ГИБРИДНАЯ АВТОНОМНАЯ КОНТЕЙНЕРНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ

Предлагаемая полезная модель относится к возобновляемым источникам энергии в частности энергии Солнца и ветра и может быть использована для выработки электроэнергии.
Известен патент РФ на полезную модель №122212, МПК H02J 7/32 «Автономная электростанция». Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в автономных энергоустановках, работающих независимо от сети централизованного энергоснабжения. Требуемый технический результат, заключающийся в расширении функциональных возможностей, достигается в устройстве, содержащем генератор электрической энергии, выпрямительно-зарядное устройство, блок аккумуляторных батарей, контроллер управления и блок автоматической замены масла, при этом, контроллер управления выполнен с возможностью приема команд управления от удаленного диспетчерского пункта и передачи ему данных контроля состояния автономной электростанции.
Недостатком данной полезной модели является отсутствие альтернативного источника получения электроэнергии. Наиболее близким к заявляемой полезной модели является патент РФ на полезную модель №124742, МПК F03G 6/06. «Автономный пост зарядки электромобилей» Автономный пост зарядки электромобилей (АПЗЭМ) относится к возобновляемым источникам энергии и может быть использован для выработки электроэнергии и электрической зарядки гибридных и электрических автомобилей, а также автомобилей, имеющих двигатели с маховичными накопителями энергии. Размещение АПЗЭМ предполагается вдоль автомобильных центральных трасс и дорог районного значения. Как вариант АПЗЭМ можно использовать в качестве автономной электростанции для нужд различных производственных и бытовых потребителей в городской и сельской местности. АПЗЭМ содержит: тандемные фотоэлектрические солнечные модули (ТФСМ), которые размещены на крыше поста зарядки и по ее бокам под углом 45° к плоскости крыши; одну и более роторную ветроэнергетическую установку (РВЭУ) с вертикальной осью вращения; многополюсной тихоходный магнитоэлектрический генератор (МЭГ) с ротором-маховиком; хранилище аккумуляторных батарей (АКБ); рабочие места для зарядки АКБ электрических и гибридных автомобилей контактным и бесконтактным способами; лифт для транспортировки АКБ из хранилища к рабочим местам для зарядки АКБ электрических и гибридных автомобилей; робот-транспортер для доставки АКБ к рабочим местам для зарядки АКБ электрических и гибридных автомобилей; устройства для беспроводной зарядки электромобилей; гелиопрожекторы для дополнительного освещения ТФСМ с целью повышения их КПД; системы слежения за положением солнцестояния; автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора АПЗЭМ. Сущность полезной модели заключается в эффективном совместном использовании энергии Солнца, ветра и Земли с целью обеспечения АПЗЭМ электроэнергией для целевых нужд и дополнительно горячего водоснабжения независимо от традиционных источников энергии.
Недостатком данного технического решения является отсутствие альтернативного источника энергии (ДГУ), громоздкость, сложность транспортировки и установки, а также отсутствие мобильности.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является создание гибридной автономной электростанции с обеспечением мобильности.
Технический результат достигнут за счет того, что гибридная автономная контейнерная электростанция, содержит: солнечные панели; ветрогенераторы; аккумуляторные батареи; контроллер системы управления и распределительный щит управления; дизельгенераторную установку со шкафом управления ДГУ и топливным баком. Каждая из солнечных панелей и каждый из ветрогенераторов имеет свой контроллер. Контроллеры имеют выход на аккумуляторные батареи, которые соединены с инвертором, связанным в свою очередь с распределительным щитом управления и контроллером системы управления. Контроллер системы управления также связан с дизельгенераторной установкой через шкаф управления ДГУ. Контроллер системы управления связан с внешней сетью и с выходной сетью нагрузки. Все устройства электростанции размещены в контейнере, который снабжен окнами для ввода внешней сети и выходной сети нагрузки, а также окнами для вентиляции. Контроллер системы управления связан с выходной сетью нагрузки через распределительный щит управления. Контейнер выполнен с обеспечением термоизоляции. Солнечные панели и ветрогенераторы выполнены с обеспечением возможности компактной сборки и транспортировки в контейнере…
Сущность полезной модели поясняется чертежами:
Фиг. 1. - Общий вид гибридной автономной контейнерной электростанции.
Фиг. 2 - Общая компановка гибридной автономной контейнерной электростанции.
Фиг. 3 - Общая компановка гибридной автономной контейнерной электростанции с установленными солнечными панелями и ветрогенераторами.
Фиг. 4 - Система связей между устройствами гибридной автономной контейнерной электростанции.
Гибридная автономная контейнерная электростанция 1, содержит: контейнер 2; солнечные панели 3; ветрогенераторы 4; аккумуляторные батареи 5; контроллер системы управления 6 и распределительный щит управления 7; дизельгенераторную установку 8 со шкафом управления ДГУ 9 и топливным баком 10. Каждая из солнечных панелей 3 и каждый из ветрогенераторов 4 имеет свой контроллер 11: контроллер солнечной панели 12 и контроллер ветрогенератора 13. Контроллеры 11 имеют выход на аккумуляторные батареи 5, которые соединены с инвертором 14, связанным в свою очередь с распределительным щитом управления 7 и контроллером системы управления 6. Контроллер системы управления 6 также связан с дизельгенераторной установкой 8 через шкаф управления ДГУ 9. Контроллер системы управления 6 связан с внешней сетью 15 и с выходной сетью нагрузки 16. Все устройства электростанции 1 размещены в контейнере 2, который снабжен окнами 17 для ввода внешней сети 15 и выходной сети нагрузки 16, а также окнами для вентиляции 18. Контроллер системы управления 6 связан с выходной сетью нагрузки 16 через распределительный щит управления 7. Контейнер 2 выполнен с термоизоляцией 19. Солнечные панели 3 и ветрогенераторы 4 выполнены с обеспечением возможности компактной сборки и транспортировки в контейнере 2. (см. фиг. 1, 2, 3, 4)
При изготовлении гибридной автономной контейнерной электростанции 1 используют стандартный контейнер 2. Контейнер 2 комплектуют таким образом, что солнечные панели 3 и ветрогенераторы 4 в собранном виде размещаются внутри контейнера 2 для транспортировки.
В контейнер 2 гибридной автономной контейнерной электростанции 1 при изготовлении устанавливают следующее основное оборудование:
1. Дизельгенераторной установкой 8 с системой автоматического запуска, системой охлаждения и удаления выхлопных газов (шкаф управления ДГУ 9).
2. Вертогенераторами 4 с комплектами мачт, растяжек и механизма подъема.
3. Солнечными панелями 3 с комплектом металлоконструкций для их крепления.
4. Инверторами 14 (системой управления зарядом).
5. Аккумуляторными батареями 5 с системой накопления энергии.
6. Системой защиты от удара молнии
7. Системой интеллектуального управления и мониторинга (удаленного в том числе).
8. Системой подключения к внешней сети.
9. Система выходной сети нагрузки.
Транспортировку гибридной автономной контейнерной электростанции производят любым удобным видом транспорта, приспособленным для транспортировки стандартных контейнеров.
Сборка гибридной автономной контейнерной электростанции 1:
На месте установки электростанции 1 производят следующие сборочные работы:
- Вскрывают контейнер 2
- Устанавливают каркас солнечных панелей 3
- Устанавливают солнечные панели 3 на каркас
- Устанавливают ветрогенераторы 4 с помощью механизмов подъема и закрепляют с помощью растяжек
- Подключают солнечные панели 3 и ветрогенераторы 4 к электрооборудованию
- Проверяют работу оборудования
Устройство работает следующим образом:
1. Электроэнергия, вырабатываемая солнечными панелями 3 передается на аккумуляторные батареи 5 через контроллер солнечной панели 12.
2. Электроэнергия, вырабатываемая ветрогенераторами 4 передается на аккумуляторные батареи 5 через контроллер ветрогенератора 13.
3. Аккумуляторные батареи 5 накапливают энергию, переданную от солнечных панелей 3 и ветрогенераторов 4.
4. С аккумуляторных батарей 5 постоянный ток передается в инвертор 14, где идет его преобразование в переменный ток.
5. Инвертор 14 передает ток на контроллер системы управления 6.
6. Далее ток попадает в распределительный щит управления 7.
7. И далее в выходную сеть нагрузки 16.
8. При прекращении генерации энергии с солнечных панелей 3 и ветрогенераторов 4 автоматически (по сигналу контроллера системы управления 6) включается дизельгенераторная установка 8 и начинает вырабатывать энергию и передавать ее на контроллер системы управления 6, далее на распределительный щит управления 7, а потом в выходную сеть нагрузки 16.
9. Устройство выполнено с обеспечением возможности подключения к внешней сети 15. Внешняя сеть 15 передает ток на контроллер системы управления 6, далее на распределительный щит управления 7 и после этого на выходную сеть нагрузки 16.
Обслуживание:
Всем оборудованием в гибридной автономной контейнерной электростанции управляет система управления, она:
- Контролирует непрерывную генерацию энергии
- Отслеживает оптимальный режим заряда/разряда аккумуляторных батарей
- Контролирует уровень топлива
- Контролирует температуру внутри/снаружи контейнера
- Включение вентиляции
- Обеспечивает возможность удаленного мониторинга
Исходя из вышеизложенного, обслуживание гибридной автономной контейнерной электростанции в рабочем режиме заключается только в поддержании необходимого уровня топлива.
Предлагаемая конструкция имеет следующие преимущества по сравнению с прототипом:
1. Мобильность
2. Компактность
3. Короткое время установки и запуска
4. Наличие альтернативного источника дизельгенераторной установки
5. Возможность подключения внешней сети
Мобильность гибридной автономной контейнерной электростанции достигается за счет того, что все электрооборудование компактно установлено и подключено в стандартном контейнере. Установку производят с возможностью вмещения внутрь контейнера солнечных панелей и ветрогенераторов (в собранном виде).
Все вышесказанное говорит о выполнении поставленной технической задачи и о промышленной применимости заявленного устройства.
Перечень позиций:
1. Гибридная автономная контейнерная электростанция
2. Контейнер
3. Солнечная панель
4. Ветрогенератор
5. Аккумуляторная батарея
6. Контроллер системы управления
7. Распределительный щит управления
8. Дизельгенераторная установка
9. Шкаф управления ДГУ
10. Топливный бак
11. Контроллер
12. Контроллер солнечной панели
13. Контроллер ветрогенератора
14. Инвертор
15. Внешняя сеть
16. Выходная сеть нагрузки
17. Окно для внешней сети и выходной сети нагрузки
18. Окно вентиляции
19. Термоизоляция