26 мая 2022 Образование
314

Пензенские ученые разработали систему энергоснабжения на базе спортивных тренажеров

В Пензенском государственном университете (ПГУ) разработали и реализовали проект студентов «Система электроснабжения спортивного зала с энергосберегающими тренажерами». Теперь на базе вуза стало доступным не просто заниматься спортом, оздоровляться, но и своими тренировками приносить экономическую и практическую пользу. По расчетам исследователей, оборудование тренажерного зала при ПГУ такой системой генерации позволяет сэкономить в месяц до 60 тысяч рублей.


Фото: Пресс-центр ПГУ.

У альтернативных источников энергии и «зеленой энергетики» — большое будущее. В этом уверены изобретатели из ПГУ, разработавшие систему преобразования механической энергии в электрическую и реализующие ее в спортивных тренажерах.

«Когда спортсмен занимается на тренировке, то использует тренажеры с разными подвижными частями для разных групп мышц, и если на эти подвижные механизмы установить преобразователи механической (мускульной) энергии в электрическую, то можно аккумулировать ее в аккумуляторные батареи низкого напряжения и затем эту энергию преобразовывать до уровня напряжения сети (220-380 Вт). Полученную энергию можно использовать для различных практических нужд (искусственное освещение, вентиляция зала, нагрев воды и так далее). И если спортзал пользуется популярностью — то, соответственно, увеличивается и количество спортсменов, и количество запасаемой энергии», — поясняют свой проект студенты Кристина Степанова и Юрий Гусев.

По словам научного руководителя проекта студентов, кандидата технических наук, доцента кафедры «Электроэнергетика и электротехника» ПГУ Татьяны Бростиловой, разработка позволит отработать технологии «зеленой энергетики», внедрить проект на долгосрочной основе на базе ПГУ и, в будущем, оснастить тренажеры подобной системой генерации электрической энергии, а также устанавливать их в спортивных залах: «На базе кафедры «Электроэнергетика и электротехника» ПГУ уже установлены 4 различных тренажера — беговая дорожка, велотренажер, силовой и эллиптический тренажеры. В течение дня студенты могут тренироваться на них, что позволяет параллельно получить электрическую энергию из механической. Ее сейчас мы используем на нужды самих студентов, то есть в импровизированном уголке здоровья установлены вентилятор и освещение, что создает благоприятные условия и имитацию естественной природы. Устройства работают благодаря выработанной энергии. Мы хотим использовать также ее на нужды кафедры для энергоснабжения учебных лабораторий, в будущем генерирующие электрическую энергию тренажеры будут установлены в спортивных залах нашего вуза, полученную энергию мы будем использовать для нагрева воды в бойлере для душевых в тренажерном зале».

Пользователи тренажеров смогут выбирать соответствующие режимы тренировок, тем самым контролируя нагрузку. Пока они занимаются, генератор вырабатывает постоянный ток низкого напряжения. Полученная энергия запасается на аккумулятор, а затем с помощью инвертора преобразуется в переменное сетевое напряжение 220 Вт с частотой 50 Гц. Нагрузкой для тренажера является генератор, поэтому чем активнее тренировка, тем эффективнее вырабатывается электрическая энергия. К выходу инвертора подключается нагрузка, в качестве которой может выступать, например: вентилятор, светильники, бойлерная установка и так далее.

«В течение рабочей смены тренажерный комплекс ПГУ может вырабатывать 4кВт-ч электрической энергии. Такого объема достаточно для работы систем освещения, вентиляции целого тренажерного зала или нагрева 120 л воды до температуры 50 С»,— рассказал о практическом применении установок кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Электроэнергетика и электротехника» Василий Ашанин.

В отличии от существующих в мире аналогов система электроснабжения, предложенная ПГУ, имеет ценность практического применения — здесь реализована вся система генерации, передачи и использовании электрической энергии. Каждая двухступенчатая система генерации, используемая в тренажерах, может быть применена в различных электроустановках альтернативных источников энергии (ветро- и солнечные станции, геотермальную электростанции). Студенты университета в рамках проведения лабораторных работ могут изучить принципы действия и исследовать двухступенчатое преобразование энергии.

Новая разработка уже вскоре может быть запущена в массовое производство. Проект «Система электроснабжения спортивного зала с энергосберегающими тренажерами» является инвестиционным. Грант на его реализацию студенты выиграли в научном конкурсе экологических проектов «Green Campus — Green City». ПГУ уже не первый год сотрудничает с Университетом прикладных наук (Фленсбург, Германия), в планах продолжать сотрудничество по проекту: искать альтернативные источники энергии, отвечающие экологическим требованиям, вводить в бытовую жизнь «зеленую энергетику», улучшать здоровье человека.