687113 from 10.30.1991] [5], in which, along with solar panels, a wind engine is used. An SEU generates electricity in the daytime and transmits current to a static converter, and a wind engine (VD) generates electricity in the presence of wind both day and night and transfers it to a static converter. SEU and VD can work separately. The main disadvantage of this technical solution is the lack of electricity VD generation at any time of the day at a wind speed of less than 3 m / s. It should be noted that for the middle strip of Russia, most of the known designs of wind turbines begin to generate electricity at a wind speed of more than 7 m / s.
В качестве прототипа принят патент [3] как наиболее близкий по техническому решению и сущности, а также по достигаемому результату к данному изобретению.As a prototype, a patent [3] was adopted as the closest in technical solution and essence, as well as in the achieved result to this invention.
Технической задачей изобретения является: максимально полезное использование энергии солнечного излучения, ветра и Земли в целях получения независимо от погоды и времени суток бесплатной электроэнергии для зарядки аккумуляторных батарей гибридных и электрических автомобилей; питания электроэнергией других приборов и устройств МАГЭЗС, обеспечивающих мониторинг окружающей среды и электрический баланс электроэнергии и уровня зарядки аккумуляторных батарей; получение горячей воды за счет съема тепла с коллектора из медных труб. Совместное использование энергий Солнца, ветра и Земли предполагает обеспечение круглогодичной автономной работы МАГЭЗС.An object of the invention is: the most useful use of the energy of solar radiation, wind and the Earth in order to obtain, regardless of the weather and time of day, free electricity for charging rechargeable batteries of hybrid and electric cars; power supply of other devices and devices of MAGEZS, providing environmental monitoring and electric balance of electric power and battery charge level; receiving hot water due to heat removal from the collector from copper pipes. The joint use of the energies of the Sun, wind and the Earth implies ensuring the year-round autonomous operation of the MAGES.
Указанный технический результат достигается:The specified technical result is achieved:
- путем создания в любое время суток года постоянного вихревого потока воздуха внутри БКД с помощью кругового криволинейного конфузора-завихрителя, который работает также в роли солнечного коллектора для подогрева воздуха на входе в БКД;- by creating at any time of the day of the year a constant vortex air flow inside the BCD using a circular curvilinear confuser-swirl, which also acts as a solar collector for heating the air at the entrance to the BCD;
- использованием теплового насоса, обеспечивающего подогрев воздушного потока внутри кругового криволинейного конфузора-завихрителя за счет теплообмена между медными трубопроводами спирального коллектора с горячим теплоносителем и медным (алюминиевым) основанием кругового криволинейного конфузора-завихрителя;- using a heat pump that provides heating of the air flow inside the circular curvilinear confuser-swirler due to heat exchange between the copper pipelines of the spiral collector with hot coolant and the copper (aluminum) base of the circular curvilinear confuser-swirler;
- расположением в нижней части (плоскости) БКД конусного завихрителя с навитыми на его внешней поверхности медными трубопроводами для теплоносящей жидкости и наличием щелевого завихрителя, расположенного на расстоянии не менее 1 м от критического сечения, что позволяет удерживать и стабилизировать вихрь внутри БКД;- the location in the lower part (plane) of the BCD of a conical swirler with copper pipelines wound on its outer surface for the heat-transfer fluid and the presence of a slit swirl located at least 1 m from the critical section, which allows you to hold and stabilize the vortex inside the BCD;
- расположением в верхней части БКД на расстоянии 1 м от критического сечения аксиально-лопаточного завихрителя с криволинейными лопатками;- the location in the upper part of the BCD at a distance of 1 m from the critical section of the axial-blade swirl with curved blades;
- применением тандемных фотосолнечных модулей (ТФСМ), представляющих собой тонкую пленку нового поколения, выполненную из аморфного кремния (a-Si) и скомбинированную с микропрозрачной кремниевой тонкой пленкой (µc-Si) в единый тандемный модуль (a-Si/µc-Si). При производстве ТФСМ по новой тандемной технологии используются два слоя пленок - тонкая пленка из аморфного кремния и микропрозрачная кремниевая пленка, которые наносятся на стеклянное основание. Слой аморфного кремния преобразует в электрическую энергию видимую часть спектра солнца, а микропрозрачная пленка преобразует энергию солнца невидимого инфракрасного спектра (источник информации [6] http://www.corporation22.com);- the use of tandem photo-solar modules (TFSM), which is a new generation thin film made of amorphous silicon (a-Si) and combined with a micro-transparent silicon thin film (μc-Si) into a single tandem module (a-Si / μc-Si) . In the production of TFSM according to the new tandem technology, two layers of films are used - a thin film of amorphous silicon and a micro-transparent silicon film, which are applied to the glass base. A layer of amorphous silicon converts the visible part of the spectrum of the sun into electrical energy, and a micro-transparent film converts the energy of the sun to the invisible infrared spectrum (source of information [6] http://www.corporation22.com);
- воздействием солнечным излучением на ТФСМ, которые служат верхней крышкой кругового коллектора-завихрителя, при этом вырабатывается электроэнергия и одновременно подогревается воздух, обеспечивая создание тяги вихревого потока внутри БКД;- exposure to TPSM, which serve as the top cover of the circular collector-swirler, by solar radiation, while electricity is generated and air is simultaneously heated, ensuring the creation of a vortex flow draft inside the BCD;
- преобразованием энергии вихревого потока в электрическую энергию с помощью внутренней ветроэнергетической установки с лопастями встречного вращения, связанными с внешним и внутренним роторами, что обеспечивается аэродинамическим ориентированием ветролопастей этих роторов;- the conversion of the energy of the vortex flow into electrical energy using an internal wind power installation with counter-rotation blades associated with the external and internal rotors, which is ensured by the aerodynamic orientation of the wind blades of these rotors;
- наличием не менее двух горизонтальных внешних ветролопастей, закрепленных через обгонную муфту на оси внутреннего ротора внутреннего ветродвигателя встречного вращения;- the presence of at least two horizontal external wind blades fixed through an overrunning clutch on the axis of the internal rotor of the internal counter-rotation wind turbine;
- расположением горизонтальных внешних лопастей непосредственно на выходе диффузора;- the location of the horizontal external blades directly at the outlet of the diffuser;
- наличием жесткой связи в виде стержней прямоугольной конфигурации между концами горизонтальных внешних лопастей и горизонтальными лопастями ВРВЭУ, закрепленными на верхнем подвижном кольце опорного подшипника;- the presence of a rigid connection in the form of rods of a rectangular configuration between the ends of the horizontal outer blades and the horizontal blades of the VREVU mounted on the upper movable ring of the thrust bearing;
- наличием на концах лопастей встречного вращения постоянных магнитов с чередующимися полюсами и обмоток катушек, расположенных напротив этих магнитов на внешней и внутренней поверхностях критического сечения БКД;- the presence at the ends of the blades of the opposite rotation of the permanent magnets with alternating poles and windings of coils located opposite these magnets on the outer and inner surfaces of the critical section of the BCD;
- размещением на внешней поверхности БКД ТФСМ, вырабатывающих электроэнергию при солнечном освещении, а излишки тепла через медные подложки ТФСМ подогревают воздух внутри БКД, обеспечивая тягу внутри БКД;- placement on the external surface of the BFM TFSM generating electricity in sunlight, and excess heat through the copper substrates of the TFSM heat the air inside the BCD, providing traction inside the BCD;
- применением гелиопрожекторов для освещения теневой стороны кругового криволинейного конфузора-завихрителя и БКД, чем обеспечивается максимальное использование солнечной энергии в светлое время суток;- the use of solar projectors to illuminate the shadow side of a circular curvilinear confuser-swirler and BKD, which ensures maximum use of solar energy in the daytime;
- наличием помещений для зарядки и хранения заряженных аккумуляторов в целях дальнейшего их использования для нужд МАГЭЗС;- the availability of premises for charging and storage of charged batteries for the purpose of their further use for the needs of the MAGES;
- установкой датчиков температуры и света, обеспечивающих надежную оптимальную работоспособность МАГЭЗС.- installation of temperature and light sensors providing reliable optimal operability of MAGEZS.
Заявленное изобретение поясняется чертежами: фиг.1 - общий вид МАГЭЗС сбоку; фиг.2 - расположение ВРВЭУ и ВДВВ; фиг.3 - расположение составных частей МАГЭЗС под БКД; фиг.4 - гелиопрожектор в разрезе; фиг.5 - общий вид МАГЭЗС сверху; фиг.6 - блок-схема контроля и управления МАГЭЗС.The claimed invention is illustrated by drawings: figure 1 - General view of the MAGES side; figure 2 - location VREVU and airborne; figure 3 - the location of the components of the MAGES under the BCD; figure 4 is a helioprojector in the context; 5 is a General view of the MAGES from above; 6 is a block diagram of the monitoring and control MAGES.
МАГЭЗС содержит следующие составные части и устройства: круговой криволинейный конфузор-завихритель 1 (далее завихритель 1); криволинейную вертикальную направляющую стенку 2 завихрителя 1; круговой ТФСМ 3, который является верхней крышкой криволинейного конфузора-завихрителя 1; входные окна 4 с защитной сеткой; основание 5, выполненное из медного (или алюминиевого) материала, завихрителя 1; окно выходное 6 завихрителя 1; БКД 7; критическое сечение 8 БКД 7, здесь под термином критическое сечение следует понимать минимальную площадь сечения в зоне перехода конфузора в диффузор; внутренний ветродвигатель встречного вращения (ВДВВ) 9; внешнюю роторную ветроэнергетическую установку (ВРВЭУ) 10; вертикальные лопасти 11 аэродинамического профиля ВРВЭУ 10; горизонтальные лопасти 12 аэродинамического профиля ВРВЭУ 10; горизонтальные внешние лопасти 13 аэродинамического профиля ВДВВ 9; лопасти встречного вращения 14 ВДВВ 9; наклонные лопасти 15 аэродинамического профиля ВРВЭУ 10, причем количество перечисленных лопастей в конструкции МАГЭЗС от 2 до 12 в зависимости от решаемых задач и метеоусловий местности; стержни 16 прямоугольной конфигурации, соединяющие горизонтальные лопасти 12 ВРВЭУ 10 с внешними лопастями 13 ВДВВ 9; метеостанцию 17; камеры видеонаблюдения 18; завихритель конусный 19; медные трубки 20, которые навиты на внешнюю поверхность завихрителя конусного 19; блок заменяемых и незаменяемых аккумуляторных батарей (АКБ) 21; обгонную муфту 22; опорный подшипник 23 ВРВЭУ 10 (Фиг.2), содержащий верхнее кольцо 24 с двумя параллельными круговыми канавками на нижней плоскости, предназначенными для подшипниковых шариков 26; подвижное кольцо 25, имеющее две параллельные круговые канавки на ее верхней и нижней плоскостях, предназначенных для подшипниковых шариков 26; нижнее кольцо 27 с двумя параллельными круговыми канавками на верхней плоскости под подшипниковые шарики 26; постоянные магниты 28; обмотки катушек 29; силовые элементы 30 для крепления вала внутреннего и внешнего корпуса роторов ВДВВ 9; постоянные магниты 31, закрепленные на концах лопастей встречного вращения 14 ВДВВ 9; обмотки катушек 32, расположенные на внутренней стороне БКД 7 в критическом сечении 8; аксиально-лопаточный завихритель с криволинейными лопатками 33, установленный на расстоянии не менее 1 м от критического сечения 8; внешний ротор 34 ВДВВ 9, содержащий обмотки катушек (не показаны); внутренний ротор 35 ВДВВ 9, содержащий магниты с чередующими полюсами (не показаны); тепловой насос 36; спиральный коллектор 37 для теплоносящей жидкости, выполненный из медных труб, расположенный под медным (или алюминиевым) основанием 5 завихрителя 1; утеплитель 38 коллектора 37; внешнюю поверхность 39 БКД 7; ТФСМ 40, расположенные на внешней поверхности 39 БКД 7; электроклапан 41; циркуляционный насос 42; электроклапан 43; теплообменник 44 бака аккумулятора 45 для горячего водоснабжения; патрубки трубопроводов 46 для горячей и холодной воды; теплообменник грунтовой воды 47; теплообменник 48 теплового насоса 34; дроссель 49; компрессор 50 теплового насоса 36; распределительный электрощит 51; кабель-мотор 52 (один и более), представляющий собой гибкий кабель, один конец которого соединен с электромотором, который используется для раскрутки маховичных накопителей энергии гибридных автомобилей; кабель разъем 53, представляющий собой гибкий кабель, один конец которого соединен с электрическим разъемом (один и более), служащий для зарядки аккумуляторов и электрических автомобилей; гелиопрожекторы 54 (два и более), предназначенные для освещения теневой стороны многофункциональной автономной гибридной электрозарядной станции, внутренняя полость каждого гелиопрожектора представляет полусферу с зеркальной внутренней поверхностью; рельсы 55; тележку 56; поворотную платформу 57; плосковыпуклую линзу круговую 58; оптически активный купол 59; плосковыпуклые шестигранные линзы 60; плосковыпуклую среднюю линзу 61; датчик света 62; корпус 63 гелиопрожектора 54 с внутренней зеркальной поверхностью; двояковогнутую линзу 64, расположенную в центре сферической полости с зеркальной внутренней поверхностью гелиопрожекторов 54; опоры 65 гелиопрожекторов 54 (два и более); горизонтальный вал 66 гелиопрожекторов 54; гидравлические телескопические цилиндры 67 с гидравлическим приводом от шестеренного насоса; подшипниковые шарики 68 поворотной платформы 57; зубчатое колесо 69; шестерню 70; электродвигатель приводной 71 для поворота платформы 57; электродвигатель привода колес 72 подвижной тележки 56; колеса 73 подвижной тележки 56; рельсовый путь 74; датчики температуры (не показаны), установленные на медной подложке ТФСМ (3, 40) и в баке-аккумуляторе 45; электронный блок управления 75; информационный экран 76.MAGES contains the following components and devices: circular curvilinear confuser-swirl 1 (hereinafter swirl 1); curved vertical guide wall 2 of the
Работа МАГЭЗС осуществляется следующим образом: солнечные лучи воздействуют на ТФСМ 3, 40, при этом вырабатывается электроэнергия, которая через электронный блок управления 75 направляется в блок заменяемых и незаменяемых АКБ 21; теневая сторона ТФСМ 3, 40, БКД 7 и завихрителя 1 в течение светового дня в автоматическом режиме освещается гелиопрожекторами 54, что позволяет максимально использовать солнечное излучение для его преобразования в электроэнергию; одновременно солнечные лучи нагревают ТФСМ 3, 40, которые через медные подложки передают тепло вовнутрь завихрителя 1 и конфузорную часть БКД 7, подогревая находящийся там воздух; подогрев воздуха внутри завихрителя 1 обеспечивается также тепловым насосом 36 путем прокачивания теплоносящей жидкости через спиральный коллектор 37 с помощью компрессора 50 и дросселя 49; коллектор 37 передает тепло медному (или алюминиевому) основанию 5 и медным трубкам 20; подогретый воздух в завихрителе 1 и конфузорной части БКД 7 стремится подняться вверх за счет разности температур на входе и выходе внутри БКД 7, что создает тягу; полученная тяга воздуха усиливается за счет формирования вихревых потоков криволинейными вертикальными направляющими стенками 2 завихрителя 1, завихрителем конусным 19 с медными трубками 20, которые навиты на его внешнюю поверхность, и аксиально-лопаточным завихрителем с криволинейными лопатками 33, установленным на расстоянии не менее 1 м от критического сечения 8; восходящий вихревой поток воздуха с осевой скоростью от 8 м/с, которая рассчитывается в зависимости от параметров вихря, высоты БКД 7 и разности температур на входе и выходе БКД, воздействует на лопасти встречного вращения 14 ВДВВ 9, приводя их во встречное вращение; входные окна 4 обеспечивают объем притока воздуха для формирования восходящего вихревого потока воздуха необходимой мощности, достаточной для работы ВДВВ 9; защитная сетка входных окон 4 служит для предотвращения попадания птиц и крупных насекомых в полость завихрителя 1; лопасти встречного вращения 14, которые кинематически принадлежат внешнему ротору 34, содержащему обмотки катушек, вращаются в одну сторону, а лопасти встречного вращения 14, кинематически связанные с внутренним ротором, который содержит магниты с чередующимися полюсами, вращаются в другую сторону; в результате воздействия восходящего вихревого потока воздуха лопасти 14 ВДВВ 9 приводятся во встречное вращение, при этом относительная скорость вращения магнитов и обмоток катушек удваивается, поэтому вырабатывается электроэнергия при осевой скорости вихревого воздушного потока от 5 м/с; лопасти встречного вращения 14 ВДВВ 9 под воздействием восходящего потока воздуха также вырабатывают электроэнергию за счет перемещения постоянных магнитов 31 вблизи обмоток катушек 32, эта электроэнергия через электронный блок управления 75 также используется для зарядки блока заменяемых и незаменяемых АКБ 21; выходящий из диффузора вихревой поток воздуха воздействует на внешние лопасти 13 аэродинамического профиля, которые, вращаясь через стержни 16, передают начальный крутящий момент на ВРВЭУ 10, что делает ее восприимчивой к скоростям ветра от 2,5 м/с; увеличению мощности и жесткости ВРВЭУ 10 способствует наличие в конструкции наклонных лопастей 15 аэродинамического профиля, которые соединяют концы вертикальных лопастей 11 аэродинамического профиля ВРВЭУ 10 с подвижным кольцом 25 опорного подшипника 23 ВРВЭУ 10; набегающий поток воздуха воздействует на вертикальные лопасти 11 аэродинамического профиля, горизонтальные 12 и наклонные 15, что приводит во вращательное движение ВРВЭУ 10 вместе с подвижным кольцом 25; подвижное кольцо 25 вращается на подшипниковых шариках 26, расположенных в параллельных круговых канавках между верхним кольцом 24 и нижним кольцом 27 опорного подшипника 23 ВРВЭУ 10; при вращении подвижного кольца 25 постоянные магниты 28, расположенные с обеих сторон, взаимодействуют с обмотками катушек 29, расположенных на неподвижных кольцах, и вырабатывают электроэнергию, которая транспортируется через электронный блок управления 75 в блок заменяемых и незаменяемых АКБ 21, происходит их зарядка; горизонтальные внешние лопасти 13 аэродинамического профиля связаны с валом внутреннего ротора 35 ВДВВ 9 с помощью обгонной муфты 22, которая, в свою очередь, при скорости ветра от 10 м/с объединяет мощности ВДВВ 9 и ВРВЭУ 10, что обеспечивает оптимальный режим выработки электроэнергии, в этом случае максимально используется энергия от осевой составляющей вихревого потока внутри БКД 7 и от скоростного напора ветра; обгонная муфта 22 при скорости ветра менее 10 м/с разъединяет вал внутреннего ротора 35 ВДВВ 9 от внешних лопастей 13, в этом случае ВДВВ 9 и ВРВЭУ 10 вырабатывают электроэнергию, функционируя раздельно; вертикальные 11, горизонтальные 12, наклонные 15 лопасти ВРВЭУ 10 и горизонтальные внешние лопасти 13 аэродинамического профиля ориентированы таким образом, чтобы их вращение осуществлялось в одну сторону с внутренним ротором 35 ВДВВ 9; получение горячей воды осуществляется, как правило, в теплое время года, когда солнечной энергии хватает для подогрева воздуха внутри завихрителя 1 и БКД 7, в это время тепловой насос отключен; излишки тепла снимаются со спирального коллектора 37 путем изменения пути прокачки теплоносящей жидкости, в этом случае электроклапан 41 включается электронным блоком 75 по показаниям датчиков тепла, расположенных на медных подложках ТФСМ 3, 40 и на медном (или алюминиевым) основании 5, как результат теплоносящая жидкость в тепловой насос не поступает; одновременно электронный блок 7 включает электроклапан 43, который направляет теплоносяшую жидкость в коллектор 44, расположенный в баке-аккумуляторе 45 с подогреваемой водой; после теплообмена теплоносящая жидкость насосом 43 подается в коллектор 37 и цикл повторяется; отбор горячей воды и подача холодной воды в бак-аккумулятор происходит через патрубки 46 (ГОР. ХОЛ); метеостанция 17 и камеры видеонаблюдения 18, расположенные в верхней части БКД 7, в режиме реального времени передают информацию о температуре, влажности, скорости ветра, видимости на дорогах в пределах технических возможностей видеокамер, а также состоянии окружающей местности с целью предупреждения угроз различного происхождения; информация с метеостанции 17, камер видеонаблюдения 18 и уровень заряженности электрическим током блока заменяемых и незаменяемых АКБ 21 передается через электронный блок управления 75 на информационный электронный экран 76; кабель-мотор 52 и кабель-разъем 53 подсоединены к распределительному электрощиту 51 и, управляемые с электронного блока 75, обеспечивают раскрутку гибридных супермаховиков, а также зарядку электрических автомобилей.The work of the MAGES is carried out as follows: the sun's rays act on the TFSM 3, 40, while electricity is generated, which is sent through the electronic control unit 75 to the replaceable and
Гелиопрожекторы 54 обеспечивают освещение теневой стороны ТФСМ 3, 40, БКД 7 и завихрителя 1 в течение светового дня в автоматическом режиме следующим образом: солнечные лучи, через оптически активный купол 59, имеющий вид половины тора, составленный из плосковыпуклых шестигранных линз 60, плоской частью направленных вовнутрь гелиопрожектора 54, и через плосковыпуклую линзу круговую 58 параллельными лучами проникают в сферическую полость корпуса 63 с зеркальной поверхностью и достигают двояковогнутой линзы 64, расположенной в центре сферической полости; отраженные от зеркальной поверхности корпуса 63 и двояковогнутой линзы 64 солнечные лучи направляются на плосковыпуклую среднюю линзу 61, которая собирает выпуклой частью отраженные солнечные лучи и параллельными лучами направляет их на теневую часть МАГЭЗС; датчики света 62, расположенные на теневой стороне БКД 7 и гелиопрожекторах 54, подают сигналы через электронный блок управления 75 на включение электродвигателя приводного 71 поворотной платформы 57, поворот которой осуществляется путем взаимодействия шестерни 70 и зубчатого колеса 69, также подается сигнал и на электродвигатель привода колес 72 подвижной тележки 56, который обеспечивает вращение колес 73, последние перемещают гелиопрожектор 54 по рельсовому пути 74, таким образом, происходит освещение теневой стороны МАГЭЗС в автоматическом режиме; регулирование освещения теневой стороны МАГЭЗС в вертикальной плоскости осуществляется гидравлическими (пневматическими) телескопическими цилиндрами 67 с приводом от шестеренного насоса (не показан); зарядка гибридных и электрических автомобилей осуществляется кабелем-мотором 52 и кабелем-разъемом 53, которые получают электроэнергию от электрощита 76, электрощит 76, в свою очередь, получает электроэнергию от блока заменяемых и незаменяемых АКБ 21 через электронный блок управления 75.
Изобретение позволяет: независимо от традиционных источников энергии в любое время суток круглогодично проводить электрическую зарядку гибридных и электрических автомобилей, а также автомобилей, имеющих маховичные накопители энергии; совместно использовать возобновляемые источники энергии солнца, Земли и ветра; эффективно извлекать электрическую энергию из ТФСМ с теневой стороны МЭГЭЗС, используя гелиопрожекторы; проводить мониторинг состояния погоды и окружающей среды с выводом результатов мониторинга на информационный экран; обеспечивать горячее водоснабжение для нужд МЭГЭЗС.The invention allows: regardless of traditional energy sources at any time of the year to conduct year-round electrical charging of hybrid and electric cars, as well as cars with flywheel energy stores; share renewable energy from the sun, earth and wind; to efficiently extract electrical energy from the TFSM from the shadow side of the MEGEZS using solar projectors; to monitor the state of weather and the environment with the output of monitoring results to the information screen; provide hot water for the needs of MEGEZS.
ЛитератураLiterature
1. Солнечная энергетическая установка. Патент RU №2141606 от 20.06.1996 г.1. Solar power plant. Patent RU No. 2141606 dated 06/20/1996
2. Солнечная электростанция. Патент RU №2395758 от 27.07.2010 г.2. Solar power station. Patent RU No. 2395758 of July 27, 2010
3. Гибридная альтернативная энергетическая установка. Патент RU №106309 от 10.07.2011 г.3. Hybrid alternative power plant. Patent RU No. 106309 of 07/10/2011
4. Автономная энергоэффективная установка для сушки сыпучих материалов. Патент RU №2440543 от 20.01.2012 г.4. Autonomous energy-efficient installation for drying bulk materials. Patent RU No. 2440543 of 01.20.2012
5. Энергоаккумулирующая установка для обогрева теплиц. Патент SU №1687113 от 30.10.1991 г.5. Energy storage unit for heating greenhouses. Patent SU No. 1687113 dated 10.30.1991
6. Солнечные электростанции: [Электронный ресурс]. URL: http://www.corporation22.com.6. Solar power plants: [Electronic resource]. URL: http://www.corporation22.com.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012117685/06A RU2534329C2 (en) | 2012-04-27 | 2012-04-27 | Multifunctional stand-alone hybrid charging station |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012117685/06A RU2534329C2 (en) | 2012-04-27 | 2012-04-27 | Multifunctional stand-alone hybrid charging station |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012117685A RU2012117685A (en) | 2013-11-10 |
RU2534329C2 true RU2534329C2 (en) | 2014-11-27 |
Family
ID=49516580
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012117685/06A RU2534329C2 (en) | 2012-04-27 | 2012-04-27 | Multifunctional stand-alone hybrid charging station |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2534329C2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016163920A1 (en) * | 2015-04-09 | 2016-10-13 | Александр Анатольевич КОБЦЕВ | Window-type device |
RU2611923C1 (en) * | 2015-10-05 | 2017-03-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный технологический университет" | Energy efficient solar-wind power plant |
RU2734298C1 (en) * | 2020-05-12 | 2020-10-14 | Анатолий Тимофеевич Кожанов | Solar-wind unit |
RU2789285C1 (en) * | 2022-07-13 | 2023-02-01 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук | Solar photo power plant |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2920243A1 (en) * | 1978-05-20 | 1979-11-22 | Martinez Valentin Zapata | Energy extracting system from air or water flow - uses vortex creating bladed unit, coupled to turbine and flywheel to drive generator |
GB2081390A (en) * | 1980-07-24 | 1982-02-17 | Central Energetic Ciclonic | System for the obtaining of energy by fluid flows resembling a natural cyclone or anticyclone |
RU2093702C1 (en) * | 1996-01-22 | 1997-10-20 | Рудольф Анатольевич Серебряков | Vortex wind-power plant |
RU105688U1 (en) * | 2009-12-15 | 2011-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенская государственная технологическая академия" | ROTARY WIND POWER INSTALLATION VERTICAL AXLE ROTATION (VARIANTS) |
RU106309U1 (en) * | 2011-02-15 | 2011-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенская государственная технологическая академия" | HYBRID ALTERNATIVE POWER INSTALLATION |
-
2012
- 2012-04-27 RU RU2012117685/06A patent/RU2534329C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2920243A1 (en) * | 1978-05-20 | 1979-11-22 | Martinez Valentin Zapata | Energy extracting system from air or water flow - uses vortex creating bladed unit, coupled to turbine and flywheel to drive generator |
GB2081390A (en) * | 1980-07-24 | 1982-02-17 | Central Energetic Ciclonic | System for the obtaining of energy by fluid flows resembling a natural cyclone or anticyclone |
RU2093702C1 (en) * | 1996-01-22 | 1997-10-20 | Рудольф Анатольевич Серебряков | Vortex wind-power plant |
RU105688U1 (en) * | 2009-12-15 | 2011-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенская государственная технологическая академия" | ROTARY WIND POWER INSTALLATION VERTICAL AXLE ROTATION (VARIANTS) |
RU106309U1 (en) * | 2011-02-15 | 2011-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенская государственная технологическая академия" | HYBRID ALTERNATIVE POWER INSTALLATION |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016163920A1 (en) * | 2015-04-09 | 2016-10-13 | Александр Анатольевич КОБЦЕВ | Window-type device |
RU2611923C1 (en) * | 2015-10-05 | 2017-03-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный технологический университет" | Energy efficient solar-wind power plant |
RU2734298C1 (en) * | 2020-05-12 | 2020-10-14 | Анатолий Тимофеевич Кожанов | Solar-wind unit |
RU2789285C1 (en) * | 2022-07-13 | 2023-02-01 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук | Solar photo power plant |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012117685A (en) | 2013-11-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8378621B2 (en) | Integrated systems for harnessing solar and wind energy | |
US7851935B2 (en) | Solar and wind energy converter | |
US8487463B2 (en) | Enhanced multi-mode power generation system | |
CN102128150B (en) | High-light-concentration solar-energy and hot-airflow wind/solar coupled generating system | |
EP2128439A1 (en) | An intelligent decentralized electrical power generation system | |
US20110232630A1 (en) | Solar collector/wind deflector conversion of a solar and wind converter | |
WO2009105587A2 (en) | Solar radiation collection systems | |
CN101319824A (en) | Application of intelligent self-tracing focusing solar machine | |
CN109217779A (en) | A kind of cooling tower of wind light mutual complementing energy supply | |
RU2534329C2 (en) | Multifunctional stand-alone hybrid charging station | |
CN108431519B (en) | Solar energy and wind energy power generation device and system | |
CN202176465U (en) | High concentration solar hot airflow wind optical coupling tower generating system | |
RU2611923C1 (en) | Energy efficient solar-wind power plant | |
CA3109413A1 (en) | Solar energy collector having a tree structure | |
KR20120109889A (en) | Building photovoltaics and wind turbine system | |
Keskar Vinaya | Electricity generation using solar power | |
RU2528626C2 (en) | Self-contained power generator for street lamp | |
RU2528627C2 (en) | Multifunctional hybrid alternative power plant | |
CN204304869U (en) | A kind of photo-thermal composite generating set | |
CN101922419B (en) | Heat energy wind driven generator | |
KR101155217B1 (en) | The power generation by complex system which uses a solar energy and the wind power | |
RU124742U1 (en) | OFFLINE ELECTRIC CAR CHARGING POST | |
KR101407079B1 (en) | solar heat collecting system using cone shape reflector | |
CN102022274A (en) | Hot airflow and wind power combined generating system with controllable solar energy heat storage | |
WO2022175720A1 (en) | Power generation through wind and solar turbine using centrifugal force and polymer solar panels |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20131101 |
|
FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20140418 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180428 |