ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ДОЖДЕВАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к области энергетики и может найти применение для дополнительного энергообеспечения отдельных жилых домов, турбаз и т.д. в областях, где регистрируется ежегодная повышенная норма осадков, а также для безопасной демонстрации способа получения электроэнергии от нетрадиционных источников учащимся начальных и средних учебных заведений.
Известна электроэнергетическая дождевая установка (RU 2010147277 А, МПК F03B 13/00, E04D 13/08, опубл. 27.05.2012 г.), содержащая водозабор, выполненный в виде водосточной трубы, лоток, выполненный в виде конуса с отверстием в вершине, ориентированный вершиной вниз и установленный с натягом внутри одной из секций водосточной трубы. Генератор подключен к накопителю электроэнергии, а лопасти генератора установлены под отверстием конуса. Секция водосточной трубы с лотком в виде конуса расположена на максимальной высоте прямого водостока здания.
К недостаткам вышеописанной дождевой установки можно отнести отсутствие защитного кожуха, что делает опасным и весьма неудобным проведение демонстрации получения электроэнергии от преобразования кинетической энергии падающего потока во вращательное движение во время дождя из-за разбрызгивания воды лопастями и отклонения потока воды порывами ветра, в результате чего накопленной электроэнергии бывает недостаточно для демонстрации ее в другое время суток в сухую погоду.
Известна электроэнергетическая дождевая установка (DE 19858609, МПК F03B 13/00, E04D 13/08, опубл. 22.07.1999 г.), содержащая водозабор, выполненный в виде водосточной трубы, генератор и колесо с лопастями для привода генератора, расположенные в защитном кожухе.
К недостаткам вышеописанной дождевой установки можно отнести неудобство использования установки для демонстрации получения электроэнергии в результате преобразования кинетической энергии дождевого потока из-за того, что не всегда дождливый временной период приходится на удобное дневное время суток и, кроме того, не всегда интенсивность дождевого потока бывает достаточной, чтобы выработка электроэнергии не прерывалась при демонстрации.
Полезная модель обеспечивает возможность демонстрации выработанной электроэнергии в удобное время суток за счет накапливания электроэнергии при любой интенсивности дождевого потока.
Для получения необходимого технического результата в электроэнергетической дождевая установке, содержащей водозабор в виде водосточной трубы, генератор с лопастями, расположенные в защитном кожухе, предлагается выход генератора подключить к накопителю электроэнергии, а водосточную трубу, снабдить лотком в виде конуса с отверстием в вершине, ориентированным вершиной вниз, установленным с натягом внутри водосточной секции, расположенной на максимальной высоте прямого водостока здания.
На прилагаемой схеме показана предлагаемая электроэнергетическая дождевая установка, где приняты следующие обозначения:
1 - лопасти; 2 - вал генератора; 3 - накопитель электроэнергии; 4 - защитный кожух; 5 - водосточная труба; 6 - рама; 7 - лоток в виде конуса.
Предлагаемая электроэнергетическая дождевая установка включает закрепленную водосточную трубу 5, которыми обычно снабжаются жилые и производственные здания для отвода дождевых потоков. Водосточная труба 5 в ее верхней части оснащена лотком 7, выполненным в виде конуса и установленный с натягом, который собирает, центрирует и направляет дождевой поток вниз, где расположены лопасти 1, установленные на валу 2 генератора. Дождевая установка крепится при помощи рамы 6 к водосточной трубе 5. Вал 2 связан с накопителем 3 электроэнергии, в который входят диоды, конденсатор и аккумулятор (на схеме не показаны). Для обеспечения безопасности от поражения электрическим током установка оборудована защитным кожухом 4, который предотвращает попадание влаги на отдельные блоки установки, где вырабатывается и аккумулируется электроэнергия.
Пример использования предлагаемой электроэнергетической дождевой установки.
Установку монтировали на водосточной трубе здания, расположенного на территории средней школы и использовали для демонстрации учащимся способа преобразования кинетической энергии дождевых потоков в электрическую энергию.
После закрепления на водосточной трубе 5, на установку надевают защитный кожух 4. Верхнюю секцию водосточной трубы 5 оснащают конусообразным лотком 7.
В дождливую погоду под действием потока падающей из конусообразного лотка 7 дождевой воды лопасти 1 начинают двигаться и вращать вал 2 генератора, который преобразует энергию вращения в электрическую энергию. Электрическая энергия передается в накопитель 3 энергии, где с помощью диодного моста и конденсатора накапливается на аккумуляторе (на схеме не показаны). Предлагаемый защитный кожух 4, который накрывает от дождя генератор, накопитель энергии и большую часть лопастей делает безопасным выработку электроэнергии в дождливую погоду, предохраняя от попадания влаги также и накопитель электроэнергии. Продемонстрировать школьникам наличие накопленной электроэнергии можно путем подзарядки мобильных телефонов и гаджетов. В областях с большим количеством осадков, накопленная электрическая энергия может быть использована для различных бытовых нужд.
Испытан демонстрационный опытный образец установки, в котором использован электрогенератор типа MPK734H02N, конденсатор типа МРК734Н02М, аккумулятор типа МРК 738F01.
Опытный образец установки вырабатывал ток I=1500 mA, напряжение - U=4V. Установка позволяет очень наглядно и быстро продемонстрировать физические законы, изучаемые в школьной программе физики, и закрепить опытным путем полученные знания. Кроме того, демонстрацию накопленной электроэнергии, в отличие от ближайшего аналога, можно проводить в любое удобное время суток в ясную погоду, а выработка электроэнергии и ее накапливание происходит при любой интенсивности дождевого потока, благодаря концентрации и направления дождевого потока на лопасти при помощи конусного лотка, установленного в водосточной трубе.