ПОЛУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ИЗ ЭНЕРГИИ ВЕТРЯНЫХ ПОТОКОВ, СОЗДАВАЕМЫХ ДВИЖУЩИМСЯ ТРАНСПОРТОМ

OBTAINING ELECTRICITY FROM THE ENERGY OF WIND FLOWS GENERATED BY MOVING VEHICLES

Denis Krasnov

1st year Master's student, Department of Electronics, Instrumentation and Biotechnical Systems, Vladimir State University named after A. G. and N. G. Stoletov,

Russia, Vladimir

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрены возможности преобразования ветряных потоков, создаваемых транспортными средствами в электроэнергию, и проблемы, связанные с подобными преобразованиями.

ABSTRACT

The article discusses the possibilities of using superconductors as reflecting screens of electromagnetic waves, problems arising when using superconducting materials to shield electromagnetic fields.

Ключевые слова: генерация электроэнергии, нетрадиционные способы получения электроэнергии, «Мост поперечного ветра», индукционные системы электропитания.

Keywords: electricity generation, unconventional methods of generating electricity, "Crosswind bridge", induction power supply systems.

Существуют различные способы преобразовать энергию, которая не является полезной в процессе какой-либо деятельности в электроэнергию. Имеется широкий спектр вариантов реализации таких преобразований, так-как такие методы повышают производительность при той же затрате ресурсов и позволяют снизить потребность в электроэнергии от других видов источников электроэнергии. Потому, научные исследования в этой области востребованы. Однако зачастую, такие источники энергии дают очень малое количество электроэнергии по сравнению с затратами ресурсов, а значит имеют малое КПД.

«Мост поперечного ветра»

В качестве примера рассмотрим проект, идея которого состоит в преобразовании энергии ветряных потоков, исходящих от движущихся автомобилей, в электроэнергию [1]. Принцип действия такой системы состоит в следующем. Автомобиль при движении по автодороге вызывает движение воздушных масс вокруг себя. Ветряной поток, созданный таким образом, воздействует на лопасти панели, в результате чего подвижная часть панели совершает вращательные движения вокруг закрепленной оси. Каждая панель имеет электромагнитную полосу, и представляет из себя систему индукционного источника электроэнергии. При вращении панели возникает индукционный ток. В проекте предполагается использовать систему из более чем двух тысяч таких панелей в конструкции моста, названного «Мостом поперечного ветра».

Предполагается, что энергии, вырабатываемой панелями моста, должно хватить для обеспечения электроэнергией осветительной системы моста.

Альтернативный способ преобразования энергии воздушных потоков в электроэнергию

Но, как было замечено в патенте, основанном на идее использования энергии и ветряных потоков от движущегося автомобиля для преобразования в электроэнергию, величина полезной энергии, полученной с использованием такого способа преобразования невелика, КПД таких панелей всего 40%. В патенте предлагается использовать вместо панелей гибкие мембраны, которые совершают колебательные движения вследствие движения воздуха. Колебания мембраны приводят в действие генератор электрической энергии, который вырабатывает импульсный переменный ток [2]. Такой способ получения электроэнергии позволяет повысить надежность и эффективность преобразования энергии ветряного потока в электроэнергию.

Достоинства и недостатки преобразования энергии ветряных потоков в электроэнергию

Таким образом, преобразование энергии ветряных потоков в электроэнергию с помощью системы индукционного питания предлагает различные конструктивные решения. Индукционные системы питания вращательного движения, основанные на преобразовании энергии ветра в электроэнергию весьма распространены, так как могут быть выполнены в виде простой по конструкции системы. В качестве примера можно привести ветрогенераторы [3] или уже приведенную выше индукционную систему питания «Моста поперечного ветра». Подобные панели могут располагаться и вдоль крупных транспортных магистралей, а генерируемая энергия потом может быть использована в различных целях: для питания различных потребителей электроэнергии малой мощности и для зарядки различных батарей. Преимуществом таких панелей является малый размер самих панелей. Полезная энергия от большого количества таких панелей может быть эквивалентна полезной энергии одного крупногабаритного индукционного источника энергии, но при этом быть более простой в изготовлении и сборке. Однако, в силу малой площади, на которую воздействуют воздушные потоки, подвижная часть индукционной системы питания должна быть достаточно легкой. Кроме того, электроэнергия, производимая одной панелью, должна быть много выше энергии различных потерь, что имеет весьма важное значение, учитывая, что величина вырабатываемой малой панелью энергии сама по себе невелика.

Можно сделать вывод, что индукционные источники электропитания в качестве преобразователей энергии ветряных потоков в электроэнергию имеют определенные перспективы развития. Системы с такими преобразователями могут быть использованы и для преобразования энергии ветряных потоков от движущихся транспортных средств, конструктивные решения в этом направлении уже существуют. Такие конструкции могут иметь малые габариты и довольно простое конструктивное исполнение, это позволяет производить такие системы массово. Однако полезная энергия таких источников электроэнергии невелика.

Список литературы:

1. Студия концепций Tiago Barros: Cross-Wind Bridge: официальный сайт, Алжезур, Португалия – URL: https://www.tiagobarros.pt/Cross-Wind-Bridge (дата обращения: 25.12.2022);
2. [Пат. 2491704 РФ, МПК H02N 2/18(2006.01), H02P 9/00(2006.01), F03D 11/00(2006.01), B60K 16/00(2006.01), B60L 8/00(2006.01). Способ получения электроэнергии от проезжающих транспортных средств, 2012108360/07: Заявл. 2012.03.05: опубл. 2013.08.27/ Гринкруг М.С., Ткачева Н. А., Ткачева Ю.И.; заявитель ФГБОУ ВПО "КнАГТУ". - 1с.: ил. -1.
3. Возобновляемые источники энергии: учеб.-метод. пособие [Электронный ресурс] / А.В. Бобров, В.А. Тремясов. – Электрон. дан. – Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2013.