DOI: https://doi.org/10.30977/BUL.2219-5548.2018.81.0.29

ВИБІР СХЕМИ ТЕХНІЧНОГО РІШЕННЯ ЕНЕРГОГЕНЕРУЮЧОЇ СХОДИНКИ

A. V. Hnatov, Shch. V. Arhun, O. A. Dzyubenko

Анотація


На цей час нагальною є проблема енергозбереження та енергоефективності. Одним зі шляхів її вирішення є впровадження різного роду систем та пристроїв, які виконують функцію енергозбереження і здатні самі генерувати певну кількість енергії. Проведено дослідження схемотехнічних рішень енергогенеруючої сходинки, що перетворює кінетичну енергію в електричну. Виконано експериментальну апробацію вибраного рішення. Показано, що одна сходинка здатна згенерувати 6,8 кВт·год потужності електроенергії при 10 тис. натискань на неї.

Ключові слова


енергогенеруюча сходинка; перетворення електричної енергії; альтернативне джерело енергії; енергозбереження; енергоефективні технології.

Повний текст:

PDF

Посилання


Hnatov, A.V., Arhun, Shch.V., Ul'yanets, O.A. (2017). Enerhozberihayuchi tekhnolohiyi na transporti – novitnya spetsial'nist' dlya osvitn'o-kvalifikatsiynoho rivnya mahistr [Energy-saving technologies in transport - the newest specialty for the educational-qualification level of the master] // Synerhetyka, mekhatronika, telematyka dorozhnikh mashyn i system u navchal'nomu protsesi ta nautsi: zbirnyk naukovykh prats za materialamy mizhnarodnoyi naukovo-praktychnoyi konferentsiyi, 16 March 2017 р., Kharkiv: KhNADU, 209, 23-28 [in Ukraian].

Praktychnyy posibnyk z enerhozberezhennya dlya obyektiv promyslovosti, budivnytstva ta zhytlovo-komunal'noho hospodarstva Ukrayiny [Practical guide to energy saving for the objects of industry, construction and housing and communal services of Ukraine]. Luhans'k: Misyachne syayvo, 2009, 696 [in Ukraian].

Pat. UA 106587 Hnatov A.V., Arhun Shch.V., Hnatova H. A. Prystriy hene-ruvannya elektrychnoyi enerhiyi [Electric power generation device] no. u201511853 zayavl. 30.11.2015; opubl. 25.04.2016, Byul. no. 8.

Pavegen: Using the Pavement to Generate Energy. Retrieved from: https://landarchs.com/pavegen-pavement/.

Xiaofeng Li, Vladimir Strezov. (2014). Modelling piezoelectric energy harvesting potential in an educational building. Energy Conversion and Management. September, 435-442.

Pat. RF 2 482 568 Abramovich H., Harash E. Sbor energii s dorog i vzletno-posadochnyih polos [Collection of energy from roads and runways], zayavl. 20.03.2012; opubl. 20.05.2013.

Pat. RF 2499350 Skoy V. R. Pezoelektri-cheskiy generator postoyannogo toka na osnove effekta Kazimira [Piezoelectric DC generator based on the Casimir effect] zayavl. 19.03.2012; opubl. 20.11.2013.

Cafiso Salvatore; Cuomo M. (2013). Experimental Analysis for Piezoelectric Transducers Applications into Roads Pavements. Advanced Materials Research 684, 253-257.

Welcome to Solar Roadways (2016). Retrieved from: http://www.solarroadways.com.

Pat. US D712,822 S United States. Solar Roadway Panel / Brusaw S., Brusaw J. – Declared 19.04.2013; Publ. 9.09.2014.

Shalabh, R.B. (2012). Converting sound energy to electric energy // International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering, 2, 10.

Xinyu, Xue, Sihong, Wang (2012). Hybridizing Energy Conversion and Storage in a Mechanical-to-Electro-chemical Process for Self-Charging Power Cell. Nano Letters, .

Pat. UA 106588 Hnatov A.V., Arhun Shch.V., Hnatova H. A. Sposib heneru-vannya elektrychnoyi enerhiyi vid krokiv lyuds'koho potoku [The method of generating electric energy from the steps of the human stream] no. u201511854, zayavl. 30.11.2015; opubl. 25.04.2016, Byul. no. 8.

Pat. UA 121489 Hnatov A.V., Arhun Shch. V., Dzyubenko O.A. Prystriy peretvorennya kinetychnoyi enerhiyi v elektrychnu [A device for converting kinetic energy into electric], no. u201705463; zayavl. 02.06.2017; opubl. 11.12.2017, Byul. no. 23.

Pat. UA 121491 Hnatov A.V., Arhun Shch.V. Elektromekhanichnyy prystriy peretvo-rennya kinetychnoyi enerhiyi v elektrychnu [Electromechanical device for converting kinetic energy into electric], no. u201705465; zayavl. 02.06.2017; opubl. 11.12.2017, Byul. no. 23.

Pat. UA 121490 Hnatov A.V., Arhun Shch. V., Dzyubenko O.A. Elektromekhanichnyy prystriy peretvo-rennya kinetychnoyi enerhiyi v elektrychnu z mul'typlikatorom [Electromechanical device for converting kinetic energy into electric with a multiplier], no. u 2017 05464; zayavl. 02.06.2017; opubl. 11.12.2017, Byul. no. 23.

Gerasimova, V.G. (2007). Elektrotehnika i elektro¬nika. V 3-h kn. Kn. 2. Elektro-magnitnyie ustroystva i elektricheskie mashinyi [Electrical engineering and electronics in 3 books. Book. 2. Electromagnetic devices and electrical machines], Мoscow: Vyisshaya shk. [in Russian].

Shenck, N.S., Paradiso, J.A. (2001). Energy scavending with shoe-mounted piezoelectric // IEEE Micro. May-June, 21, 3.

Goldberg, O.D., Helemskaya, S.P. Nadezh¬nost elektricheskih mashin [Reliability of electrical machines], Moscow: Akademiya, 288 [in Russian].

Shenfer, K.I. (1937). Dinamomashinyi i dvigateli postoyannogo toka [Dynamos and DC motors], 5-e izd-e, dop. M.-L.: Ob'edinennoe nauchno-tehnicheskoe izdatelstvo. Glavnaya redaktsiya energeticheskoy literaturyi, 436 [in Russian].

Anfimov, M.I. (1993). Reduktoryi. Konstruktsii i raschet [Constructions and calculation], 4-e izd., pererab. i dop., Moscow: Mashinostroenie, 463 [in Russian].


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1. Гнатов А.В. Енергозберігаючі технології на транспорті – новітня спеціальність для освітньо-кваліфікаційного рівня магістр / А.В. Гнатов, Щ.В. Аргун, О.А. Ульянець // Синергетика, мехатроніка, телематика дорожніх машин і систем у навчальному процесі та науці: зб. наук. пр. за матеріалами Міжнародної науково-практичної конференції, 
16 березня 2017 р., м. Харків. – 2017. – С. 23–28.

2. Практичний посібник з енергозбереження для об’єктів промисловості, будівництва та житлово-комунального господарства України. – Луганськ: Місячне сяйво, 2009. – 696 с.

3. Пат. 106587 України, H02K 7/00, H02K 7/12, H02K 35/00, H02K 35/02 Пристрій генерування електричної енергії / Гна-тов А.В., Аргун Щ.В., Гнатова Г.А.; заявник та патентовласник Харківський нац. автом.-дорожн. ун.-т, Гнатов А.В. – № u 2015 11853 заявл. 30.11.2015; опубл. 25.04.2016, Бюл. № 8.

4. Pavegen: Using the Pavement to Generate Energy // Матеріали сайту – 2014. – Режим доступу: https: //landarchs.com/ pavegen-pavement/.

5. Xiaofeng Li. Modelling piezoelectric energy harvesting potential in an educational building. Energy Conversion and Management / Xiaofeng Li , Vladimir Strezov. – September, 2014. – С. 435–442.

6. Пат. 2 482 568 Росії, H01L 41/11. Сбор энергии с дорог и взлетно-посадочных полос / Абрамович Х., Хараш Е. и др.; заявл. 20.03.2012; опубл. 20.05.2013.

7. Пат. 2499350 Росії, H02N. Пьезоэлектрический генератор постоянного тока на основе эффекта Казимира / Ской В.Р.; заявл. 19.03.2012; опубл. 20.11.2013.

8. Cafiso Salvatore; Cuomo M. Experimental Analysis for Piezoelectric Transducers Applications into Roads Pavements. Advanced Materials Research 684: 253–257. (2013).

9. Welcome to Solar Roadways. 2016. Available online: http://www.solarroadways.com.

10. Pat. US D712,822 S United States. Solar Roadway Panel / Brusaw S., Brusaw J. – Declared 19.04.2013; Publ. 9.09.2014.

11. Shalabh R.B. Converting sound energy to electric energy / R.B. Shalabh // Interna-tional Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering. – Vol. 2, Issue 10, October 2012.

12. Xinyu Xue. Hybridizing Energy Conversion and Storage in a Mechanical-to-Electrochemical Process for Self-Charging Power Cell / Xinyu Xue, Sihong Wang. Nano Letters, 2012.

13. Пат. 106588 України, H02K 7/12. Спосіб генерування електричної енергії від кроків людського потоку / Гнатов А.В., Аргун Щ.В., Гнатова Г.А.; заявник та патентовласник Харківський нац. автом.-дорожн. ун.-т., Гнатов А.В. – № u 2015 11854 заявл. 30.11.2015; опубл. 25.04.2016, Бюл. № 8.

14. Пат. 121489 України, H02K 7/00, H02K 7/12. Пристрій перетворення кінетичної енергії в електричну / Гнатов А.В., Аргун Щ.В., Дзюбенко О.А; заявник та патентовласник Харківський нац. автом.-дорожн. ун.-т, Гнатов А. В. – № u 2017 05463; заявл. 02.06.2017; опубл. 11.12.2017, Бюл. №23.

15. Пат. 121491 України, H02K 7/00, H02K 7/12, H02K 35/00, H02K 35/02. Електромеханічний пристрій перетворення кінетичної енергії в електричну / Гнатов А.В., Аргун Щ.В.; заявник та патентовласник Харківський нац. автом.-дорожн. ун.-т., Гнатов А. В. – № u 2017 05465; заявл. 02.06.2017; опубл. 11.12.2017, Бюл. №23.

16. Пат. 121490 України, H02K H02K 7/00. Електромеханічний пристрій перетворення кінетичної енергії в електричну з мультиплікатором / Гнатов А.В., Аргун Щ.В., Дзюбенко О.А; заявник та патентовласник Харківський нац. автом.-дорожн. ун.-т., Гнатов А. В. – № u 2017 05464; заявл. 02.06.2017; опубл. 11.12.2017, Бюл. №23.

17. Электротехника и электроника: в 3-х кн. / под ред. В.Г. Герасимова. Кн. 2. Электромагнитные устройства и электрические машины. – М.: Высшая школа. – 2007.

18. Shenck N.S. Energy scavending with shoe-mounted piezoelectric / N.S. Shenck, J.A. Paradiso // IEEE Micro. May-June. – 2001. – Vol. 21, no. 3.

19. Гольдберг О.Д. Надежность электрических машин: учебник / О.Д. Гольдберг, С.П. Хелемская. – М.: Академия, 2010. – 288 с.

20. Шенфер К.И. Динамомашины и двигатели постоянного тока: учебник для энергетических втузов / К.И. Шенфер. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.-Л.: Объединенное научно-техничес¬кое издательство. Главная редакция энергетической литературы, 1937. – 436 с.

21. Анфимов М.И. Редукторы. Конструкции и расчет / М.И. Анфимов. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1993. – 463 с.





All rights reserved 2018 © KhNAHU