Автономный пост зарядки электромобилей (АПЗЭМ)

Номер документа 5820160026

РУБРИКА:
15. Использование нетрадиционных источников энергии

РУБРИКА ГРНТИ:
44.37.29. Гелиоэнергетические установки

АТРИБУТЫ:
Отрасли: Альтернативная энергетика
Тепловая энергия:
Электрическая энергия: Электропроизводство
Виды топлива:
Водные ресурсы:

РЕКВИЗИТЫ:
Вид документа: Проспект
Номер: -
Автор (принявший орган): ФГБОУ ВПО ПГТУ 440039 г. Пенза ул. Байдукова/ Гагарина 1а/11 тел. (8412) 204237 Баклин А.А.
Дата: 13.04.2016
Регион: Пензенская область
Источник информации: www.baklin.ru

ПОЛНЫЙ ТЕКСТ ДОКУМЕНТА:

Предназначен для выработки электроэнергии и электрической зарядки гибридных и электрических автомобилей. Рекомендуемая область применения- электрическая зарядка гибридных и электрических автомобилей, а также автомобилей, имеющих двигатели с маховичными накопителями энергии. АПЗЭМ содержит следующие составные части и устройства: здание АПЗЭМ ; подвижную, в направлении восток-запад, крышу расположенную под углом 45° к горизонту (для средней полосы России) и ориентированную плоской поверхностью на Юг; ТФСМ , расположенные на подвижной крыше ; ТФСМ , расположенные по бокам подвижной крыши  под углом 45° к плоскости подвижной крыши; коллектор нагрева (охлаждения) , заполненный теплоносящей жидкостью типа этиленгликоля и размещенной под медной подложкой ТФСМ; утеплитель; переднюю и заднюю стенки здании АПЗЭМ, имеющие дугообразную верхнюю часть с направляющими; силовые балки; опорные колеса ; ведущие колеса ; электропривод с червячным редуктором  ведущего колеса ; цилиндрическая опора силовых балок ; рабочее место зарядки  гибридных и электрических автомобилей; хранилище АКБ  на втором этаже здания АПЗЭМ; распределительный электрощит-контроллер зарядки  АКБ; лифт  для перемещения АКБ; робот-транспортер АКБ; кабель - разъем ; кабель-мотор ; система беспроводной зарядки  АКБ автомобилей; автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора АПЗЭМ; электронный пульт управления оператора; две и более РВЭУ; опора РВЭУ ; гелиопрожекторы  (не менее четырех); опора  гелиопрожектора ; тепловой насос; бак-аккумулятор; бак-теплообменник ; теплообменник  для охлаждения ТФСМ,  с использованием температуры грунтовой воды; датчики света, расположенные на верхней части гелиопрожектора  и верхней кромке подвижной крыши; датчики температуры , расположенные на медных подложках ТФСМ , а также в баке-аккумуляторе; зубчатый механизм; электропривод с червячным редуктором  для перемещения гелиопрожектора  в вертикальной плоскости; цилиндрический шарнир  гелиопрожектора; зубчатый механизм ; электропривод с червячным редуктором  для поворота гелиопрожектора  в горизонтальной плоскости; вертикальный вал  зубчатого механизма; подшипники  вертикального вала; опорный подшипник  гелиопрожектора; циркуляционный насос  подачи теплоносящей жидкости; теплообменник бака аккумулятора; циркуляционный насос для подачи грунтовой воды в теплообменник теплового насоса; электроклапан; преобразователь постоянного тока в высокочастотное напряжение; катушка передающая; катушка приемная  с преобразователем высокочастотного напряжения в постоянный ток (выпрямитель)  (находятся на электромобиле); МЭР  РВЭУ ; ротор-маховик  МЭГ; постоянные магниты  ротора-маховика; магнитное кольцо ротора-маховика; корпус  МЭГ; обмотки катушек, расположенные на корпусе напротив постоянных магнитов; магнитное кольцо , располагаемое на корпусе  напротив магнитного кольца  ротора-маховика одинаковой полярностью друг к другу; ротор РВЭУ; криволинейные лопасти аэродинамического профиля; криволинейный конфузор (два и более), образованный двумя криволинейными лопастями аэродинамического профиля; вал ротора; обгонная муфта; опорные подшипники вала  ротора; сферический корпус гелиопрожекторов; плосковыпуклая линза, закрывающая полость  сферического корпуса гелиопрожектор; светоотражающая внутренняя поверхность полости сферического корпуса; двояковогнутая линза, размещенная на зеркальной внутренней поверхности полости; электрический кабель, соединяющий обмотки катушек МЭГ РВЭУ  с электронным пультом управления; электрический кабель, соединяющий ТФСМ, с электронным пультом управления; трубопроводы для подачи воды, охлажденной грунтовыми водами.

Выработка электроэнергии при наличии ветра обеспечивается РВЭУ, которая работает следующим образом. РВЭУ устанавливается на опоре, высотой Н не менее высшей точки подвижной крыши, которая должна отстоять от поверхности земли не менее 8 м, чем достигается увеличение КПД использования ветра на 10%-15% при ветрах южного, юго-восточного и юго-западного направлений. Ветровой поток воздуха со скоростью V воздействует на ротор РВЭУ, состоящий из криволинейных лопастей аэродинамического профиля, которые образуют криволинейные конфузоры (не менее двух), и, проходя через эти конфузоры с увеличенной скоростью V1 равной 1,8V м/c, воздействует на последующую криволинейную лопасть аэродинамического профиля. Возникающий от силы ветра крутящий момент приводит во вращение вал с подшипниками  ротора  РВЭУ , а аэродинамический профиль криволинейных лопастей, при обтекании их воздушным потоком, в свою очередь, создает дополнительный крутящий момент за счет образованной подъемной силы, что увеличивает крутящий момент на валу  ротора РВЭУ . Ротор-маховик на нижней поверхности имеет магнитное кольцо , которое располагается напротив магнитного кольца , размещенного на корпусе  МЭГ. Магнитные кольца  и  обращены друг к другу одинаковой полярностью, что обеспечивает разгрузку в осевом направлении подшипников  вала  ротора РВЭУ  и ротора-маховика, т.е. осуществляется магнитная подвеска. Учитывая сказанное, коэффициент использования ветра становится соизмеримым с классическими крыльчатыми ветродвигателями и, как показали испытания на модели, достигает величины 0,30-0,32. Вращательное движение ротора  от действия ветра передается на вал  РВЭУ  и далее через обгонную муфту  на ротор-маховик, при вращении которого магнитное поле постоянных магнитов пересекает витки обмоток катушек, вырабатывая достаточное количество электрической энергии в виде постоянного тока. Электрическая энергия, выработанная РВЭУ  через электронный пульт управления, накапливается в АКБ, находящихся в хранилище, и в дальнейшем используется для зарядки АКБ электромобилей. Кроме того, ротор-маховик МЭГ, вращаясь, накапливает механическую энергию при максимальной скорости ветра. Если скорость ветра уменьшается обгонная муфта  отключает вал ротора РВЭУ  от вала  ротора-маховика, который продолжает вращаться, превращая накопленную механическую энергию в электрическую энергию.

Зарядка АКБ электромобилей проводится на рабочем месте зарядки  двумя способами. Первый способ зарядки АКБ электромобилей предусматривает применение кабеля-разъема, который стыкуется со специальной розеткой (не обозначена) электромобиля. Уровень зарядки АКБ контролируется оператором на АРМ. Второй способ предусматривает беспроводную зарядку АКБ, принципиальная схема которого представлена.  Предусмотрен также способ простой замены разряженных АКБ электромобилей на заряженные. Оператор с АРМ  через электронный пульт управления  подает команду роботу-траспортеру  на транспортировку заряженных АКБ из хранилища . С помощью лифта  со второго этажа здания АПЗЭМ  АКБ доставляются на рабочее место зарядки. Следует указать на особенность работы АПЗЭМ: если направление ветра южное, юго-восточное, юго-западное, т.е. совпадает с направлением наклона подвижной крыши , тогда поток воздуха, воздействующий на плоскую поверхность подвижной крыши  дополнительно направляется на ротор  РВЭУ. Эти направления ветров обеспечивает концентрацию воздушного потока на роторе  РВЭУ, что увеличивает коэффициент использования ветра на 10%-15%. Таким образом, все составные части и устройства АПЗЭМ, механически и электрически связанные между собой, представляют единую автоматизированную технологическую систему, обеспечивающую надежную выработку электроэнергии для целевого использования в автономном режиме работы. Кроме того АПЗЭМ обеспечивает горячее водоснабжение как побочный продукт использования возобновляемых источников энергии. Следует отметить абсолютную экологическую чистоту вырабатываемой АПЗЭМ электрической энергии по сравнению с электроэнергией традиционных тепловых электростанций, которые выбрасывают в атмосферу парниковые газы.  Преимущества - компактность, сокращение площади используемых фотоэлектрических модулей за счет применения  гелиопрожекторов. 

Внедрение АПЗЭМ позволяет экономить традиционные энергоресурсы до 100%, обеспечивает экологическую чистоту производства.