GR1009796B

GR1009796B - Transportable hybrid power-supplying system

Info

Publication number: GR1009796B
Application number: GR20190100332A
Authority: GR
Inventors: Δημητριος Ελευθεριου Τσαλαβουτας; Αποστολος Χρηστου Μπλετσος
Original assignee: Δημητριος Ελευθεριου Τσαλαβουτας; Αποστολος Χρηστου Μπλετσος
Priority date: 2019-08-02
Filing date: 2019-08-02
Publication date: 2020-08-03

Abstract

The invention relates to a hybrid power supply system that can be transported in a storage space (1) which could be a box (2) or a trailer (9). Inside the storage space there are photovoltaic cells (3), batteries (4), a charge controller (5) and all the necessary elements allowing the interconnection between them. In this way, the extendable components can supply energy, thanks to device-connecting sockets (6) present in the storage space (1). Alternatively, there may be a wind generator (10) with a regulator as well as a dc-ac inverter for greater consumption.

Description

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ DESCRIPTION

ΜΕΤΑΦΕΡΟΜΕΝΟ ΥΒΡΙΔΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ PORTABLE HYBRID SYSTEM

ΠΑΡΟΧΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ENERGY SUPPLY

ΤΟ ΠΕΔΙΟ ΤΗΣ ΤΕΧΝΙΚΗΣ THE FIELD OF TECHNOLOGY

Η εφεύρεση αναφέρεται στο πεδίο του ηλεκτρισμού και πιο συγκεκριμένα σε βασικά ηλεκτρικά στοιχεία και ακόμα πιο συγκεκριμένα σε στοιχεία μετατροπής της ενέργειας σε ηλεκτρική και ειδικότερα σε φωτοβολταϊκές μονάδες ή συστοιχίες ξεχωριστών φωτοβολταϊκών κυψελών. Αναφέρεται επίσης στο πεδίο των ανεμογεννητριών και ειδικά σε μεταφερόμενο υβριδικό σύστημα φωτοβολταϊκών στοιχείων και ανεμογεννήτριας. The invention refers to the field of electricity and more specifically to basic electrical elements and even more specifically to elements for converting energy into electricity and in particular to photovoltaic units or arrays of separate photovoltaic cells. It also refers to the field of wind turbines and specifically to a portable hybrid system of photovoltaic cells and wind turbine.

ΤΟ ΙΣΤΟΡΙΚΟ ΤΗΣ ΕΦΕΥΡΕΣΕΩΣ THE HISTORY OF THE INVENTION

Το αποκαλυπτόμενο στην παρούσα εφεύρεση μεταφερόμενο, υβριδικό σύστημα παροχής ενέργειας δεν έχει αποκαλυφθεί στην προηγούμενη τεχνολογία. The portable, hybrid power supply system disclosed in the present invention has not been disclosed in the prior art.

Η εξάρτηση από το δίκτυο παροχής ηλεκτρικής ενέργειας συχνά δημιουργεί προβλήματα στους χρήστες, αφού τους αποτρέπει να αποκόπτονται και να ανεξαρτητοποιούνται από αυτό, αν το επιθυμούν για κάποιο χρονικό διάστημα. Υπάρχουν περιοχές που η πρόσβαση σε σταθερή δε παροχή είναι συχνά ανέφικτη, είτε γιατί είναι δύσβατες, είτε γιατί δεν υπάρχει καμία υποδομή δικτύου. Οι προτεινόμενες έως σήμερα λύσεις περιλαμβάνουν επιλογές όπως οι γεννήτριες υγρών καυσίμων, που όμως έχουν σημαντικά μειονεκτήματα. Αυτά περιλαμβάνουν το υψηλό κόστος αγοράς, τη συνεχή ανάγκη για αγορά καύσιμης ύλης, τη μόλυνση του περιβάλλοντος αλλά και τον υψηλό θόρυβο, που τις καθιστά τόσο ασύμφορες οικονομικά, όσο και πρακτικά. Dependence on the electricity supply network often creates problems for users, since it prevents them from disconnecting and becoming independent from it if they wish to do so for a period of time. There are areas where access to fixed supply is often unattainable, either because they are inaccessible or because there is no network infrastructure. Solutions proposed to date include options such as liquid fuel generators, which however have significant drawbacks. These include the high cost of purchase, the constant need to buy fuel, the pollution of the environment and the high noise, which makes them both economically and practically unprofitable.

Αποτελεί έτσι αντικείμενο της παρούσης εφευρέσεως να αντιμετωπίσει πλεονεκτικά τα προαναφερθέντα μειονεκτήματα και ελλείψεις της προηγούμενης τεχνολογίας προτείνοντας ένα μεταφερόμενο, υβριδικό σύστημα φωτοβολταϊκών στοιχείων και ανεμογεννήτριας. It is thus an object of the present invention to advantageously address the above-mentioned disadvantages and shortcomings of the prior art by proposing a portable, hybrid system of photovoltaic cells and wind turbine.

Περαιτέρω χαρακτηριστικό της παρούσης εφευρέσεως είναι να προσφέρει το εν λόγω μεταφερόμενο, υβριδικό σύστημα, το οποίο δύναται να καλύπτει τις απαιτήσεις τόσο μικρών οικιακών καταναλώσεων, όσο και μεγαλύτερων καταναλώσεων. A further feature of the present invention is to offer said portable, hybrid system, which can meet the requirements of both small domestic consumptions and larger consumptions.

Περαιτέρω χαρακτηριστικό της παρούσης εφευρέσεως είναι ότι επιτρέπει την απρόσκοπτη παροχή ενέργειας, ανεξάρτητα από το σημείο εγκατάστασης, ακόμα και στις πιο απομακρυσμένες περιοχές. A further feature of the present invention is that it allows uninterrupted energy supply, regardless of the installation point, even in the most remote areas.

Περαιτέρω πλεονέκτημα της εφευρέσεως αποτελεί το γεγονός ότι πρόκειται για απόλυτα οικολογική κατασκευή, που χρησιμοποιεί ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, χωρίς να απαιτείται η κατανάλωση στερεών ή υγρών καυσίμων. A further advantage of the invention is the fact that it is a completely ecological construction, which uses renewable energy sources, without requiring the consumption of solid or liquid fuels.

Περαιτέρω στοιχείο της εφευρέσεως είναι η δυνατότητα γρήγορης εγκατάστασης των επιμέρους τμημάτων της επινόησης και η άμεση λειτουργία του συστήματος, καθώς και η αποσυναρμολόγησή τους, όταν αυτό απαιτηθεί. A further element of the invention is the possibility of quick installation of the individual parts of the invention and the immediate operation of the system, as well as their disassembly, when required.

Άλλο πλεονεκτικό στοιχείο της εφευρέσεως είναι το γεγονός ότι έχει μικρό όγκο και βάρος, καθιστώντας την ιδανικό σύστημα για κάλυψη αναγκών σε περιστάσεις που υπάρχει έλλειψη ενέργειας. Another advantageous element of the invention is the fact that it has a small volume and weight, making it an ideal system to cover needs in circumstances where there is a lack of energy.

Περαιτέρω πλεονέκτημα της παρούσης εφευρέσεως αποτελεί δε το γεγονός ότι διαθέτει και συσσωρευτές για την αποθήκευση της σχετικής ενέργειας, ώστε αυτή να είναι διαθέσιμη όταν απαιτείται, ανεξάρτητα από τις επικρατούσες συνθήκες ηλιοφάνειας ή αέρα. A further advantage of the present invention is the fact that it also has accumulators for storing the relevant energy, so that it is available when required, regardless of the prevailing conditions of sunshine or wind.

Αυτά καθώς και άλλα αντικείμενα, χαρακτηριστικά και πλεονεκτήματα της επινόησης θα γίνουν εμφανή στην αναλυτική περιγραφή που ακολουθεί. These and other objects, features and advantages of the invention will become apparent in the following detailed description.

ΣΥΝΤΟΜΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΣΧΕΔΙΩΝ BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Η εφεύρεση θα καταστεί εμφανής στους εξειδικευμένους στην τεχνική με αναφορά στα συνοδευτικά σχέδια, στα οποία απεικονίζεται με ενδεικτικό, μη περιοριστικό τρόπο. The invention will become apparent to those skilled in the art by reference to the accompanying drawings, in which it is illustrated in an illustrative, non-limiting manner.

Το Σχήμα 1 παρουσιάζει ένα κυτίο που περιλαμβάνει το μεταφερόμενο σύστημα της επινόησης σε προοπτική απεικόνιση. Figure 1 shows a box containing the transportable system of the invention in perspective view.

Το Σχήμα 2 παρουσιάζει το μεταφερόμενο σύστημα της επινόησης με το σχετικό κυτίο σε ανοικτή θέση και εμφανή όλα τα επιμέρους τμήματά του. Figure 2 shows the transportable system of the invention with the associated box in an open position and all its individual parts visible.

Το Σχήμα 3 παρουσιάζει έτερο κλειστό κυτίο του μεταφερόμενου συστήματος της επινόησης σε προοπτική απεικόνιση. Figure 3 shows another closed box of the transferable system of the invention in perspective view.

Το Σχήμα 4 παρουσιάζει σε προοπτική απεικόνιση το κυτίο του Σχήματος 3, με το καπάκι του ανοικτό και τα εντός αυτού στοιχεία, εμφανή. Figure 4 shows a perspective view of the box of Figure 3, with its lid open and its contents visible.

Στο Σχήμα 5 παρουσιάζεται εναλλακτική παραλλαγή του μεταφερόμενου, υβριδικού συστήματος της επινόησης εντός τρέιλερ μεταφοράς. Figure 5 shows an alternative variant of the transportable, hybrid system of the invention within a transport trailer.

Το Σχήμα 6 παρουσιάζει ανεπτυγμένο το μεταφερόμενο, υβριδικό σύστημα της επινόησης, όπου είναι εμφανή και τα επιμέρους στοιχεία αυτού. Figure 6 presents the transferable, hybrid system of the invention developed, where its individual elements are also evident.

ΛΕΠΤΟΜΕΡΗΣ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΠΡΟΤΙΜΩΜΕΝΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ DETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED APPLICATION

Αναφερόμενοι τώρα στα συνοδευτικά σχέδια θα περιγράφουμε ενδεικτικές εφαρμογές του μεταφερόμενου, υβριδικού συστήματος παροχής ενέργειας της επινόησης, ώστε να καταστούν εμφανή τα τεχνικά χαρακτηριστικά αυτού. Referring now to the accompanying drawings we will describe illustrative applications of the portable, hybrid power supply system of the invention so as to make apparent the technical features thereof.

Το μεταφερόμενο, υβριδικό σύστημα παροχής ενέργειας της επινόησης, είναι ικανό να εξυπηρετεί τις βασικές ανάγκες κατανάλωσης ενέργειας, χάρη στο συνδυασμό φωτοβολταϊκών στοιχείων και συσσωρευτών. Το σύστημα αποθηκεύεται και μεταφέρεται σε χώρο αποθήκευσης (1), όπως είναι ενδεικτικά ένα κυτίο (2), Σχ. 1, το οποίο καλό είναι να είναι κατασκευασμένο από μέταλλο ή από κατάλληλο ενισχυμένο πλαστικό, όπως το πολυβινυλοχλωρίδιο ή μπορεί ακόμα να είναι και ξύλινο. Εντός του χώρου αποθήκευσης (1) ευρίσκεται αποθηκευμένο τουλάχιστον ένα φωτοβολταϊκό στοιχείο (3), Σχ. 2, μονοκρυσταλλικό ή πολυκρυσταλλικό, με ισχύ τουλάχιστον 10W. Επίσης υπάρχει και τουλάχιστον ένας συσσωρευτής (4), τάσης 12V, από τουλάχιστον 12 Ah, βαθιάς εκφόρτισης. Ο συσσωρευτής (4) ενδεικτικά, αλλά όχι περιοριστικά μπορεί να είναι συσσωρευτής μολύβδου, λιθίου ή γέλης, καθώς και οποιουδήποτε άλλου γνωστού τύπου. Επιπλέον υπάρχει και ένας ρυθμιστής φόρτισης (5), από 10 Ah και άνω. Εντός του κυτίου (2) βρίσκονται οι ασφαλειοθήκες, οι διακόπτες και τα απαραίτητα καλώδια, για τη λειτουργία του συστήματος, με σκοπό την προστασία τους από τις καιρικές συνθήκες. The transportable, hybrid power supply system of the invention is capable of serving basic energy consumption needs, thanks to the combination of photovoltaic cells and batteries. The system is stored and transported in a storage area (1), as is indicative of a box (2), Fig. 1, which is preferably made of metal or of a suitable reinforced plastic, such as polyvinyl chloride, or it can also be wooden . Inside the storage space (1) is stored at least one photovoltaic element (3), Fig. 2, monocrystalline or polycrystalline, with a power of at least 10W. There is also at least one accumulator (4), voltage 12V, from at least 12 Ah, deep discharge. The accumulator (4) can be indicatively, but not limited to, a lead, lithium or gel accumulator, as well as any other known type. In addition, there is a charge regulator (5), from 10 Ah and above. Inside the box (2) are the fuse boxes, the switches and the necessary cables for the operation of the system, in order to protect them from weather conditions.

Στην εμπρόσθια πλευρά του κυτίου (2) υπάρχουν οι υποδοχές σύνδεσης συσκευών (6), ψηφιακό βολτόμετρο (7) για τον έλεγχο της τάσης του συσσωρευτή (4), καθώς και θύρα USB (8) για τη φόρτιση κινητών, ταμπλετών ή άλλων συσκευών. Κατά τη λειτουργία το φωτοβολταϊκό στοιχείο (3) αναπτύσσεται με κατάλληλη γωνία και θέση προς τον Ήλιο, και συνδεόμενο μέσω του ρυθμιστή φόρτισης (5) διοχετεύεται η ηλιακή ενέργεια μετατρεπόμενη προς τον συσσωρευτή (4). Με τον τρόπο αυτό γίνεται η εκμετάλλευση και η κατανάλωση της ενέργειας από τις συνδεδεμένες συσκευές. Το σύστημα ανάλογα με τη σχετική ηλιοφάνεια μπορεί να αποδίδει από 70W έως 100W ημερησίως. On the front side of the box (2) there are the connectors for connecting devices (6), a digital voltmeter (7) for checking the battery voltage (4), as well as a USB port (8) for charging mobile phones, tablets or other devices. During operation, the photovoltaic element (3) is deployed with a suitable angle and position towards the Sun, and connected through the charging regulator (5), the solar energy is channeled and converted to the accumulator (4). In this way, the energy is exploited and consumed by the connected devices. Depending on the relative sunshine, the system can deliver from 70W to 100W per day.

Σε εναλλακτική εφαρμογή της επινόησης ενδέχεται να χρησιμοποιηθεί μονοκρυσταλλικό ή πολυκρυσταλλικό φωτοβολταϊκό στοιχείο (3), ισχύος 70W, με τον ίδιο ακριβώς τρόπο, εξασφαλίζοντας απόδοση από 245W έως 350, ανάλογα με την ηλιοφάνεια και τη σχετική θέση του στοιχείου ως προς τον Ήλιο. In an alternative implementation of the invention, a monocrystalline or polycrystalline photovoltaic cell (3), with a power of 70W, may be used in exactly the same way, ensuring an output of 245W to 350, depending on the sunshine and the relative position of the cell with respect to the Sun.

Σε ακόμα μία παραλλαγή της επινόησης, το σύστημα δύναται να διαθέτει, όπως προαναφέρθηκε, μεταλλικό κυτίο (2), Σχ. 3, με μεγαλύτερο χώρο αποθήκευσης και ενδεχομένως ρόδες μεταφοράς. Σε αυτή την περίπτωση εντός του αποθηκευτικού χώρου (1) μπορεί να υπάρχουν φωτοβολταϊκά στοιχεία (3), μονοκρυσταλλικά ή πολυκρυσταλλικά, ισχύος από 70 έως 150W, με αντίστοιχης χωρητικότητας συσσωρευτή (4) 12V, 90Ah και ρυθμιστή φόρτισης (5), 30Ah. Η συγκεκριμένη παραλλαγή μπορεί να αποδώσει, από 700W έως 1000W, ανάλογα με τη σχετική ηλιοφάνεια. In yet another variation of the invention, the system may have, as mentioned above, a metal box (2), Fig. 3, with a larger storage area and possibly transport wheels. In this case, inside the storage space (1) there may be photovoltaic elements (3), monocrystalline or polycrystalline, with a power from 70 to 150W, with a corresponding capacity of accumulator (4) 12V, 90Ah and charge regulator (5), 30Ah. This variant can deliver from 700W to 1000W, depending on the relative sunshine.

Ήεραιτέρω παραλλαγή της επινόησης, περιλαμβάνει φωτοβολταϊκά στοιχεία (3) έως 280W, τα οποία χρησιμοποιούμενα με διαφορετικής χωρητικότητας συσσωρευτές (4) μπορούν να ικανοποιούν μεγαλύτερες καταναλώσεις. Ενδεικτικά με συσσωρευτή (4) έως 140 Ah, το σύστημα μπορεί να αποδίδει ημερησίως από 1050W έως 1500W, ενώ με συσσωρευτή (4) έως 230Ah, μπορεί να αποδίδει από 1900W έως 2800W. A further variation of the invention includes photovoltaic elements (3) up to 280W, which, when used with batteries of different capacities (4), can meet higher consumptions. For example, with battery (4) up to 140 Ah, the system can deliver from 1050W to 1500W daily, while with battery (4) up to 230Ah, it can deliver from 1900W to 2800W.

Σε ακόμα μία, περαιτέρω παραλλαγή της επινόησης, ο αποθηκευτικός χώρος (1) ενδέχεται να είναι ένα τρέιλερ (9), Σχ. 5, βαρέως τύπου, ώστε να μπορεί να μεταφερθεί οπουδήποτε. Μέσα στο τρέιλερ (9) υπάρχουν σταθερές βάσεις για την τοποθέτηση των συσσωρευτών (4), που εξυπακούεται πως έχουν πολύ μεγαλύτερο μέγεθος. Επιπρόσθετα υπάρχουν αντίστοιχες βάσεις για την τοποθέτηση των φωτοβολταϊκών στοιχείων (3). Στην συγκεκριμένη παραλλαγή ενδέχεται να υπάρχει τουλάχιστον μία ανεμογεννήτρια (10), Σχ. 6, η οποία τοποθετείται και αυτή εντός του τρέιλερ (9), μαζί με το ρυθμιστή της, αλλά και μετατροπέας που μετατρέπει το παραγόμενο από τα φωτοβολταϊκά στοιχεία (3) συνεχές ρεύμα σε εναλλασσόμενο, κατάλληλο για χρήση. Με τον τρόπο αυτό υπάρχει η δυνατότητα παροχής ρεύματος 220V, όπως αυτό του δικτύου ηλεκτροδότησης. Η ανεμογεννήτρια (10) λειτουργεί επικουρικά με τα φωτοβολταϊκά στοιχεία (3) τροφοδοτώντας τους συσσωρευτές (4), βαθιάς εκφόρτισης, με σκοπό την κάλυψη των ηλεκτρικών αναγκών των χρηστών. In yet another, further variation of the invention, the storage space (1) may be a trailer (9), Fig. 5, heavy-duty, so that it can be transported anywhere. Inside the trailer (9) there are fixed bases for placing the accumulators (4), which of course have a much larger size. In addition, there are corresponding bases for the placement of the photovoltaic elements (3). In this particular variant, there may be at least one wind turbine (10), Fig. 6, which is also placed inside the trailer (9), together with its regulator, but also a converter that converts the energy produced by the photovoltaic cells (3) into continuous AC power, suitable for use. In this way, it is possible to supply 220V current, like that of the electricity network. The wind turbine (10) works adjunctively with the photovoltaic cells (3) feeding the batteries (4), deep discharge, in order to meet the electrical needs of the users.

Σε ενδεικτικά παραδείγματα, ένα σύστημα αποτελούμενο από 4 φωτοβολταϊκά στοιχεία (3), 280W το καθένα, με 1 ρυθμιστή φόρτισης 50Ah, 12 συσσωρευτές (4) 2V ο καθένας, έναν μετατροπέα καθαρού ημιτόνου 2000W και μία ανεμογεννήτρια (10), 450W, με τον ρυθμιστή της 1000W μπορεί να αποδώσει από 3,9 kWh έως 5,6 kWh, ανάλογα με την ηλιοφάνεια, τον άνεμο και την εποχή. Τα φωτοβολταϊκά στοιχεία (3) μπορεί να είναι περισσότερα ή μεγαλύτερης ισχύος, όπως το ίδιο ισχύει για τη χωρητικότητα των συσσωρευτών (4), αλλά ακόμα και της ανεμογεννήτριας (10). Αποτέλεσμα αυτού θα είναι το σύστημα να αποδίδει έως και 16,8 kWh ημερησίως. In illustrative examples, a system consisting of 4 photovoltaic cells (3), 280W each, with 1 charge controller 50Ah, 12 batteries (4) 2V each, a pure sine inverter 2000W and a wind turbine (10), 450W, with the 1000W regulator can deliver from 3.9 kWh to 5.6 kWh, depending on sunshine, wind and season. The photovoltaic elements (3) can be more or of greater power, as the same applies to the capacity of the accumulators (4), but also of the wind turbine (10). As a result, the system will yield up to 16.8 kWh per day.

Σε ακόμα μία παραλλαγή της επινόησης, το σύστημα δύναται να εξοπλίζεται με κάμερα (11), για απομακρυσμένη παρακολούθηση, μέσω του δικτύου τηλεπικοινωνιών, αλλά και με προβολέα (12), τροφοδοτούμενο από το σύστημα, για τον φωτισμό του χώρου εγκατάστασης. In yet another variation of the invention, the system can be equipped with a camera (11), for remote monitoring, through the telecommunications network, but also with a projector (12), powered by the system, to illuminate the installation area.

Πρέπει στο σημείο αυτό να σημειωθεί ότι η περιγραφή της εφευρέσεως έγινε με αναφορά σε ενδεικτικά παραδείγματα εφαρμογής στα οποία δεν περιορίζεται. Συνεπώς οποιαδήποτε μεταβολή ή τροποποίηση σε ότι αφορά σχήμα, διαστάσεις, μορφολογία, χρησιμοποιούμενα υλικά και εξαρτήματα κατασκευής και συναρμολογήσεως, εφ όσον δεν αποτελούν νέο εφευρετικό βήμα και δεν συντελούν στην τεχνική εξέλιξη του ήδη γνωστού θεωρούνται εμπεριεχόμενα στους σκοπούς και στις βλέψεις της παρούσης επινοήσεως. It should be noted at this point that the description of the invention was made with reference to indicative application examples to which it is not limited. Consequently, any change or modification in terms of shape, dimensions, morphology, materials used and construction and assembly components, as long as they do not constitute a new inventive step and do not contribute to the technical development of what is already known, are considered included in the aims and objectives of the present invention.

Claims

1. Transportable hybrid energy supply system, consisting of a storage area (1), with at least one photovoltaic cell (3) and at least one accumulator (4) and a charge controller (5), characterized by the fact that the photovoltaic cell ( 3), with the accumulator (4) and the charge regulator (5) provide electricity to device connection sockets (6) located on the storage area (1).

2. Portable hybrid energy supply system, according to claim 1, characterized in that the storage space (1) is a box (2).