МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ АВТОНОМНАЯ ГИБРИДНАЯ ЭЛЕКТРОЗАРЯДНАЯ СТАНЦИЯ Российский патент 2014 года по МПК F24J2/42 

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

В качестве прототипа принят патент [3] как наиболее близкий по техническому решению и сущности, а также по достигаемому результату к данному изобретению.

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.

Указанный технический результат достигается:

- 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;

- 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;

- 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;

- расположением в верхней части БКД на расстоянии 1 м от критического сечения аксиально-лопаточного завихрителя с криволинейными лопатками;

- 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);

- 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;

- 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;

- наличием не менее двух горизонтальных внешних ветролопастей, закрепленных через обгонную муфту на оси внутреннего ротора внутреннего ветродвигателя встречного вращения;

- расположением горизонтальных внешних лопастей непосредственно на выходе диффузора;

- наличием жесткой связи в виде стержней прямоугольной конфигурации между концами горизонтальных внешних лопастей и горизонтальными лопастями ВРВЭУ, закрепленными на верхнем подвижном кольце опорного подшипника;

- 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;

- 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;

- применением гелиопрожекторов для освещения теневой стороны кругового криволинейного конфузора-завихрителя и БКД, чем обеспечивается максимальное использование солнечной энергии в светлое время суток;

- наличием помещений для зарядки и хранения заряженных аккумуляторов в целях дальнейшего их использования для нужд МАГЭЗС;

- установкой датчиков температуры и света, обеспечивающих надежную оптимальную работоспособность МАГЭЗС.

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.

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.

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.

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.

Литература

1. Солнечная энергетическая установка. Патент RU №2141606 от 20.06.1996 г.

2. Солнечная электростанция. Патент RU №2395758 от 27.07.2010 г.

3. Гибридная альтернативная энергетическая установка. Патент RU №106309 от 10.07.2011 г.

4. Автономная энергоэффективная установка для сушки сыпучих материалов. Патент RU №2440543 от 20.01.2012 г.

5. Энергоаккумулирующая установка для обогрева теплиц. Патент SU №1687113 от 30.10.1991 г.

6. Солнечные электростанции: [Электронный ресурс]. URL: http://www.corporation22.com.

Изобретение относится к возобновляемым источникам энергии и предназначено для выработки электроэнергии с целью электрической зарядки гибридных и электрических автомобилей, а также автомобилей, имеющих маховичные накопители энергии. Многофункциональная автономная гибридная электрозарядная станция (МАГЭЗС) может быть использована в качестве автономной электростанции для нужд производственных и бытовых потребителей, видеомониторинга окружающего пространства, приборного мониторинга метеорологической и экологической обстановки в районе расположения. В МАГЭЗС представлена взаимосвязь между элементами, входящими в ее конструкцию, а также приведено функциональное взаимодействие упомянутых элементов станции. Изобретение позволяет независимо от традиционных источников энергии проводить электрическую зарядку гибридных и электрических автомобилей, а также автомобилей, имеющих маховичные накопители энергии; совместно использовать возобновляемые источники энергии Солнца, Земли и ветра в любое время суток круглый год; эффективно извлекать электрическую энергию с теневой стороны МАГЭЗС, используя гелиопрожекторы, а также осуществлять мониторинг состояния погоды и окружающей среды; обеспечивать горячее водоснабжение для нужд МАГЭЗС. 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Многофункциональная автономная гибридная электрозарядная станция, содержащая башню, имеющую форму конфузора-диффузора, тепловой насос, круговой криволинейный конфузор-завихритель, внутренний ветродвигатель, внешнюю роторную ветроэнергетическую установку, отличающаяся тем, что внутренний ветродвигатель имеет лопасти встречного вращения, на внешнем роторе которого размещены обмотки катушек, а на внутреннем роторе - постоянные магниты; на концах лопастей встречного вращения закреплены постоянные магниты, а напротив них в критическом сечении на внутренней стороне башни, имеющей форму конфузора-диффузора, размещены обмотки катушек; внешняя роторная ветроэнергетическая установка имеет наклонные лопасти и внешние лопасти кинематически принадлежат ей и внутреннему ветродвигателю встречного вращения; внешняя поверхность башни, имеющая форму конфузора-диффузора, и круговой криволинейный конфузор-завихритель покрыты тандемными фотосолнечными модулями; конусный завихритель воздушного потока с навитыми на его внешней поверхности медными трубками для теплоносящей жидкости размещен в нижней части башни, имеющей форму конфузора-диффузора; аксиально-лопаточный завихритель с криволинейными лопатками размещен на расстоянии не менее 1 м от критического сечения внутри башни, имеющей форму конфузора-диффузора; применены гелиопрожекторы с оптически активными куполами в виде половины тора; в каждом гелиопрожекторе содержатся круговая плосковыпуклая линза, средняя плосковыпуклая линза и двояковогнутая линза, причем двояковогнутая линза расположена в центре сферической полости всех гелиопрожекторов; освещение теневой стороны многофункциональной автономной гибридной электрозарядной станции осуществляется гелиопрожекторами; тележки гелиопрожекторов имеют электроприводы на поворотные платформы и колеса тележек; наличием одного и более кабель-мотора и кабель-разъема; входные окна в круговом криволинейном конфузоре завихрителе оборудованы защитной сеткой.

2. Многофункциональная автономная гибридная электрозарядная станция по п.1, отличающаяся тем, что горизонтальные внешние лопасти и наклонные лопасти внешней роторной ветроэнергетической установки имеют аэродинамический профиль.

3. Многофункциональная автономная гибридная электрозарядная станция по п.1, отличающаяся тем, что внешние ветролопасти закреплены через обгонную муфту на валу ротора внутреннего ветродвигателя, который имеет лопасти встречного вращения.

4. Многофункциональная автономная гибридная электрозарядная станция по п.3, отличающаяся тем, что внешние горизонтальные лопасти соединены с горизонтальными лопастями внешней роторной ветроэнергетической установки стержнями прямоугольного профиля.

5. Многофункциональная автономная гибридная электрозарядная станция по п.3, отличающаяся тем, что горизонтальные лопасти расположены непосредственно на выходе из башни, имеющей форму конфузора-диффузора.

6. Многофункциональная автономная гибридная электрозарядная станция по п.1, отличающаяся тем, что датчики света расположены на теневой стороне башни, имеющей форму конфузора-диффузора, и на верхней части гелиопрожекторов, датчики температуры размещены на медных подложках тандемных фотоэлектрических солнечных модулей и в баке аккумуляторе.

7. Многофункциональная автономная гибридная электрозарядная станция по п.1, отличающаяся тем, что под башней в виде конфузора-диффузора в служебном помещении размещен блок аккумуляторных батарей.

8. Многофункциональная автономная гибридная электрозарядная станция по п.1, отличающаяся тем, что оптически активные купола гелиопрожекторов составлены из сопряженных плосковыпуклых шестигранных линз, плоской частью направленных вовнутрь оптически активного купола.

9. Многофункциональная автономная гибридная электрозарядная станция по п.6, отличающаяся тем, что круговые плосковыпуклые линзы гелиопрожекторов плоской частью направлены вовнутрь, а средняя плосковыпуклая линза плоской частью направлена наружу сферической полости гелиопрожекторов.

10. Многофункциональная автономная гибридная электрозарядная станция по п.1, отличающаяся тем, что данные о метеоусловиях, состояние окружающей среды передаются метеостанцией и камерами видеонаблюдения, которые размещены на внешней поверхности в верхней части башни, имеющей форму конфузора-диффузора.