СИСТЕМА АККУМУЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ, ПРЕДНАЗНАЧЕННАЯ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В КАЧЕСТВЕ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ИСТОЧНИКА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ, И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ УКАЗАННОЙ СИСТЕМОЙ В УСЛОВИЯХ СТАБИЛЬНОЙ РАБОТЫ ПЬЕЗОГЕНЕРАТОРОВ Российский патент 2025 года по МПК H02J7/32 H02N2/18 B63J99/00 

Раздел 1. Область техники.

Назначение - устройство аккумуляции электроэнергии, способ накопления электроэнергии с применением пьезогенераторов и способ управления в режиме источника постоянного тока.

Раздел 2. Использованные источники, достигнутый уровень техники:

1) изобретение по патенту Российской Федерации 2507672, автор Гойдин Н.Т.,

- быстрый доступ по адресу - https://www1.fips.ru/registers-doc-view/fips servlet?DB=RUPAT&DocNumber=2507672&TypeFile=html,

2) технические характеристики подводной лодки класса "Хай Кун", Китай,

- доступно по адресу - https://en.wikipedia.org/wiki/Hai_Kun-class_submarine,

- автор указывает широко распространенный пример работы пьезогенератора, а также ответы из организаций, связанных с Правительством Российской Федерации:

3) статья «Пьезогенераторы», автор Гейнер А.Ф., Россия,

- доступно по адресу - https://avrora-binib.ru/stati/pezokeramicheskie_istochniki_vysokogo napryazheniya/?vsclid=lrc5ihir5173917788.

4) ответ руководителя научного института от 21.11.2013, Россия,

- доступно по адресу - https://znamenatel2-011.liveiournal.com/1606.html,

5) ответ из Министерства промышленности и торговли России от 05.12.2016,

- доступно по адресу - https://znamenatel2-011.livejournal.com/1963.html,

6) ответ из Министерства обороны России от 06.09.2018,

- доступно по адресу - https://znamenatel2-011.liveiournal.com/2050.html;

- ниже автор указывает источники сведений о существующих технических сооружениях, работа которых связана с продолжительным и многократным изменением нагрузки:

7) актуальные характеристики судов класса Panamax, контейнеров TEU и причальных кранов,

- доступно по адресу - https://en.wikipedia.org/wiki/Container_ship,

8) актуальные характеристики башенных кранов (на примере SFT250C/T7520-16, Китай),

- доступно по адресу - https://www.sanyglobal.com/ru/product/crane/tower_crane/96/759/,

9) актуальные характеристики судостроительных кранов, на примере продукции Henan Zhonggong Group, Китай,

- доступно по адресу - http://lifting-crane.ru/2-gantrv-crane/209225/,

10) актуальные характеристики литий-ионного аккумулятора, Китай,

- доступно по адресу - https://www.aoklv-battery.com/ru/product/alfp-48200.html.

Известны технические решения отдельно для разных способов использования пьезогенераторов (ИЗ 2665682 RU), в том числе при вращении пьезогенераторов (ИЗ 2264687 RU), отдельно для способов накопления электроэнергии (ниже). В США для различных аспектов использования пьезоэлементов известны US 4511818 А 16.04.1985 и US 7830071 В2 09.11.2010. При этом генератор не предназначен для накапливания электроэнергии.

Автор предлагает неизвестное решение, когда сохраняющиеся стабильными условия срабатывания пьезогенераторов позволяют получить технический результат в виде бесперебойного источника электроэнергии, полученной от пьезогенераторов. При этом, предлагаемое решение не использует

- иные источники электропитания, другие функциональные (токопроводящие) элементы общей конструкции (контейнеры, ящики, опоры), систему обнаружения неисправностей, систему контроля присутствия человека - патент ИЗ 2575862 RU, где (в отличие от предложения в настоящей заявке) система аккумуляции подключена параллельно с нагрузкой (см. фиг.. 1 в источнике); так же система подключена в описаниях по патенту 2512880 RU и по заявке 2012111677 RU;

- следящую система (веб-сервер, Wi-Fi-маршрутизатор) для сбора статистических данных и разделения работы всей системы на циклы - патент ИЗ 2749548 RU, где оптимизация работы происходит «каждые три дня» (см.описание фазы-4 в источнике);

- систему управления от значений температуры - заявка ИЗ 2012107169 RU. Полезное влияние совместно с отсутствием иного указанного влияния на признаки «аккумулирования» и «работает непрерывно» ранее не применялось.

Раздел 3. Раскрытие сущности изобретения в конкретных областях.

3.1. Общеизвестно, что для преобразования механической энергии в электрическую с помощью пьезоматериалов необходимо условие:

dF/dT ≠ 0 (не равно нулю),

- где (dF/dT) - дифференциал силы во времени (см.также п. 4 Раздела 2),

- то есть нужно не только усилие, но изменение усилия.

Из источника по п. 1 Раздела 2 (патент 2507672 RU) известен способ генерации электроэнергии для подводной лодки или для других объектов, способных к управляемому движению по глубине, когда условие работы пьезоэлектрического преобразователя выполняется непрерывно в течение длительного времени. В подводном положении подводная лодка, постоянно испытывает внешнее давление забортной воды. Изменение глубины погружения вызывает колебание общих линейных размеров (фиг. 1, 2).

Пример можно наблюдать на 28-30 минуте в фильме «Убрать перископ»

(«Down Periscope», 1996, «20th Century Fox», USA). Корпус корабля передает возрастающее давление забортной воды на пьезоэлемент (на фиг. 2 - под цифрой 2), который жестко связан с палубой (1). При этом, каждые 10 метров изменения глубины дают изменение давления на 10 Н/м² (на 1кГс/см²). Таким образом, при любом изменении глубины погружения подводной лодки УСЛОВИЯ срабатывания пьезогенераторов СОХРАНЯЮТСЯ ПОСТОЯННО при изменении глубины. Использование условия возможно до глубины нескольких сотен метров (см. источник по п. 2 Раздела 2).

Из описания по патенту 2507672 RU известны система и способ «генерирования электрической энергии» с помощью пьезопреобразователей, которые получают механическое воздействие через амортизаторы различной жесткости и установлены на элементах конструкции подводной лодки (п. 1, 2, 3, 7, 8 формулы ИЗ 2507672). Причем, признаки «установлен на палубе», «жесткая связь», «возможность взаимодействия с корпусом судна», «размещение на основании», «передача давления забортной воды» и «механическое нагружение» достаточны для раскрытия взаимосвязи с результатом генерации электрической энергии «при изменении глубины погружения» без указания каких бы то ни было количественных показателей в части размеров и ориентации указанных элементов.

Однако, решение по патенту 2507672 RU не предлагает способ аккумуляции электроэнергии, полученной с помощью пьезопреобразователей.

То есть известны способы получения электроэнергии от пьезопреобразователей, но не известно решение сбора такой электроэнергии. Также неизвестно применение пакета пьезопреобразователей. разделенных жестким диэлектриком для работы в условиях высокой механической нагрузки.

Для рассмотрения предложения автора существенное значение имеет следующее обстоятельство:

- вывод о промышленной применимости изобретения по патенту 2507672 RU не мог быть обоснован исключительно пунктами формулы, то есть пояснения описания достаточны без дополнений,

- тем не менее, для соответствия этому критерию требуется создать носитель системы и установить пьезогенератор на носитель, однако никаких примеров во всем мире не было и не появилось (см. подраздел 3.2 ниже);

- то есть объект применения «подводное судно» известен, и технический результат очевиден без дополнительных пояснений об условиях создания объекта и без указания конкретного места установки пьезогенераторов.

3.2. Помехи расширению области применения пьезопреобразователей. Способ получения электроэнергии на основе пьезоэффекта известен со времен опыта братьев Кюри (1880). Также с конца XIX века в основном сохранились цели изготовления и размеры пьезопреобразователей - для прикладных лабораторных работ или для демонстрации очередного принципа. В таких испытаниях не ставится цель развития промышленного производства, и производители реагируют лишь на ограниченный спрос научных организаций или производителей «малых систем» и микроэлектроники. То есть, даже при невозможности любой критики с точки зрения физической природы явления технолопли изготовления пьезопреобразователей не развиваются.

Одной из причин, по которым российское техническое решение (патент 2507672) не получило распространение в других странах, стала неизвестность предложенного способа за пределами России, но основными помехами автор считает следующие две:

- во-первых, стойкое представление о получении эффекта только при однократном («лабораторном») срабатывании пьезопреобразователя или о срабатывании в течение ограниченного времени,

- во-вторых, отсутствие интереса к проведению исследований и, как следствие, отсутствие заказа и производства элементов с нужными характеристиками и размерами.

Источник по п. 3 Раздела 2 содержит сведения о том, что, что при воздействии усилием всего в 25 ньютонов (в источнике см. п. 4) выходная мощность может достигать высоких значений, но решающую роль играет малое время работы и однократное срабатывание - достаточное для получения искры и недостаточное для накопления и передачи электроэнергии. То есть широко известный пример работы пьезоэлемента в зажигалке распространил и мнение в пользу необходимости постоянных щелчков зажигалкой, что рациональным занятием справедливо не считается. Но мнение о нецелесообразности извлечения электроэнергии из зажигалки формирует пристрастное отношение к любому иному случаю.

Из источников по п. 5,6 Раздела 2 известны ответы из российской научной организации и из Правительства России. Очевидно, что ни в одном ответе вывод о нецелесообразности внедрения не обоснован результатами испытаний. Выводы российских представителей сделаны на основе предположения. Однако такой подход мешает использованию физического принципа в отраслях, где УСЛОВИЯ для срабатывания пьезогенераторов (в отличие от условий работы зажигалки) СУЩЕСТВУЮТ ПОСТОЯННО, то есть отрицание практической пользы решения по патенту 2507672 RU, по меньшей мере, преждевременно. С другой стороны, в домашних условиях невозможно провести все работы, достаточные с точки зрения объективности окончательного вывода.

При этом, отсутствие необходимых опытных работ не является недостатком российского изобретения по патенту 2507672 RU и не помешало признанию патентоспособности решения.

3.3. Техническое решение для аккумуляции электроэнергии с применением пьезогенераторов.

При использовании пьезогенераторов задача накопления электроэнергии возникает всегда, но в условиях однократного срабатывания пьезогенератора решить такую задачу невозможно. По причине отказа от испытаний и производства неизвестно использование пьезоэлементов, способных к работе при постоянном изменении механической нагрузки высоких значении.

Стабильная работа пьезоэлементов возможна, когда созданы условие для многократного срабатывания пьезоэлементов и условие прочности самих пьезоэлементов, и эти условия должны возникать объективно. Такие условия должны действовать совместно, и при отсутствии любого одного условия стабильная работа пьезоэлементов невозможна, а задача накопления электроэнергии утрачивает смысл.

То есть, условие прочности рабочих элементов совместно с многократным повторением условия dF/dT ≠ О (изменение усилия) характеризуют общий существенный признак в виде «условия преобразования механической энергии в электрическую», что необходимо для осуществления предлагаемого способа и работы предлагаемой системы в режиме накопления.

Даже в примере с зажигалкой (п. 3 Раздела 2) признается результат в виде получения мощности 750 киловатт (в источнике см. п. 3) за одно срабатывание всего одного пьезопреобразователя. А при одновременном и неоднократном срабатывании большого числа пьезогенераторов их общая работа увеличится значительно, и в этом случае уже возможно использование электроэнергии при решении задачи локального накопления.

Такой результат достигается с созданием и применением системы аккумуляции, совместимой с пьезогенераторами, которые систематически испытывают нагрузку, существенно превышающую десятки ньютонов (как в примере с зажигалкой). Система оснащается аккумуляторами из числа реальных и пьезогенераторами из доступных материалов; при этом пьезогенераторы соединены параллельно и собраны в пакет с прочными диэлектриками (фиг. 3). Благодаря использованию прочных диэлектриков для разделения пьезоэлементов предлагаемая система сохранит устойчивость при нагрузке до нескольких сотен килоньютонов (п. 2, 7, 8, 9 Раздела 2). В зависимости от выходных параметров системы нагрузкой для аккумуляторов могут быть любые потребители постоянного тока, чему соответствуют, например, характеристики аккумулятора, известного из источника по п. 10 Раздела 2.

Условия стабильной работы пьезогенераторов позволяют предложить простой способ управления разрядом и зарядом аккумуляторов (ниже), который исключит вынужденную остановку работы обшей системы при необходимости заряда одного или нескольких аккумуляторов.

3.4. Осуществление изобретения.

Решение задачи накопления электроэнергии (стабильная работа пьезогенераторов) возможно на подводной лодке. Подобные условия срабатывания пьезогенераторов возникают при эксплуатации других объектов.

В портовых сооружениях (фиг. 6) в случае разгрузки и последующей загрузки только одного транспорта класса Panamax необходимо выполнить до 5 000 подъемных операций по направлению «судно-берег» и до 5 000 операций «берег-судно», при этом масса одного загруженного контейнера марки TEU составляет около 20 000 кг (см.источник по п. 7 Раздела 2); пакет пьезогенераторов, размещенный под основанием крана, будет срабатывать с этой нагрузкой при каждой подъемной операции. Если считать время одной операции в 15 минут или менее, то за 6 часов один кран «нагрузит» один пакет пьезогенераторов около 25-30 раз. В случае оборудования транспортного судна собственным краном (редуктором) предлагаемая система не используется. Но редуктор занимает полезные объемы судна и без электропитания (судового или портового) работать не сможет. В строительстве наземных сооружений, на предприятиях кораблестроения общее число срабатываний пакета пьезогенераторов при создании одного объекта будет соответствовать весу всего поднятого груза за все время постройки, деленному на грузоподъемность одного условно-занятого подъемного устройства (см. источники по п. 8, 9 Раздела 2). При этом масса материалов, поднятых при строительстве корабля, соответствует проектному водоизмещению, а при строительстве наземных сооружений масса конструкции также известна из проекта - соответствует расчету на основании требований к фундаменту. При производстве ремонта с заменой агрегатов или составных частей масса всех поднятых материалов не может быть меньше, чем удвоенная масса элементов, подлежащих замене.

Существенно и очевидно, что точное определение частоты погрузочных операций и, следовательно, частоты срабатывания пьезогенераторов, возможно исключительно при подведении итогов работы, в разных отраслях это значение окажется разным и может служить всего лишь планируемым ориентиром на сутки или на месяц. Все указанные подъемные краны существуют реально, как и «подводное судно» (см. подраздел 3.1). Также известно, что использование крана с высокой грузоподъемностью возможно только после подготовки места его размещения с производством всех необходимых работ для создания стационарного фундамента или временного основания в виде конструкции причала, железнодорожного полотна и прочих сооружений, связанных с естественным грунтом. Более того, если необходимо выполнять работу с грузами до нескольких десятков тонн одним краном, то иные основания, которые не имеют таких особенностей, на предприятиях транспорта и строительства не применяются.

Структура таких сооружений на транспорте и в строительстве предполагает применение нескольких слоев уплотнений из различных материалов в пределах всего возможного перемещения крана для монтажа оборудования в целях электроснабжения, связи, пожаротушения и прочее на разной глубине залегания.

Такие условия осуществимы на практике - выполняются независимо от применения изобретения (существуют объективно). С применением таких же однотипных методов в конструкции основания подъемного устройства возможно создать дополнительные углубления, каналы или ниши в целях размещения и неподвижного закрепления пьезогенераторов, которые для коммутации могут быть предварительно собраны на собственном основании.

То есть назначение фундаментов однотипных подъемных устройств, жесткая связь с землей и однотипные способы их создания в портах морского или речного транспорта и на объектах строительства или ремонта судов или наземных сооружений совместно с технологией монтажа дополнительного оборудования в конструкции таких сооружений, в том числе для неподвижного закрепления иных элементов, характеризуют такой признак изобретения как «основание подъемного устройства», который является общим для частных форм реализации и также предусматривает возможность размещения пьезогенераторов «под основанием подъемного устройства». При этом определение «технологических способов установки» не является задачей предлагаемого изобретения и не относится к пределам охраняемых прав, как и в случае оценки изобретения по патенту 2507672 RU (см.также источник по п. 6 Раздела 1).

Для размещения аккумуляторов на предприятиях транспорта и строительства возможность очевидна, а на подводной лодке аккумуляторы размещены и используются реально (см.источник по п 2 Раздела 2).

Поэтому в части соответствия критерию промышленной применимости условия срабатывания пьезогенераторов под основанием подъемного крана (портового, стапельного, башенного и др.) не уступают условиям при размещении пьезогенераторов на подводной лодке (см. п. 1, 2, 3 формулы по патенту 2507672 RU).

Раздел 4. ОПИСАНИЕ РАБОТЫ.

Схемы и обозначенные позиции показывают:

- на фиг. 1 - зависимость давления забортной воды на корпус подводного судна от глубины его погружения; изменение глубины вызывает изменение основных размеров;

- на фиг. 2 - места контакта корпуса и палубы (1), на которой установлены пьезогенераторы как показано в источнике по п. 1 Раздела 2;

- на фиг. 3 - пьезогенератор (2), состоящий из пьезоэлементов с пружинами для амортизации внешней нагрузки и снижения износа пьезоэлектрических преобразователей,

- при этом для увеличения числа одновременно работающих элементов пьезогенераторы собраны в пакет и для обеспечения прочности при внешнем механическом воздействии разделены прочными диэлектриками (4); показаны 3 пьезогенератора в одном пакете (под цифрой 2), количество пакетов в одной эксплуатационной сборке (под цифрой 3) зависит от условий применения; показано параллельное подключение пьезогенераторов к аккумуляторам;

- на фиг. 4 - передачу электроэнергии (U₃) от пакета пьезогенераторов (3) к аккумулятору (5) через диодный затвор и блок коммутации (6), который управляется контроллером (7), который настроен на условно максимальные и условно минимальные значения одного или нескольких параметров состояния аккумулятора, таких как емкость, плотность электролита, напряжение, сила тока, мощность или других;

- на фиг. 5 - автоматическую работу контроллера (7) и блока переключателей (6) для управления зарядом и разрядом аккумуляторов;

- показано параллельное подключение аккумуляторов к пьезогенераторам (на входе каждого аккумулятора напряжение U₃ - фиг. 3. фиг. 4) и к нагрузке;

- на фиг. 6 - область применения предложенной системы на морском и речном транспорте; рубильник (8); показано нерабочее состояние системы;

- при отключении всех аккумуляторов от пьезогенераторов работа системы будет возможна только до полного разряда всех аккумуляторов, и непрерывная работа системы прекратится (п. 4 формулы);

- для ввода системы в эксплуатацию целесообразно предварительно установить как заряженные аккумуляторы, так и разряженные;

- на фиг. 7 - необходимость компенсации неравномерного распределения нагрузки;

- на фиг. 8 - установку пакета пьезогенераторов в нише под подъемным краном.

Фиг. 8 показывает положение готовности пьезогенераторов к работе с использованием амортизаторов, когда пакет пьезогенераторов неподвижен. Причем, высота собственного основания пакета пьезогенераторов (h₃) выбирается перед вводом системы в эксплуатацию. Механическое воздействие передается, начиная с момента, когда вес крана увеличивается уже при натяжении подъемного троса (отрыв груза от поверхности). Для срабатывания в момент отрыва груза от поверхности амортизаторы, находясь в ненагруженном состоянии, установлены без зазора с верхней поверхностью технологической ниши (H^*=h₁+h₂+h₃), а при установке без использования амортизаторов такого зазора не должно быть у ненагруженного пьезогенератора (H^*=h₂+h₃).

Признак влияния «в рабочем положении, в котором возможно взаимодействие» также использован в изобретении по патенту 2507672 RU.

При этом предлагаемое изобретение не требует размещения пакета пьезогенераторов непосредственно под краном (на фиг. 6 и фиг. 8 показано влияние), не требует размещения только одного пакета в одном месте, не требует размещения пакета больших размеров, сравнимых, например, с площадью основания крана. Процесс изготовления пакета пьезопреобразователей, его основания, диэлектриков и амортизаторов, как и определение их характеристик, не являются задачами предложенного изобретения (как и в случае способа и системы генерации по патенту 2507672 RU).

При поднятии груза подъемный кран через свое основание передает увеличенное давление на пакет пьезогенераторов, при этом пружинный амортизатор снижает нагрузку, а также компенсирует неравномерное распределение механической нагрузки (фиг. 7), возникающее при контакте с неплоской поверхностью корпуса подводной лодки, при контакте с негоризонтальной платформой подъемного устройства (α) и при перемещении груза по горизонту (I, II). Причем, при выполнении подъемной операции изменение механической нагрузки для всех элементов пакета пьезогенераторов будет иметь колебательный характер около одного среднего значения (за одну операцию), и для компенсации такой нагрузки применяют амортизаторы одинаковых размеров и жесткости.

Автор не заявляет требования о применении амортизаторов одинаковой жесткости при размещении системы на подводной лодке (см. п. 4, 5, 6 формулы).

Полученный от пакета пьезогенераторов (3) постоянный ток с напряжением U₃ через диодный затвор и блок коммутации (6) система подает на аккумулятор (5). Для увеличения времени работы системы в режиме источника постоянного тока (время разряда) аккумуляторы объединены в группы, группы должны быть подключены к различным потребителям (не показано - потребители не являются частью системы), и разряд в разных группах будет происходить с разной скоростью. То есть, состояние различных групп аккумуляторов в один момент времени будет различно - разные группы будут иметь разную оставшуюся емкость. Такое же состояние будут иметь группы аккумуляторов, предназначенные для основного и резервного питания одного потребителя.

На фиг. 5 показаны два аккумулятора из разных групп - 5А и 5В, при этом аккумуляторы из группы 5А близки к полному разряду, а аккумуляторы из группы 5В завершают процесс заряда. Контроллер 7 сравнивает текущие значения параметра состояния аккумулятора с минимальными и максимальными значениями, которые заданы по усмотрению оператора перед вводом системы в эксплуатацию. Кода аккумулятор 5А разрядится, значение контролируемого параметра достигнет минимального значения - 7min, и контроллер сформирует два управляющих сигнала:

1) на отключение аккумулятора 5А от потребителей

2) и в блок коммутации 6 на подключение к пьезогенераторам для начала заряда. Другой аккумулятор 5В находится в состоянии заряда, на время заряда от нагрузки отключен. Когда аккумулятор зарядится, значение его контролируемого параметра станет максимальным - 7max, и котроллер сформирует команду в блок коммутации на отключение от пьезогенераторов и команду на подключение к потребителям - заряд аккумулятора 5В прекратится, и начнется разряд.

Этот же способ применяется для управления двумя группами аккумуляторов, которые используется в качестве основного и резервного источников питания (5А и 5В) для одного потребителя.

При необходимости замены или ремонта составных частей рубильник (8) отключает пьезогенераторы от аккумуляторов, как показано на фиг. 6.

Выводы автора изобретения:

1) технический результат - получение бесперебойного источника постоянного тока локального назначения;

- при этом применены частные решения (с имеемым назначением реализованы впервые): а) накопление электроэнергии при работе пьезогенераторов,

b) автоматическое переключение заряда и разряда аккумуляторов без вынужденного отключения всей системы от нагрузки;

2) изобретательский уровень - при других условиях работы пьезогенераторов, без автоматической смены циклов заряда и разряда отдельного аккумулятора, входящего в систему, добиться основного технического результата нельзя; причем, система не зависит от других источников электроэнергии;

3) промышленная применимость - практическая реализуемость (1) при изготовлении с использованием существующих материалов и имеющихся технологий (синтез, формовка, прессовка и пр.) прочных пьезогенераторов, а также диэлектриков и амортизаторов,, которые отвечают условиями конкретной механической нагрузки, (2) при размещении системы на подводной лодке и на объектах с использованием подъемных устройств;

4) новизна - способ и независимая система аккумуляции электрической энергии при использовании пьезоэффекта ранее не предлагались.

Особенности и преимущества предложенного изобретения:

1) автоматическая смена циклов заряда и разряда любого аккумулятора без отключения всей системы от потребителей, что обеспечит бесперебойное электропитание в течение всего времени, когда аккумуляторы связаны с пьеза-преобразователями, в том числе до замены составных частей по причине износа или неисправности,

2) стабильное повторение работы пьезогенераторов с однотипной механической нагрузкой,

3) изготовление и применение пьезогенераторов из доступных пьезоматериалов,

4) возможность замены амортизаторов с учетом износа пьезогенераторов,

5) широкий выбор реальных аккумуляторов с оптимальными характеристиками,

6) компактное размещение составных частей,

7) работа на удалении от мест социальной активности,

8) предсказуемость результата, что существенно упрощает расчет и проведение опытных работ для изготовления пьезогенераторов, совместимых с реальными аккумуляторами.

Другие известные предложения (например, магистральные железные дороги, турникеты, эскалаторы, танцевальные площадки) таких особенностей не имеют, и действительно требуют большего времени для исследований (определение варианта комбинации пьезоматериалов с высокой чувствительностью), что повышает стоимость опытных работ и стоимость изготовления преобразователей.

Изобретение относится к системе аккумулирования электроэнергии, полученной от пьезоэлектрических преобразователей. Система содержит по меньшей мере два пьезоэлектрических преобразователя и по меньшей мере два накопителя электрической энергии, связанные с пьезоэлектрическими преобразователями электрической коммуникацией. Пьезоэлектрические преобразователи собраны в пакет и подключены параллельно друг другу, накопители электрической энергии подключены параллельно друг другу. Причем пакет пьезоэлектрических преобразователей размещен под основанием грузоподъемного устройства, выполняющего однотипные работы. Кроме того, система содержит блок коммутации для подключения накопителей к пьезоэлектрическим преобразователям, отключения накопителей от пьезоэлектрических преобразователей, подключения накопителей к потребителям и отключения накопителей от потребителей. Также система содержит контроллер для формирования сигналов, управляющих осуществлением заряда и разряда отдельного накопителя в зависимости от уровня его заряда. Между пьезоэлектрическими преобразователями и накопителями размещен рубильник для отключения пьезоэлектрических преобразователей от аккумуляторов при необходимости замены или ремонта составных частей системы. Возможны варианты выполнения системы, касающиеся числа и размещения пакетов под основанием грузоподъемного устройства, числа пьезоэлектрических преобразователей в пакетах, а также разделения накопителей на группы для их подключения к одному потребителю или разным потребителям. Техническим результатом является возможность работы системы в качестве бесперебойного источника электроэнергии, полученной от пьезоэлектрических преобразователей. 8 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Система аккумулирования электроэнергии от пьезоэлектрических преобразователей, содержащая по меньшей мере два пьезоэлектрических преобразователя и по меньшей мере два накопителя электрической энергии, связанные с пьезоэлектрическими преобразователями электрической коммуникацией, отличающаяся тем, что

пьезоэлектрические преобразователи собраны в пакет и подключены параллельно друг другу, накопители электрической энергии подключены параллельно друг другу,

при этом система содержит блок коммутации для подключения накопителей к пьезоэлектрическим преобразователям, отключения накопителей от пьезоэлектрических преобразователей, подключения накопителей к потребителям и отключения накопителей от потребителей,

кроме того, между пьезоэлектрическими преобразователями и накопителями размещен рубильник для отключения пьезоэлектрических преобразователей от аккумуляторов при необходимости замены или ремонта составных частей системы,

при этом пакет пьезоэлектрических преобразователей размещен под основанием грузоподъемного устройства, выполняющего однотипные работы,

причем система содержит контроллер для формирования управляющих сигналов начала заряда и начала разряда накопителей электрической энергии, обеспечивающий переключение заряда и разряда отдельного накопителя по результатам сравнения текущего значения заряда каждого накопителя с заданными контрольными значениями уровня заряда таким образом, что при одном контрольном значении, близком к полному заряду, заряд прекращают и накопитель подключают к потребителям, а при другом контрольном значении, близком к полному разряду, накопитель отключают от потребителей и начинают его заряд,

при этом блок коммутации и система в целом не используют иные источники электрической энергии, кроме тока заряда.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что содержит по меньшей мере два пакета пьезоэлектрических преобразователей, которые установлены под основанием грузоподъемного устройства.

3. Система по п. 2, отличающаяся тем, что в пакеты включено одинаковое число пьезоэлектрических преобразователей.

4. Система по п. 2, отличающаяся тем, что в пакеты включено неодинаковое число пьезоэлектрических преобразователей.

5. Система по любому из пп. 2-4, отличающаяся тем, что пакеты размещены под основанием грузоподъемного устройства в одном месте.

6. Система по любому из пп. 2-4, отличающаяся тем, что пакеты размещены под основанием грузоподъемного устройства в разных местах.

7. Система по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что накопители разделяют на группы и каждая группа включает по меньшей мере один накопитель.

8. Система по п. 7, отличающаяся тем, что группы накопителей подключают к разным потребителям.

9. Система по п. 7, отличающаяся тем, что в качестве источников основного и резервного питания для одного потребителя используют две группы накопителей.