L международная выставка-презентация
научных, технических, учебно-методических и литературно-художественных изданий
УСТРОЙСТВО АВТОНОМНОГО ОСВЕЩЕНИЯ УЛИЧНЫХ РЕКЛАМНЫХ ЩИТОВ НА ОСНОВЕ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ
| Название | УСТРОЙСТВО АВТОНОМНОГО ОСВЕЩЕНИЯ УЛИЧНЫХ РЕКЛАМНЫХ ЩИТОВ НА ОСНОВЕ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ |
|---|---|
| Разработчик (Авторы) | Курьянов Василий Николаевич, Ерохин Федор Андреевич |
| Вид объекта патентного права | Полезная модель |
| Регистрационный номер | 157306 |
| Дата регистрации | 27.11.2015 |
| Правообладатель | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") |
| Область применения (класс МПК) | F03D 3/02 (2006.01) F03D 9/02 (2006.01) |
Описание изобретения
Устройство может быть использовано в ветроэнергетике и предназначено для освещения городских, а также загородных уличных рекламных щитов в условиях, когда сложно подвести электроэнергию от централизованных источников. Устройство выполнено на основе ветроэнергетической установки 1, содержит вертикальные стойки 2, 3 с размещенным на них единым модулем 4, состоящим из линейки светодиодов 5 и ламп 6 с питанием от аккумуляторов 7, работающих от фотоэлектрической панели 8, верхними генераторами 9, 10 и нижними генераторами 11, 12. Ветроэнергетическая установка 1 выполнена в виде двух вертикальных ветрогенераторов 13, 14 на магнитных подвесах, установленных сверху и снизу модуля 4, электрически соединенными с аккумуляторами 7, содержит ротор Савониуса 15, 16 и ротор Дарье 17, 18 расположенные на вертикальных осях 19, 20. 1 ил.
Предлагаемое изобретение относится к ветроэнергетике, а конкретнее к системам автономного уличного освещения на основе ветроэнергетических установок, и может найти применение преимущественно в системах автономного освещения городских, а также загородных уличных рекламных щитов в условиях, когда сложно подвести электроэнергию от централизованных источников.
Имеется много патентов, относящихся к различным конструкциям уличного освещения и автотрасс, в том числе использующим автономные источники энергоснабжения.
Известно устройство (патент №2394183, (RU), публикация 10.07.2010) автономного освещения дорог, улиц, дворов на основе солнечных батарей, осуществляющий получение в пасмурную погоду достаточного количества энергии для бесперебойного освещения. Данное устройство имеет следующий недостаток: КПД солнечных батарей достаточно низкий, поэтому требуется большая площадь солнечных панелей, что повышает парусность конструкции.
Наиболее близким к заявляемому является устройство для освещения автотрасс, дорог и улиц при помощи уличного светильника с питанием от солнечной и ветровой энергии (патент №2283985, (RU), публикация 20.09.2006), реализующее получение возобновляемой энергии в децентрализованных зонах энергоснабжения, содержащее ветроэнергетическую установку с колебательным рабочим движением, электрически соединенную с аккумуляторами ламп, датчик движения, солнечные батареи, устройство управления, датчик освещенности, таймер, электрические лампы, размещенные на едином модуле, закрепленном на вертикальной стойке.
Недостатком этого устройства является отсутствие возможности зарядки аккумуляторной батареи в пасмурную погоду, темное время суток и при малых скоростях ветра.
Техническая задача предлагаемой полезной модели - повышение эффективности устройства освещения уличных рекламных щитов, обеспечение освещения вне зависимости от погодных условий, скорости ветра. Технический эффект, обеспечивающий повышение эффективности устройства освещения и состоящий в применении магнитных подвесов ветрогенераторов, снижающих потери на трение и повышающих выработку электроэнергии, достигается тем, что в известном устройстве автономного освещения уличных рекламных щитов на основе ветроэнергетической установки, содержащем две вертикальные стойки с размещенным на них единым модулем, состоящим из ламп с питанием от фотоэлектрических панелей, аккумуляторы и осветители в виде линейки светодиодов, согласно полезной модели, ветроэнергетическая установка выполнена в виде четырех электрогенераторов на магнитных подвесах, попарно установленных сверху и снизу модуля, электрически соединенных с аккумуляторами, и содержит два ротора Савониуса и два ротора Дарье, установленных соосно с каждой из пар электрогенераторов.
На рисунке схематично представлено предлагаемое устройство. Предлагаемое устройство содержит ветроэнергетическую установку 1, вертикальные стойки 2, 3 с размещенным на них модулем 4, состоящим из линейки светодиодов 5 и ламп 6 с питанием от аккумуляторов 7, работающих от фотоэлектрической панели 8. Ветроэнергетическая установка 1 выполнена в виде четырех электрогенераторов 9, 10, 11, 12 на магнитных подвесах, попарно установленных сверху и снизу модуля 4, электрически соединенных с аккумуляторами 7, содержит два ротора Савониуса 15, 16 и два ротора Дарье 17, 18, установленных соосно с каждой из пар электрогенераторов 9, 11 и 10, 12.
Предлагаемое устройство автономного освещения уличных рекламных щитов работает следующим образом. На малых скоростях ветра большая часть энергии вырабатывается роторами Савониуса 15, 16. При достижении частоты вращений достаточной для начала вращения роторов Дарье 17, 18 большая часть энергии генерируется роторами Дарье. Энергия вырабатывается одновременно в верхних электрогенераторах 9, 10 и нижних электрогенераторах 11, 12. Выработанная энергия накапливается в аккумуляторах 7 и подается потребителю в виде светодиодов 5 и ламп 6.
Устройство позволяет вырабатывать ту же мощность, что и при использовании одного генератора, но уменьшив при этом затраты на генераторы (стоимость одного более мощного генератора выше, чем двух генераторов в 2 раза меньшей мощности), а так же позволяет повысить надежность работы, использовать более дешевые маломощные генераторы. Для вертикально осевых ветрогенераторов не требуется система ориентации на ветер, они создают мало шума, электроэнергия генерируется при малых скоростях ветра, а крепление ветроколеса в двух точках на магнитных подвесах обеспечивают минимальные вибрационные воздействия на конструкцию рекламного щита.
Для примера горизонтальноосевые лопастные ВЭУ требуют ориентации на ветер, а так же создают шум и вибрации при работе большие, чем вертикальноосевые ВЭУ.
Сущность заявляемого устройства заключается в следующем. Способ предлагает в качестве источника энергии использовать ветроустановки с вертикальной осью (ротор Дарье-Савониуса) и двумя электрогенераторами на магнитных подвесах, закрепленных в двух точках на раме, сверху и снизу. Таким образом, вся конструкция содержит 2 вертикальноосевых ветроколеса и 4 электрогенератора. Выработанная энергия заряжает аккумуляторы, от которых запитаны светодиодные осветительные приборы.
Таким образом, заявленное изобретение позволяет полностью или частично отказаться от подведения электрической энергии от централизованного источника и работать автономно.
Формула полезной модели
Устройство автономного освещения уличных рекламных щитов на основе ветроэнергетической установки, содержащее две вертикальные стойки с размещенным на них единым модулем, состоящим из ламп с питанием от фотоэлектрических панелей, аккумуляторы и осветители в виде линейки светодиодов, отличающееся тем, что ветроэнергетическая установка выполнена в виде четырех электрогенераторов на магнитных подвесах, попарно установленных сверху и снизу модуля, электрически соединенных с аккумуляторами, и содержит два ротора Савониуса и два ротора Дарье, установленных соосно с каждой из пар электрогенераторов.
Медаль Альфреда Нобеля