АВТОНОМНЫЙ КОМПЛЕКС ЭНЕРГОИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПАССАЖИРСКИХ ОСТАНОВОК ОБЩЕСТВЕННОГО ТРАНСПОРТА
SELF-CONTAINED POWER SUPPLY AND INFORMATIONAL SUPPORT SYSTEM FOR PUBLIC TRANSPORT PASSENGER STOPS

Изобретение автономный комплекс энергоинформационного обеспечения пассажирских остановок общественного транспорта (далее АКЭИОПООТ) относится к возобновляемым источникам энергии, в частности, к энергиям Солнца и ветра, а также к области использования информационной техники. Автономный комплекс энергоинформационного обеспечения пассажирских остановок общественного транспорта предназначен для: независимого от традиционных источников энергии, накопления и снабжения электроэнергией радиоэлектронной системы информационного обеспечения пассажирских остановок; естественного и искусственного освещения пассажирских остановок общественного транспорта, комбинированного с ней помещения торгового павильона, в том числе и пассажирских остановок общественного транспорта, размещенных между населенными пунктами, а также может найти применение для закрытых торговых рядов, размещенных на рыночных площадях, и других социально-бытовых объектов различного назначения. Известно энергоэффективное здание [1], содержащее южный скат двускатной кровли, полностью использованный под совместное размещение солнечных коллекторов водяного отопления и солнечных фотоэлектрических панелей, а также сплошной витраж (оконный проем) южной ориентации. Недостатками описанного энергоэффективного здания являются предложенное решение кровли в целом, исключающее или затрудняющее прямое солнечное освещение и прогрев, как и естественную аэрацию помещений, расположенных в глубине здания, а также решение нормального расположения угла южного ската кровли к солнечным лучам в полдень осеннего/весеннего равноденствия, что является оптимальным для солнечных фотоэлектрических панелей, но снижающее эффективность, при совместном с ними размещении, максимальной теплоотдачи солнечных коллекторов водяного отопления, в наиболее холодные месяцы года при низкой высоте солнца над горизонтом. Кроме того, необходимо очищать от снежного покрова в зимние месяцы солнечные и фотоэлектрических панели. Известно изобретение энергоэффективной здание «экодом solar» [2], содержащее стены помещения, солнечные коллекторы, солнечные фотоэлектрические панели, смонтированные на крыше здания, козырьки, выступающие за оконные проемы. Основным недостатком этого изобретения является невозможность получения электроэнергии от энергии ветра, затененные козырьками окна здания, кроме того, отопление здания с помощью солнечных коллекторов эффективно для средней полосы России только шесть месяцев в весенне-осеннем промежутке время года. Известно энергоэффективное здание [3], содержащее начинающийся от цоколя южный скат двускатной кровли, полностью использованный под размещение солнечных коллекторов горячего водоснабжения. Недостатком этого здания является решение южного ската кровли, закрывающего полностью южную стену дома, что исключает или затрудняет прямое солнечное освещение и прогрев жилых помещений зимой, как и их естественную аэрацию летом. Кроме того, рассматриваемое энергоактивное здание не позволяет в зимнее время обеспечить комфортное проживание без дополнительных источников тепла. Известно устройство энергообеспечения коттеджа от ветроэнергетического комплекса [4], состоящее из ветроколеса, мультипликатора, генератора постоянного тока, аккумулятора, блока управления станцией, двух блоков коммутации, трех инверторов, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит щит освещения и второй распределительный щит, при этом электроводонагреватель соединен с электрической сетью трехфазного переменного тока через второй распределительный щит и четвертый блок коммутации и с выходами инверторов ветроэнергетической установки через третий блок коммутации, причем щит освещения соединен с первым распределительным щитом через второй блок коммутации, а выходы инверторов ветроэнергетической установки соединены с щитом освещения через блок измерения тока щита освещения. Недостатком этого устройства является использование, наряду с ветроустановкой, традиционной электрической электроэнергии, кроме того, применение сложной системы инверторов и распределительных щитов снижают надежность и автономность функционирования установки. Известен способ от информационного обеспечения общественного транспорта [5]. Изобретение относится к средствам массовой информации, в частности, к способам обеспечения пассажиров общественного транспорта справочной и рекламной информацией. Техническим результатом является возможность оперативно изменять содержание блоков информации, воспроизводимых в салоне транспортного средства. Для этого предварительно в компьютере формируют базу данных обо всех маршрутах движения транспортных средств предприятия, звуковые файлы названий остановок, звуковые файлы слов и фраз и рекламных текстов, переносят эти сведения в память микро-ЭВМ, введенной в информационную установку, в память микро-ЭВМ, записывают программы, обеспечивающие выполнение внешних управляющих команд, с помощью которых выбирают в памяти микро-ЭВМ маршрут следования транспортного средства. Перед закрытием дверей на каждой остановке и перед каждой остановкой на вход микро-ЭВМ подают внешнюю управляющую команду, по которой программно осуществляют формирование блока информации путем воспроизведения звуковых файлов слов, фраз и текстов, причем блок информации, формируемый по внешней управляющей команде, подаваемой перед закрытием дверей на остановке, включает предупреждение о закрытии дверей, название следующей остановки и информацию рекламного характера, а блок информации, формируемый по внешней управляющей команде, подаваемой перед остановкой, включает название остановки и, при необходимости, сообщение об изменении маршрута следования транспортного средства. Основным недостатком данного изобретения является тот факт, что информация о движении относится только для пассажиров находящихся внутри салона общественного транспорта. Известен патент [6] способ сигнализации пользователям общественного пассажирского транспорта и устройство для его реализации, включающий определение местоположения общественных транспортных средств, передачу информации о местоположении общественных транспортных средств на центральный узел и с него - на терминал пользователя, прием терминалом пользователя информации о местоположении общественных транспортных средств, отличающийся тем, что с центрального узла на терминал пользователя передают информацию о местоположении общественных транспортных средств по запросу пользователя. Основным недостатком рассмотренного изобретения является зависимость от традиционных источников энергии и относительно сложная передача и прием информации о местоположении общественных транспортных средств. Задачами, на решение которых направлено заявленное изобретение, являются: автономность информационного обеспечения остановок общественного пассажирского транспорта, в том числе и остановок между населенными пунктами; автономность энергоснабжения помещений социально-бытового назначения комбинированных с остановками общественного пассажирского транспорта за счет использования и накопления электроэнергии от возобновляемых источников энергии Солнца и ветра; повышение КПД использования воздушного потока (ветра); получение электроэнергии от солнечных лучей (радиации) путем использования ТФЭМ; энергосбережение, осуществляемое путем применения естественного освещения в дневное время с помощью полых световодных труб и светодиодных ламп в вечернее время; отопление помещений в холодное время года инфракрасными излучателями тепла; подогрев инфракрасными излучателями тепла крыши пассажирской остановки и комбинированной с ней торгового павильона с целью удаления снежного покрова в зимнее время года; повышение удобства пользования общественным транспортом за счет информации времени ожидания на остановках и более рационального выбора пассажирами маршрута следования. Из уровня техники также известен патент на изобретение [7] способ информирования пассажиров о продолжительности ожидания маршрутных транспортных средств, заключающийся в том, что предварительно каждое маршрутное транспортное средство снабжают устройством связи, используемым для автоматического определения в процессе движения координат местоположения транспортного средства на маршруте с использованием каналов мобильной связи и сервера, формирующего базу данных по координатам и направлениям движения транспортных средств, а затем по запросу с устройства мобильной связи пассажира, определяющего и передающего на это устройство значения продолжительности ожидания транспортного средства на остановке. Кроме того, предварительно остановки маршрута в обоих направлениях маркируют, а сервер дополнительно снабжают базой данных со сведениями о маркировке остановок и о графиках движения маршрутных средств, которые затем учитываются при определении сервером продолжительности ожидания. При этом запрос пассажира и передачу сведений с сервера осуществляется в USSD-режиме. USSD-запрос пассажира включает номер маршрута транспортного средства и маркировку остановки, а для определения координат местонахождения транспортного средства на маршруте используют связь с базовыми станциями сети мобильной сотовой связи. Недостатками известного способа являются: неудобство для пассажиров обязательно пользоваться мобильной связью; зависимость работы информирования пассажиров о продолжительности ожидания маршрутных транспортных средств от традиционных источниках электроэнергии; пассажиры, обладающие определенными физическими недостатками, не смогут пользоваться этим способом; кроме того, пользователи мобильной связью обязаны платить за оказанные услуги. Наиболее близким по техническому решению являются принятые авторами в качестве прототипов изобретения [7] и [1].
Техническим результатом изобретения является: получение электроэнергии от ВЭУ, состоящей из двух трехлопастных ветродвигателей, встроенных в цилиндрическую часть концентратора воздушного потока (ветра), с общим горизонтальным валом, вращающихся в противоположные стороны, что исключает влияние гироскопического момента при повороте концентратора с двумя трехлопастными ветродвигателями на вектор V воздушного потока (ветра); применение двух магнитоэлектрических генераторов, кинематически связанных с конструкцией ободов трехлопастных ветродвигателей; получение электроэнергии от тандемных фотоэлектрических модулей (ТФЭМ); использование накопителей электрической энергии в виде блока литиевых аккумуляторных батарей; применение завихрителей воздушного потока, размещенных на внутренней поверхности концентратора в конфузорной его части, повышающие КПД выработки электроэнергии от ветродвигателей; обеспечение естественного освещения за счет применения полых световодных труб с оптически активным куполом; обогрев помещений с применением инфракрасных обогревателей; применение индивидуального радиоэлектронного передатчика, установленного на общественном транспорте и предназначенного для передачи информации на локальные радиоэлектронные приемники-передатчики информации от общественного транспорта и далее передачи сигнала на информационные электронные экраны, размещенные на оборудованных остановках общественного пассажирского транспорта по маршруту его движения; повышение удобства (комфорта) пассажиров, ожидающих на пассажирских остановках общественного транспорта, за счет использования информационного электронного экрана, отображающего в реальном масштабе времени наличие и маршрут движения общественного транспорта; дублирования информации о движении общественного пассажирского транспорта аппаратурой речевого оповещения; сокращение времени и расходов пассажиров на поездку; свобода пассажиров выбора маршрута движения. Система оповещения пассажиров о движении общественного транспорта на пассажирских остановках является локальной, независимой от: традиционных источников электроэнергии, сотовой связи, диспетчеров предприятий пассажирских перевозок. Стоимость производства и эксплуатации АКЭИОПОТ может быть снижена за счет использования информационных электронных экранов в качестве рекламы, которой заполняются паузы в их работе. Указанная система технических решений позволяет повысить КПД АКЭИОПООТ, обеспечить автономное круглогодичное снабжение возобновляемой экологически чистой электроэнергией и информационными потоками о наличии и движении общественного транспорта на пассажирских остановках.
Сущность изобретения АКЭИОПООТ представлена на следующих рисунках: на фиг.1 показан общий вид АКЭИОПООТ на примере торгового павильона, комбинированного с пассажирской остановкой общественного транспорта; на фиг.2 показан торговый павильон, комбинированный с остановкой общественного пассажирского транспорта, вид сверху; на фиг.3 изображен общий вид ВЭУ 1, встроенных в концентратор 2 воздушного потока в разрезе; на фиг.4 показана ВЭУ вид спереди; на фиг.5 изображен вид спереди концентратора воздушного потока в виде усеченного конуса; на фиг.6 изображен вид спереди концентратора воздушного потока в виде усеченной четырехугольной пирамиды (как вариант); на фиг.7 указаны силы определяющие величину общего опрокидывающего момента действующие на концентратор со встроенными в него ВЭУ; на фиг.8 представлена блок схема энергоинформационного снабжения и управления информационными экранами на пассажирских остановках общественного транспорта.
АКЭИОПООТ состоит из следующих частей и устройств: ветроэнергетической установки 1 (ВЭУ); концентратора 2 воздушного потока (ветра), конфузорная часть 3 которого имеет форму усеченного конуса или усеченной четырехгранной пирамиды (как вариант); защитной сетки 4, установленной на входе в конфузорную часть 3 концентратора 2; неподвижной опоры 5 концентратора 2 со встроенной в его цилиндрическую часть 6 ВЭУ 1; помещения 7 торгового павильона (объект социально-бытового назначения); пассажирской остановки 8, оборудованной для пассажиров общественного транспорта; светодиодной лампы 9 (фиг.1), размещенной на пассажирской остановке 8; тандемных фотоэлектрических модулей 10 (ТФЭМ), расположенных на общей крыше 11 помещения 7 и пассажирской остановки 8; радиоэлектронного приемника-передатчика 12 (РЭПП) кодовых сигналов от радиоэлектронных передатчиков 13 (РЭП) (фиг.2, 3) кода маршрута движения, установленных на общественном транспорте 14; информационного электронного экрана 15 (одно и более); блок литиевых аккумуляторных батарей 16 (БЛАКБ); инвертора (ИВ) 17; электронного пульта (ЭП) 18 автоматического управления информационными потоками и энергоснабжения составляющих частей и устройств АКЭИОПООТ (фиг.1); сенсорной панели (СП) 19 для ручного управления энергоснабжением; инфракрасных обогревателей помещения (ИКОП) 7 торгового павильона (объект социально-бытового назначения); светодиодных светильников (СДС) 20 для освещения пассажирской остановки 8; световодной полой трубы 21 с внутренней зеркальной поверхностью; оптически активного купола 22; первого трехлопастного ветродвигателя 23 ВЭУ 1; второго трехлопастного ветродвигателя 24 ВЭУ 1 (фиг.4), которые составляют конструкцию ВЭУ 1 подшипников 25 закрытого типа, на которых вращаются трехлопастные ветродвигатели 23, 24; корпуса катушки 26; обмоток 27 катушек 26; вращающихся алюминиевых ободов 28, 29 соответственно первого и второго трехлопастных ветродвигателей 23, 24; общего горизонтального вала 30 с двумя подшипниками 25 закрытого типа для первого и второго трехлопастных ветродвигателей 23, 24; диффузорная часть 31 концентратора 2 воздушного потока (ветра); лопастей 32, 33 аэродинамического профиля соответственно первого и второго ветродвигателей 23, 24; передней стойки 34 и задней стойки 35 для крепления неподвижного общего горизонтального вала 30 в цилиндрической части 6 (фиг.4) концентратора 2 воздушного потока (ветра); магнитов 36 (Ni, Fe, В) размещенных напротив корпусов катушек 26 с обмотками 27; резьбовых креплений 37 передней 34 и задней 35 стоек; завихрителей 38 воздушного потока, расположенных на внутренней поверхности концентратора 2 в конфузорной его части 3; подвижной опоры 39 концентратора 2; предохранительного кольца 40; фторопластовых подшипников скольжения 41; опорного шарика 42; опорной шайбы 43 опорного шарика 42; крепежных элементов 44 опорной шайбы 43; вертикального вала 45 подвижной опоры 39; токосъемного кольца 46, подвижного контакта 47, корпуса 48 пружины 49 подвижного контакта 47, предназначенных для передачи электроэнергии выработанной ВЭУ 1; токосъемное кольцо 50, подвижный контакт 51, корпуса 52 пружины 53 подвижного контакта 51, предназначенных для передачи электроэнергии выработанной ТФЭМ 10; крепежных элементов 54 предохранительного кольца 40; датчика освещенности 55; датчика температуры 56 наружного воздуха; аппаратура речевого оповещения 57 (АРО) прибывающего общественного транспорта 14; контроллера заряда-разряда (КЗР) 58; инфракрасных обогревателей (ИКОК) 59, расположенных под крышей 11, предназначенных для подогрева снизу ТФЭМ 8 в целях их очистки от снежного покрова в зимнее время года; инфракрасных обогревателей 59 для подогрева ТФЭМ 10 в зимнее время с целью удаления снежного покрова; инфракрасных обогревателей 60 для обогрева помещения 7 торгового павильона (объекта социально-бытового назначения).
<mover accent="true"><mi>V</mi><mo>→</mo></mover>
<mover accent="true"><mi>V</mi><mo>→</mo></mover>
<mover accent="true"><mi>V</mi><mo>→</mo></mover>
<mover accent="true"><mi>V</mi><mo>→</mo></mover>
<mover accent="true"><mi>P</mi><mo>→</mo></mover>
<mover accent="true"><mi>P</mi><mo>→</mo></mover>
<mover accent="true"><mi>V</mi><mo>→</mo></mover>
<mover accent="true"><mi>P</mi><mo>→</mo></mover>
<mover accent="true"><mi>V</mi><mo>→</mo></mover>
<mover accent="true"><mi>P</mi><mo>→</mo></mover>
<mover accent="true"><mi>P</mi><mo>→</mo></mover>
1
г
1
1
1
г
1
1
1
1
оп
1
оп1
в
г
2
об
оп
оп1
об
АКЭИОПООТ работает следующим образом. Рассмотрим выработку электроэнергии от ВЭУ 1. Воздушный поток (ветер) с определенной скоростью (не менее 3 м/с) поступает во внутреннюю полость конфузорной части 3 концентратора 2 воздушного потока (ветра), где с помощью завихрителей 38, расположенных по спирали на внутренней поверхности конфузорной части 3, имеющей форму усеченного конуса или усеченной пирамиды (как вариант) концентратора 2 (фиг.5, а), б)), этот воздушный поток ускоряется в цилиндрической части 6 до скорости 6,5 м/с - 7,0 м/с. Диффузор 31 концентратора 2 способствует увеличению скорости воздушного потока (ветра) в цилиндрической части 3 концентратора 2. Ускоренный таким образом воздушный поток воздействует на первый трехлопастный ветродвигатель 23 и второй трехлопастный ветродвигатель 24 (фиг.4), которые расположены в цилиндрической части 3 концентратора 2, последовательно друг за другом. Эти трехлопастные ветродвигатели 23, 24 вращаются на подшипниках 25 закрытого типа, установленных на горизонтальном общем валу 30, неподвижно закрепленного в передней 34 и задней 35 стойках, размещенных в цилиндрической части 6 концентратора 2 (фиг.4). Первый трехлопастный ветродвигатель 23 и второй трехлопастный ветродвигатель 24 вращаются в противоположные стороны, такое вращение исключает возникновение гироскопического момента при установке концентратора 2 на вектор
воздушного потока (ветра) при изменении его направления. Установка концентратора 2 навстречу вектору
воздушного потока (ветра) происходит автоматически за счет смешения центра тяжести (ЦТ), на величину L (фиг.1, 7) от оси вращения концентратора 2 (фиг.1). Вращение первого и второго трехлопастных ветродвигателей 23, 24, на подшипниках 25 закрытого типа, в противоположные стороны обеспечивается разной ориентацией аэродинамического профиля лопастей (фиг.4 вид А-А, вид Б-Б) этих ветродвигателей по отношению к вектору скорости
воздушного потока. Организация вращения трехлопастных ветродвигателей 23, 24 в противоположные стороны обеспечивает максимальное использовании энергии воздушного потока, что повышает КПД работы ВЭУ 1. Общий КПД использования энергии воздушного потока ВЭУ 1 с учетом концентратора 2 и наличия на внутренней поверхности конфузорной части 3 концентратора 2 завихрителей 38 находится в пределах 0,45-0,55. Концы лопастей 32, 33 соответственно первого трехлопастного ветродвигателя 23 и второго трехлопастного ветродвигателя 24 неподвижно соединены с алюминиевыми ободами 28, 29, на внешней поверхности которых располагаются магниты 36 (Ni, Fe, В) (фиг.4). Напротив магнитов 36 (Ni, Fe, В) в цилиндрической части 3 концентратора 2 располагаются корпуса катушек 26 с обмотками 27 (фиг.4). Указанное взаимное расположение магнитов 36 (Ni, Fe, В) и корпусов катушек 26 с обмотками 27 конструктивно составляют магнитоэлектрический генератор. При вращении лопастей 32, 33 первого и второго трехлопастных ветродвигателей 23, 24 в противоположные стороны алюминиевые обода 28, 29 также вращаются в противоположные стороны, при этом магниты 36 (Ni, Fe, В), расположенные на внешней стороне этих ободов 28, 29, вращаясь, пересекают своими магнитными силовыми линиями обмотки 27 корпусов катушек 26, при этом вырабатывается электроэнергия. Выработанная ВЭУ 1 электроэнергия по своей линии подается на подвижный контакт 47 и далее через токосъемное кольцо 46 на контроллер заряда-разряда 58. Выработанная ВЭУ 1 электроэнергия по своей линии через контроллер заряда-разряда 58 запасается в блоке литиевых аккумуляторных батарей 16. Для защиты пернатых и крупных насекомых от попадания вовнутрь концентратора 2 воздушного потока используется защитная сетка 4. Выработка электроэнергии от ТФЭМ 10, расположенных на крыше 11 пассажирской остановки 8 общественного транспорта и помещения 7 торгового павильона (объекта социально-бытового назначения), происходит только в дневное время. Выработанная от ТФЭМ 10 электроэнергия также по своей линии подается на подвижный контакт 51 и далее через токосъемное кольцо 50 электроэнергия поступает на контроллер заряда-разряда 58 и запасается в блоке литиевых аккумуляторных батарей 16 (БЛАКБ). Следует отметить, что электроэнергия выработанная ВЭУ 1 и ТФЭМ 10 передаются через подвижные контакты 47, 51 и токосъемные кольца, в БЛАКБ через контроллер заряда-разряда 51 по двум независимым линиям (фиг.7) в целях исключения взаимного влияния неравномерного поступления электроэнергии от ВЭУ 1 и ТФЭМ 10. Энергообеспечение пассажирских остановок 8 общественного транспорта 14, комбинированных с помещениями 7 торговых павильонов (объектов социально-бытового назначения), осуществляется следующим образом. Вся выработанная ВЭУ 1 и ТФЭМ 10 электроэнергия через контроллер заряда-разряда 58, запасенная в БЛАКБ 16, с помощью электронного пульта управления 18 подается потребителям АКЭИОПООТ. Кроме распределения запасенной в БЛАКБ 16 электроэнергии, электронный пульт 18 осуществляет автоматическое управление информационными потоками (фиг.7). Электронный пульт 18 автоматического управления информационными потоками и энергоснабжением обеспечивает электроэнергией следующие устройства и приборы: радиоэлектронный приемник-передатчик 12 кодовых сигналов, информационные электронные экраны 15, инвертор 17, сенсорную панель 19, инфракрасные обогреватели 60 помещения 7, светодиодные светильники 20 для освещения пассажирской остановки 8, радиоэлектронный передатчик 13 кода маршрута движения общественного транспорта, датчик освещенности 55, датчик температуры 56 наружного воздуха, аппаратуру речевого оповещения 57, инфракрасные обогреватели 59 для подогрева тандемных фотоэлектрических модулей 10 в зимнее время в целях удаления снежного покрова. Включение инфракрасных обогревателей 59 происходит вручную с помощью сенсорной панели 19. Освещение пассажирской остановки 8 происходит с помощью светодиодной лампы 9 через электронный пульт 18 автоматического управления информационными потоками и энергоснабжения по данным датчика освещенности 55 (фиг.1) в вечернее и ночное время. Освещение помещения 7 торгового павильона обеспечивается двумя способами. Первый способ. Днем в солнечную погоду освещение помещения 5 (фиг.1) обеспечивает полая световодная труба 21 с рассеивателем, которая работает следующим образом: солнечный или дневной свет проникает через оптически активный купол 22 и направляется в полую световодную трубу 21 и далее свет, отражаясь от ее внутренней зеркальной поверхности, через рассеиватель освещает помещение 7 торгового павильона (объекта социально-бытового назначения). Второй способ. В пасмурную погоду и вечерние часы освещение помещения 7 торгового павильона (объекта социально-бытового назначения) обеспечивают светодиодные светильники 20 (фиг.1), которые включаются через электронный пульт 18 по показаниям датчика освещенности 55 (фиг.2). Отопление помещения 7 торгового павильона (объекта социально-бытового назначения) в холодное время года осуществляется с помощью инфракрасных обогревателей 60 (ИКОП), которые более эффективно и экономно выполняют свою функцию по назначению. Инфракрасные обогреватели 60 (ИКОП) включаются через электронный пульт 18 по показаниям датчика температуры 56 (фиг.7). Инфракрасные обогреватели 59, расположенные под крышей 11, выполняют функцию подогрева ТФЭМ 10 в целях их очистки в зимнее время года от снежного покрова, тем самым обеспечивается эффективная выработка ТФЭМ электроэнергии независимо от снежных осадков в самое неблагоприятное зимнее время года. Инфракрасные обогреватели 59, расположенные под крышей 11, выполняющие функцию подогрева ТФЭМ 10, включаются вручную в необходимых случаях с помощью сенсорной панели 19. Следует отметить, что инфракрасные обогреватели нагревают не воздух, а предметы, на которые они направлены. Установка концентратора 2 конфузорной частью 3 навстречу вектору
воздушного потока (ветра) происходит автоматически следующим образом. Исходное положение. Равнодействующая сила воздушного потока (ветра)
проходит через центр тяжести (ЦТ) и через ось вертикального вала 45 (фиг.8), в этом случае крутящий момент Мкр в горизонтальной плоскости J, перпендикулярной оси вертикального вала 45, будет отсутствовать (фиг.8), так как плечо равнодействующей силы воздушного потока
(ветра) равно нулю. При изменении вектора
воздушного потока (ветра) на угол α (фиг.8), равнодействующая сила давления воздушного потока (ветра)
будет проходить через центр тяжести (ЦТ) на кратчайшем расстоянии Н (плече) от оси вертикального вала 45, тем самым создается крутящий момент Мкр относительно этой оси (фиг.8) в горизонтальной плоскости J, перпендикулярной оси вертикального вала 45 подвижной опоры 39 концентратора 2. Поворот концентратора 2 относительной оси вертикального вала 45 будет происходить до тех пор, пока крутящий момент Мкр не станет равным нулю, поворот прекращается, и концентратор 2 совместно с ВЭУ 1 установится навстречу вектору
воздушного потока (ветра), захватывая максимальное количество его энергии (фиг.8). Поворот концентратора 2 относительной оси вертикального вала 45 происходит следующим образом. Вертикальный вал 45 подвижной опоры 39 концентратора 2 воздушного потока под действием крутящего момента Мкр вращается во фторопластовых подшипниках скольжения 41, опираясь на опорный шарик 42, который в свою очередь вращается на опорной шайбе 43. Опорная шайба 43 фиксируется крепежными элементами 44 в неподвижной опоре 5 концентратора 2. Конструктивной особенностью концентратора 2 со встроенной в него ВЭУ 1 (фиг.1, 8), является смещенный центр тяжести (ЦТ) на величину L (плечо). Сила F (вес ВЭУ.1 совместно с концентратором 2) на плече L создают момент опрокидывания М, равный произведению F*L. Равнодействующая сила
давления воздушного потока (ветра) на внутреннюю поверхность концентратора 2 и на лопасти 29 также проходит через центр тяжести (ЦТ) и создает момент опрокидывания М в вертикальной плоскости J (фиг.4), перпендикулярной к горизонтальной плоскости J, равный произведению равнодействующей силы
воздушного потока (ветра) на расстояние (плечо) L. Величина общего опрокидывающего момента М равна сумме моментов М и М. Поэтому, в целях защиты в концентратора 2 и встроенного в него ВЭУ 1 от разрушения при скорости воздушного потока (ветра) 20 м/с и более, применяется предохранительное кольцо 40, которое препятствует самопроизвольного извлечения концентратора 2 из опоры 4 под воздействием М. Информационное обеспечение пассажирских остановок 8 о графике движения общественного транспорта 14 работает следующим образом. Общественный транспорт 14, следующий по своему маршруту, оборудован радиоэлектронными передатчиками 13 кода маршрута движения. На всех пассажирских остановках 8 установлены радиоэлектронные приемники-передатчики 12 кодовых сигналов от радиоэлектронных передатчиков 13 кода маршрута движения общественного транспорта 14. При подходе общественного транспорта 14 к пассажирской остановке 8 на расстояние 80-100 м радиоэлектронный передатчик 13 кода маршрута движения общественного транспорта 14 передает сигнал кода маршрута движения на радиоэлектронный приемник-передатчик 12 кодовых сигналов, установленный на пассажирской остановке 8, куда должен подойти общественный транспорт 14 конкретного маршрута следования. Радиоэлектронный приемник-передатчик 12 кодовых сигналов принимает (регистрирует) сигнал от радиоэлектронного передатчика 13 код маршрута движения общественного транспорта 14 и, через электронный пульт 18 автоматического управления информационными потоками и энергоснабжения, передает его на информационный электронный экран 15, установленный на пассажирской остановке 8. На информационном электронном экране 15 отображается номер маршрута движения общественного транспорта 21, время прибытия, название следующей пассажирской остановки. Одновременно электронный пульт 18, по сигналу радиоэлектронного передатчика 13 кода маршрута, включает аппаратуру речевого оповещения 57 информации о прибывающем общественном транспорте. Кодовый сигнал, принятый от общественного транспорта 14 данного маршрута автоматически передается на информационные электронные экраны 15 последующих пассажирских остановок 6 этого маршрута. Информационный электронный экран 15 отражает следующие данные: номер маршрута, путь движения с названиями пассажирских остановок, название пассажирской остановки 8, на которой в данный момент времени находится общественный транспорт 14 данного маршрута и текущее время. После того как общественный транспорт 14 покинет пассажирскую остановку 8, приемник-передатчик 12 кодовых сигналов через электронный пульт 18 управления информационными потоками и энергоснабжения выключает обозначение этой пассажирской остановки 8 и передает кодовый сигнал данного маршрута на следующую пассажирскую остановку, где на информационном электронном экране 15 высвечивается обозначение этой следующей пассажирской остановки 8. В случае отсутствия общественного пассажирского транспорта 14 на маршруте следования на всех пассажирских остановках 8 наличие транспортного средства не обозначается.
Новизна технических решений, примененных в АКЭИОПООТ, заключается в следующем. Комплексное использование энергии Солнца и ветра для энергоинформационного обеспечения пассажирских остановок 6 общественного транспорта. Создание конструкции ВЭУ с двумя трехлопастными ветродвигателями, вращающихся в противоположенные стороны на одном валу, и концентратора воздушного потока (ветра) позволяет повысить качество вырабатываемой электроэнергии и КПД использования энергии воздушного потока (ветра). Повышение КПД ВЭУ достигается также за счет применения завихрителей воздушного потока в конфузорной части концентратора. Применение полых световодных труб, с оптически активным куполом, для солнечного освещения помещений. Создание независимой радиоэлектронной системы приема-передачи информации на пассажирские остановки 6 о движении и наличии общественного транспорта на маршруте в реальном масштабе времени. Отображение графика движения общественного транспорта по двум информационным каналам: визуальный - информационный электронный экран; аудио - аппаратура речевого оповещения. Применение инфракрасных обогревателей для подогрева крыши пассажирской остановки и торгового павильона с целью удаления снежного покрова, а также для обогрева помещения торгового павильона.
Список цитируемой литературы
1. Solararchitectur fur Europa / Focus film. Astrid Schneider, Berlin, 1996, p.48-51: жилой дом «Nullenergiehaus - serienreif», Wettringen, Германия.
2. Энергоэффективной здание «экодом solar», патент RU 2342507 C1, E04H 1/00, от 27.12.2008.
3. Энергоактивные здания. (Под ред. Н.П. Селиванова, М., С/И. 1988, с 247-248: «Одноквартирный жилой дом серии «М», полигон «Солнце», Россия).
4. Устройство энергообеспечения коттеджа от ветроэнергетического комплекса, патент RU 37156 U1, от 10.04 2004.
5. Способ информационного обеспечения общественного транспорта патент RU 2275691 С2, МПК G09F 21/04 от 27.04.2003.
6. Способ сигнализации пользователям общественного пассажирского транспорта и устройство для его реализации, патент RU 2434305 C2, G08G 1/123 от 20.11.2011.
7. Способ информирования пассажиров о продолжительности ожидания маршрутных транспортных средств, патент RU 2468445 C2, G08G 1/123 от 27.11.2012.