Электроснабжение объектов дорожной инфраструктуры от альтернативных источников
https://doi.org/10.26518/2071-7296-2021-18-6-720-733
Аннотация
Введение. С целью повышения безопасности и снижения аварийности объекты транспортной инфраструктуры оборудуются все большим числом дополнительных светосигнальных и осветительных устройств. В работе рассмотрены вопросы электрификации объектов транспортной инфраструктуры, проанализированы варианты организации автономного электроснабжения этих объектов, дана оценка возможностей применения различных типов генераторов, использующих возобновляемые источники электрической энергии.
Материалы и методы. Для проведения исследования авторами разработан экспериментальный образец автономного генератора, встраиваемого в искусственную дорожную неровность.
Результаты. Произведена оценка потребления электрической энергии светосигнальным и осветительным оборудованием нерегулируемого пешеходного перехода и выработки электрической энергии экспериментальным образцом генератора, встраиваемого в искусственную дорожную неровность.
Обсуждение и заключение. Дана оценка эффективности разработанного генератора, встраиваемого в искусственную дорожную неровность, для обеспечения электрической энергией светового оборудования нерегулируемого пешеходного перехода, выявлена недостаточная производительность экспериментального образца. Определены задачи дальнейшего исследования.
Об авторах
И. А. Анисимов
ООО «Смарт СИ»
Россия
Россия
Анисимов Илья Александрович – канд. техн. наук, доц., генеральный директор
г. Тюмень
В. Е. Костин
ООО «Запсибэнергоаудит»
Россия
Россия
Костин Вадим Евгеньевич – генеральный директор
г. Тюмень
В. С. Орлов
ООО «Запсибэнергоаудит»
Россия
Россия
Орлов Владимир Сергеевич – главный инженер
г. Тюмень
Д. Н. Паутов
ООО «Запсибэнергоаудит»
Россия
Россия
Паутов Дмитрий Николаевич – канд. техн. наук, доц., директор по развитию
г. Тюмень
А. С. Поляков
Российский университет транспорта
Россия
Россия
Поляков Александр Сергеевич – канд. техн. наук, проф. кафедры «Высокоскоростные транспортные системы»
г. Москва
А. В. Шурупов
ГБУ «МосТрансПроект»
Россия
Россия
Шурупов Алексей Вячеславович – директор по качеству
г. Москва
Список литературы
1. Patil S. et al. Energy Generation and Implementation of Power Floor (Pavegen) // Energy. 2019. 6(04).
2. The Renewable Energy In A Led Standalone Streetlight / D. Vitali, F. Garbuglia, V. D’alessandro, R. Ricci // International Journal of Energy Production and Management. 2017. 2(1): 118-128. – DOI 10.2495/EQV2-N1-118-129.
3. Рыжова А.С. Применение технологий с использованием солнечных элементов на автомобильном транспорте // Альтернативные источники энергии в транспортно-технологическом комплексе: проблемы и перспективы рационального использования. 2016. Т. 3, № 2(5). С. 178–181. DOI 10.12737/20167.
4. Сычикова Я.А. Фотоэлектрические преобразователи энергии на основе наноструктурированных материалов для обеспечения энергоэффективности и энергосбережения // Альтернативные источники энергии в транспортно-технологическом комплексе: проблемы и перспективы рационального использования. 2016. Т. 3, № 3(6). С. 67–71.
5. Hashem and M.H. Mohamed, “Aerodynamics Performance Enhancements of an H-rotor Darrieus Wind Turbine”, (Energy), Vol.142, January 2018, pp. 531–545.
6. Wang C., Bairagi P., Ghate R., Patil S. PNEUMATIC AND ELECTRIC ENERGY GENERATION USING SPRING BACK MECHANISM. – 2019. et al. Preparation and performance research of stacked piezoelectric energy-harvesting units for pavements // Energy and Buildings. – 2019. – Т. 183. – С. 581-591.
7. Zhang C. L. et al. Energy harvesting from a dynamic vibro-impact dielectric elastomer generator subjected to rotational excitations // Nonlinear Dynamics. – 2020. – Т. 102. – №. 3. – С. 1271-1284.
8. Bairagi P., Ghate R., Patil S. Pneumatic and electric energy generation using spring back mechanism. – 2019.
9. Samrudhi Vaidya, “Design of the Hybrid Streetlight System using a Solar and Wind Turbine”, (International Journal of Engineering Research & Technology, IJERT), Vol. 8, Issue 04, April 2019.
10. Om Singhal, Sakya Kanuparthy, Shloka Hajare, Abhinav Vishwakarma, Kapil Dev, and Karan Kumar Shaw , “Design and optimization of standalone hybrid street light”, AIP Conference Proceedings 2341, 020019 (2021) https://doi.org/10.1063/5.0050165
11. Wilson R. Nyembia, Simon Chinguwa, Innocent Mushanguri and Charles Mbohwa, “Optimization of the Design and Manufacture of a Solar-Wind Hybrid Street Light” (2nd International Conference on Sustainable Materials Processing and Manufacturing, SMPM 2019), ELSEVIER 285–290.
12. Nguyen V. C., Wang C. T., Hsieh Y. J. Electrification of Highway Transportation with Solar and Wind Energy // Sustainability. – 2021. – Т. 13. – №. 10. – С. 5456.
13. Burakova, A.D. Evaluation of the operation efficiency of solar panels in winter [Electronic source] / A.D.Burakova, L.N. Burakova, I.A. Anisimov and O.D. Burakova // IOP Conference Series: Earth Environmental Science - 2017 - Vol. 72 Article number 012022 - Access mode: DOI: 10.1088/1755-1315/72/1/012022
14. Coutu Jr R. A. et al. Testing Photovoltaic Pavers for Roadway Applications //Sustainability in Environment. – 2019.
15. Перспективы обеспечения автомобильных дорог альтернативными источниками электрической энергии и тепла / Я.В. Васильев, Е.В. Голов, Б.С. Доброборский, Е.Е. Медрес // Проблемы науки. 2017. № 4(17). С. 28–31.
16. Павлова А.И. Использование альтернативных источников энергии для освещения опасных участков автомобильных дорог // Молодой ученый. 2015. № 20(100). С. 58–61.
17. Буракова О.Д., Анисимов И.А. Снижение затрат на обустройство нерегулируемых пешеходных переходов, согласно типовых схем // Техника и технологии строительства. 2015. № 3(3). С. 8–14.
18. Duarte F., Ferreira A. Energy harvesting on road pavements: state of the art // Proceedings of the Institution of Civil Engineers-Energy. – 2016. – Т. 169. – №. 2. – С. 79-90.
19. Ahmad S., Abdul Mujeebu M., Farooqi M. A. Energy harvesting from pavements and roadways: A comprehensive review of technologies, materials, and challenges //International Journal of Energy Research. – 2019. – Т. 43. – №. 6. – С. 1974-2015.
20. Castillo-García G. et al. Energy harvesting from vehicular traffic over speed bumps: a review / Castillo-García G. et al. // Proceedings of the Institution of Civil Engineers–Energy. – 2018. – Т. 171. – №. 2. – С. 58-69.
21. Гриценко А., Никифоров В., Щеголева Т. Состояние и перспективы развития пьезоэлектрических генераторов // Компоненты и технологии. 2012. № 9(134). С. 63–68.
22. Некоторые перспективные конструкции пьезоэлектрических генераторов энергии / А. Чуприн, Р. Гаврилов, С. Генералов, С. Никифоров // Наноиндустрия. 2016. № 2(64). С. 48–57.
23. Никифоров В.Г., Дайнеко А.В., Гриценко А.Л. Состояние и перспективы развития пьезоэлектрических генераторов // Нано- и микросистемная техника. 2020. Т. 22, № 2. С. 102–111. DOI 10.17587/nmst.22.102-111.
24. Brenes A. et al. Maximum power point of piezoelectric energy harvesters: a review of optimality condition for electrical tuning // Smart materials and structures. – 2020. – Т. 29. – №. 3. – С. 033001.
25. Covaci C., Gontean A. Piezoelectric energy harvesting solutions: A review // Sensors. – 2020. – Т. 20. – No. 12. – С. 3512.
Рецензия
При поддержке: Авторы выражают благодарность С.О. Евстропову за помощь в разработке платы управления и Д.А. Дедюхину за помощь в разработке механической части автономного электрического генератора, встраиваемого в искусственную дорожную неровность, а также А.А. Восканяну за помощь в проведении натурных испытаний автономного электрического генератора, встраиваемого в искусственную дорожную неровность.
Для цитирования:
Анисимов И.А., Костин В.Е., Орлов В.С., Паутов Д.Н., Поляков А.С., Шурупов А.В. Электроснабжение объектов дорожной инфраструктуры от альтернативных источников. Научный рецензируемый журнал "Вестник СибАДИ". 2021;18(6):720-733. https://doi.org/10.26518/2071-7296-2021-18-6-720-733
For citation:
Anisimov I.A., Kostin V.E., Orlov V.S., Pautov D.N., Polyakov A.S., Shurupov A.V. Power supply of road infrastructure objects from alternative sources. The Russian Automobile and Highway Industry Journal. 2021;18(6):720-733. (In Russ.) https://doi.org/10.26518/2071-7296-2021-18-6-720-733
Просмотров: 430
Послать статью по эл. почте 