УСТАНОВКА АВТОНОМНОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ Российский патент 2018 года по МПК H02J7/35 

Изобретение относится к автономным установкам электроснабжения и может быть использована как альтернативный источник электроэнергии на объектах жилищно-коммунального хозяйства в системе освещения подъезда, лестничных площадок, подвальных и чердачных помещений малоэтажного и многоэтажного дома.

Известен автономный уличный светильник, содержащий светодиодную панель, электрогенератор, датчик освещенности и столб, внутри которого расположены электрогенератор и аккумулятор, дефлектор для использования энергии ветра, аэровакуумная турбина, установленная на валу генератора. Светильник снабжен блоком управления освещением, содержащим датчик движения и акустический датчик (RU 92936, МПК F21K 99/00, опубл. 10.04.2010).

Недостатками известного технического решения является то, что светильник не предназначен для работы внутри домового или подъездного освещения, а также его нельзя использовать в холодное время года, так как продолжительность дня короткая, нагревание столба не происходит.

Известна система автономного освещения подъездов, состоящая из солнечной фотопреобразовательной панели, осветительных приборов, датчика света (датчик освещенности), датчика присутствия, контроллера, аккумуляторной батареи, устройства ввода резерва и выпрямитель тока (диодный мост), подключенный к традиционной сети (RU 134712, МПК H02J 7/35, опубл. 20.11.2013).

Недостатками известной системы являются низкая производительность фотопреобразовательной панели в связи с сокращением светового дня, кроме того в зимнее время необходимо периодически очищать налипший снежный покров с фотопреобразовательной панели.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому техническому решению является система автономного электроснабжения осветительных установок, состоящая из установки альтернативного источника электроэнергии. Установка альтернативного источника электроэнергии, содержащая корпус с расположенным в нем аэрогенератором, закрепленный на выходе вентиляционной шахты или вмонтированный в выходной части вентиляционного канала, к верхней части корпуса закреплен сменный дефлектор, а к боковой его части закреплены солнечная преобразовательная панель и система накопления электроэнергии, соединенные между собой через систему электрических кабелей, система накопления электроэнергии выполнена с возможностью подключения к сети питания и аэрогенератору, содержит соединенные через систему электрических кабелей преобразователь напряжения 220-12 В, диодный мост, устройство контроля заряда аккумуляторных батарей и аккумуляторные батареи для подачи электроэнергии (RU 163487, МПК H02J 7/35, опубл. 20.07.2016).

Недостатками известной системы является периодичность действия аэрогенератора (в летний период времени скорость воздушного потока недостаточна для выработки электроэнергии аэрогенератором), при отрицательных температурах и большой влажности воздуха устройство контроля заряда сокращает свой срок службы, так же отрицательная температура оказывает негативное влияние на качество работы аккумулятора. Крепление солнечной фотопреобразовательной панели на боковой стороне корпуса нецелесообразно, вследствие попадания на нее тени от корпуса установки.

Технический результат заключается в повышении надежности установки автономного электроснабжения за счет дублирования различных источников электроснабжения и возможности использования установки при необходимости для освещения требуемых площадей в случае возникновения в ней неисправностей и во время проведения ремонтных работ.

Сущность изобретения заключается в том, что установка автономного электроснабжения состоит из солнечной фотопреобразовательной панели, корпуса установки, аэрогенератора, системы накопления электроэнергии, включающей аккумуляторную батарею, диодный мост, устройство контроля заряда, преобразователь напряжения. Система накопления электроэнергии выполнена с возможностью подключения к сети питания и аэрогенератору. Установка автономного электроснабжения дополнительно содержит, соединенные между собой через электрические кабели, воздухонаправляющий элемент для направления восходящего потока воздуха естественной вентиляции здания на лопасти, прикрепленные к валу аэрогенератора, турбодефлектор, соединенный с валом аэрогенератора, гидрогенератор, установленный на входе системы горячего и холодного водоснабжения. Система накопления электроэнергии расположена в подчердачном отапливаемом помещении. Солнечная фотопреобразовательная панель установлена на солнечной стороне здания отдельно от корпуса установки.

На фиг. 1 представлена установка альтернативного источника электроэнергии в разрезе; на фиг. 2 - схема системы накопления электроэнергии.

Установка автономного электроснабжения включает установку альтернативного источника электроэнергии (фиг. 1) и систему накопления электроэнергии (фиг. 2). Установка альтернативного источника электроэнергии содержит корпус 2 с расположенным в нем генератором 3, который крепится на выходе вентиляционной шахты 1. К верхней части корпуса 2 закреплен сменный турбодефлектор 6, который с помощью вала крепится к генератору 3, который соединен через систему электрических кабелей с системой 8 накопления электроэнергии. Внутри корпуса установлен воздухонаправляющий элемент 4. В подчердачном отапливаемом помещение расположена система 8 накопления электроэнергии (фиг. 2). На крыше солнечной стороны здания, с помощью системы креплений установлена солнечная фотопреобразовательная панель 7, которая соединена через систему электрических кабелей с системой 8 накопления электроэнергии. В подвальном помещении на вход систем горячего и холодного водоснабжения установлен гидрогенератор 9, который соединен через систему электрических кабелей с системой 8 накопления электроэнергии. Система 8 накопления электроэнергии (фиг.2) подключена к сети питания 220 В и содержит аккумуляторные батареи 10, устройство контроля заряда 11 аккумуляторных батарей 10, преобразователь 12 напряжения (220-12 В) и диодный мост 13, соединенные между собой через систему электрических кабелей.

Работа установки автономного электроснабжения заключается в следующем. Система преобразует энергию восходящего воздушного потока вентиляции здания, энергию поступающей от горячей и холодной воды и энергию солнечной фотопреобразовательной панели 7, в электрическую энергию, и имеет возможность аккумулировать электрическую энергию сети питания. Получение электроэнергии происходит за счет силы воздушного потока, вентиляции здания, воздействуя с помощью воздухонаправляющего элемента 4 на вал с лопастями 5 генератора 3, который вырабатывает постоянный электрический ток напряжением 12 В. Электрический ток поступает в систему 8 накопления электроэнергии. При попадании солнечной радиации на фотопреобразовательную панель 7 вырабатывается электрический ток, который с помощью системы кабелей поступает в систему 8 накопления электроэнергии. При использовании горячей или холодной воды потребителями с помощью гидрогенератора 9 вырабатывается электрический ток, который с помощью системы кабелей поступает в систему 8 накопления электроэнергии. Далее, если в помещение входит человек срабатывают датчики присутствия и контроллер (на фиг. не показан) систем освещения. Электрический ток подается на осветительные приборы при условии одновременного срабатывания датчиков освещенности и датчиков присутствия. При необходимости контроллер управляет переключением автономного режима в режим питания от сети. В режиме питания от сети электрический ток, поступающий от сети питания 220 В. преобразуется с помощью преобразователя напряжения (220-12 В) в ток постоянного напряжения 12 В, что позволяет заряжать аккумуляторные батареи 10 от сети в случае выхода из строя системы автономного электроснабжения осветительных установок.

Независимость от традиционной линии электрообеспечения позволяет использовать систему автономного электроснабжения осветительных установок в качестве системы аварийного освещения для эвакуации людей при чрезвычайных ситуациях, а также для освещения лестнично-лифтовых узлов, подвальных и чердачных помещений в случаях, когда это необходимо.

По сравнению с известным техническим решением предлагаемое позволяет повысить надежность системы автономного электроснабжения освещения осветительных установок за счет дублирования различных источников электроснабжения, скомбинированных таким образом, что они взаимодополняют друг друга, когда одни теряют свою производительность, производительность других возрастает (солнечная батарея - днем, аэрогенератор - круглогодично, гидрогенератор - при потреблении холодной или горячей воды). Кроме того, предусмотрено подключение к внутридомовой сети электроснабжения, а также использование системы при необходимости для освещения требуемых площадей, что позволяет осуществлять освещение в случае возникновения неисправностей в системе и во время проведения ремонтных работ.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности системы автономного электроснабжения. Установка автономного электроснабжения состоит из солнечной фотопреобразовательной панели, корпуса установки, аэрогенератора, системы накопления электроэнергии, включающей аккумуляторную батарею, диодный мост, устройство контроля заряда, преобразователь напряжения, выполненной с возможностью подключения к сети питания и аэрогенератору. Установка дополнительно содержит соединенные между собой через электрические кабели воздухонаправляющий элемент для направления восходящего потока воздуха естественной вентиляции здания на лопасти, прикрепленные к валу аэрогенератора, турбодефлектор, соединенный с валом аэрогенератора, гидрогенератор, установленный на входе системы горячего и холодного водоснабжения, причем система накопления электроэнергии расположена в подчердачном отапливаемом помещении, а солнечная фотопреобразовательная панель установлена на солнечной стороне здания отдельно от корпуса установки. 2 ил.

Установка автономного электроснабжения, состоящая из солнечной фотопреобразовательной панели, корпуса установки, аэрогенератора, системы накопления электроэнергии, включающей аккумуляторную батарею, диодный мост, устройство контроля заряда, преобразователь напряжения, выполненной с возможностью подключения к сети питания и аэрогенератору, отличающаяся тем, что установка дополнительно содержит соединенные между собой через электрические кабели воздухонаправляющий элемент для направления восходящего потока воздуха естественной вентиляции здания на лопасти, прикрепленные к валу аэрогенератора, турбодефлектор, соединенный с валом аэрогенератора, гидрогенератор, установленный на входе системы горячего и холодного водоснабжения, причем система накопления электроэнергии расположена в подчердачном отапливаемом помещении, а солнечная фотопреобразовательная панель установлена на солнечной стороне здания отдельно от корпуса установки.