Pełna nazwa: Sposób i układ generowania i zarządzania energią elektryczną konwertowaną z energii słonecznej do zasilania pojazdów, zwłaszcza autobusów

Zespół
Prof. dr hab. inż. Mirosław Wendeker

Istota wynalazku

Rozwój techniki autobusowej powodowany wymaganiem pasażerów wobec komfortu podróży (klimatyzacja, ogrzewanie), komunikacji audiowizualnej z organizatorem transportu (informacje foniczne, telewizja pokładowa), oświetleniem wewnętrznym oraz możliwości elektronicznego wspomagania zarządzaniem ruchu miejskiego (systemy GPS, Wi-Fi, monitoring) powoduje rosnące obciążenie elektryczne sieci autobusowej. Dodając do odbiorników mocy elektrycznej już istniejące urządzenia pokładowe (oświetlenie zewnętrzne, komputerowe systemy sterowania, kasowniki), pobór prądu we współczesnym autobusie miejskim jest składnikiem mocy w ogólnym bilansie mocy użyteczne i może wynosić nawet 2,5 kW. Źródłem energii elektrycznej autobusu jest alternator, napędzany przez silnik spalinowy autobusu. Wejściowym źródłem energii jest energia chemiczna zgromadzona w oleju napędowym.

W aspekcie powyższych wniosków pojawił się pomysł na wynalazek „Sposób i układ generowania i zarządzania energią elektryczną konwertowaną z energii słonecznej do zasilania pojazdów, zwłaszcza autobusów”.

Rozwiązanie zaproponowane przez wnioskodawcę jest syntezą dostępnej technologii systemów fotowoltaicznych z pokładowym źródłem generowania energii elektrycznej pojazdu wykorzystującego energię mechaniczną silnika spalinowego. Proponowany system AM nie wymaga kosztownej modyfikacji instalacji elektrycznej pojazdu i pozwala zaspokoić 15–25% rocznego zapotrzebowania autobusu miejskiego na energię elektryczną.

Innowacją proponowanego rozwiązania w porównaniu do konkurencyjnych produktów (choć nie przeznaczonych na rynek motoryzacyjny) jest zastosowanie przede wszystkim trzech oryginalnych elementów:
1. Lekkiego zestawu ogniw fotowoltaicznych pozbawionych ciężkiej szyby wraz z układem dynamicznie zabezpieczającym ogniwa przed uderzeniami gradu. Takie rozwiązanie zmniejsza masę pojazdu oraz koszty montażu dachowego.
2. Adaptacyjnego systemu poszukiwania optymalnego punktu obciążeniowego ogniw fotowoltaicznych (maksimum możliwej do odbioru mocy elektrycznej) dzięki zastosowaniu algorytmów opracowanych przez wnioskodawców.
3. Pokrycie innowacyjnym nanomateriałem osłony ogniw fotowoltaicznych. Obecność powłoki nanocząsteczek na powierzchni zwiększa hydrofilowość a tym samym ogranicza właściwości hydrofobowe. Łatwiejsze staje się spłukiwanie wodą lub deszczem dzięki czemu powierzchnie pokryte nanomateriałem charakteryzują się łatwiejszym utrzymaniem w czystości.

Cele praktyczne wynalazku:
1. Zmniejszenie zużycia paliwa przez jednostki napędowe autobusów poprzez zmniejszenie obciążenia alternatorów.
2. Zmniejszenie emisji składników toksycznych (głównie cząstki stałe) oraz emisji CO2.
3. Zabezpieczenie przed nadmiernym rozładowywaniem akumulatorów w czasie postoju.
4. Zwiększenie czasu użytkowania akumulatorów w autobusie miejskim.

Dodatkowo projekt przyczynił się do uzyskania n.w. wyróżnień:
1. Polska Nagroda Innowacyjności 2015 dla Wydziału Mechanicznego Politechniki Lubelskiej,
2. Nagroda Gospodarcza Prezydenta Miasta Lublin - Edycja 2015 - Wyróżnienie w kategorii Innowacyjność,
3. Nagroda Szklane Szelki za wkład w rozwój komunikacji lubelskiej - 2014,
4. Złoty Krzyż Zasługi przyznany przez Prezydenta RP - 2014.

Potencjał komercjalizacji

Wynalazek ten był podstawą do zgłoszenia projektu do Narodowego Centrum Badań i Rozwoju. Projekt ten uzyskał pozytywne oceny recenzentów i został zrealizowany w latach 2013-2015 przez konsorcjum Politechniki Lubelskiej i MPK Lublin Sp. z o.o.

Celem projektu jest opracowanie innowacyjnej technologii fotowoltaicznego źródła energii elektrycznej w autobusie miejskim.

W ramach projektu prowadzone są badania innowacyjnego pomysłu zasilania autobusowych urządzeń elektrycznych z paneli fotowoltaicznych zamontowanych na dachu autobusu. Docelowym efektem projektu ma być nowy rynkowy produkt o dużym potencjale wdrożeniowym. Projekt jest realizowany przy współpracy z MPK Lublin Sp. z o.o. Prognozowane oszczędności, wynikające z zastosowania opracowanej technologii w autobusie będą wynosić około 7000 zł rocznie.