bricstransportТранспорт БРИКСBRIСS Transport2949-0812ФГБУ ДПО «УМЦ ЖДТ»10.46684/2022.1.1bricstransport-14Research ArticleЭКОСИСТЕМА ТРАНСПОРТА: ОБЩЕСТВО, ГОСУДАРСТВО И ГЛОБАЛЬНЫЕ ВЫЗОВЫTRANSPORT ECOSYSTEM: SOCIETY, STATE, AND GLOBAL CHALLENGESИспользование инновационных альтернативных источников энергии в трубопроводном высокоскоростном транспортеInnovative energy sources for Hyperloop high-speed transporthttps://orcid.org/0000-0001-7282-4429КимК. К.KimK. K.

SPIN-код: 3278-4938, AuthorID: 690443

г. Санкт-Петербург

Konstantin K. Kim — Head of the Department of “Electrical Engineering and Heat Power Engineering”

SPIN-code: 3278-4938, ID RSCI: 690443, Scopus: 57196471944, ResearcherID: ABH-4480-2020

9 Moskovsky pr., St. Petersburg, 190031

kimkk@inbox.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1859-3097ПанычевА. Ю.PanychevA. Yu.

SPIN-код: 5255-1882, AuthorID: 404314

г. Санкт-Петербург

Alexander Yu. Panychev — Rector

SPIN-code: 5255-1882, ID RSCI: 404314, Scopus: 57190226949, ResearcherID: G-7878-2018

9 Moskovsky pr., St. Petersburg, 190031

dou@pgups.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5209-6778БлажкоЛ. С.BlazhkoL. S.

SPIN-код: 8522-5224, AuthorID: 275525

г. Санкт-Петербург

Lyudmila S. Blazhko — First Vice-Rector, Vice-Rector for Academic Affairs

SPIN-code: 8522-5224, ID RSCI: 275525, Scopus: 57190230361

9 Moskovsky pr., St. Petersburg, 190031

blazhko@pgups.ruПетербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I (ПГУПС)РоссияEmperor Alexander I St. Petersburg State Transport University (PGUPS)Russian Federation2022210720221114Copyright © Ким К.К., Панычев А.Ю., Блажко Л.С., 20222022Ким К.К., Панычев А.Ю., Блажко Л.С.Kim K.K., Panychev A.Y., Blazhko L.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.bricstransport.ru/jour/article/view/14

Рассматривается инновационная конструкция гелиоветрогенератора, предназначенная для распределенной системы электроснабжения трубопроводного высокоскоростного транспорта.

Know how данной разработки заключается в закреплении гибких кремниевых солнечных панелей (СП) на лопастях ветротурбины. За счет этого возможно обеспечение оптимального теплового режима работы СП. Приводятся основные размеры конструкций лопасти и максимальные скорости внутреннего потока на выходе из лопасти. Показывается, что при малых скоростях ветрового потока рационально располагать СП не по всей площади лопасти, а ближе к ее концу.

Усиления эффекта охлаждения можно достичь, применяя материалы для СП и лопастей с малым полным термическим сопротивлением или уменьшая их толщину.

Для увеличения коэффициента теплоотдачи следует реализовывать турбулентный режим течения воздушного потока на поверхности СП. На практике это достигается как за счет изменения режимных параметров, так и с помощью конструктивных решений.

С целью усиления охлаждения панелей необходимо использовать часть ветрового потока, принудительно засасываемого во внутреннюю полость лопасти.

Изменение геометрии оконечных частей лопастей и применение дефлекторов также благоприятно сказываются на интенсивности охлаждения панелей.

This article describes an innovative design of a solar-wind generator for a distributed energy Hyperloop high-speed system. The knowhow of this development is to mount flexible silicon solar panels (SP) on wind turbine blades, thus optimizing the thermal efficiency of solar panels. The basic dimensions of the wind turbine blades and the maximum internal flow velocities at the blade outlet (tips) are presented. At low wind velocities, it is rational to locate solar panels on the outer end (or the tip) of a blade, rather than along the blade length.

The cooling effect can be increased by using materials with low thermal resistance for the SP and blades, or by reducing their thickness.

To increase the heat transfer coefficient, it is recommended to use the airflow turbulence on the solar panel surface. In practice, this can be achieved both by changing the operating parameters and by introducing innovative design solutions.

For better cooling of solar panels, it is recommended to use the technology of a wind flow sucked into the blade inner cavity. Changing the geometry of the outer end (tip) of the blades and the use of deflectors also give a better panel cooling parameters.

трубопроводный высокоскоростной транспортгелиоветрогенераторгибкая кремниевая солнечная панельсолнечная инсоляцияветровой потоккоэффициент теплоотдачитемпературавнутренняя полость лопастиhyperloop high-speed transportsolar-turbine generatorflexible silicon solar panelsolar insolationwind flowheat transfer coefficienttemperatureblade inner cavityReferencesKim K.K. A variant of the vacuum transport system. Railway Transport. 2016;12:67-68. (In Russ.).Kim K.K. A variant of the vacuum transport system. Railway Transport. 2016;12:67-68. (In Russ.).Kim K.K., Kim K.I. Suspension system of hyper loop Transportation Systems and Technology. 2017;3(2):9-10. DOI: 10.17816/transsyst2017329-10Kim K.K., Kim K.I. Suspension system of hyper loop Transportation Systems and Technology. 2017;3(2):9-10. DOI: 10.17816/transsyst2017329-10Certificate for utility model RU No. 24670 MKI37 B61D17/00, B61D 25/00. The body of the head car of a high-speed train. Applicant and patent holder Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University; application No. 2001135610/20 12/26/2001; publ. on 04/24/20. BulletinNo. 12.Certificate for utility model RU No. 24670 MKI37 B61D17/00, B61D 25/00. The body of the head car of a high-speed train. Applicant and patent holder Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University; application No. 2001135610/20 12/26/2001; publ. on 04/24/20. BulletinNo. 12.Patent RU No. 197430 MKI37 F03D 9/25, H02S 10/12. Wind generator. Applicant and patent holder Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University; application No. 2019139281 12/02/2019; publ. on 24/04/2020. Bulletin No. 12.Patent RU No. 197430 MKI37 F03D 9/25, H02S 10/12. Wind generator. Applicant and patent holder Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University; application No. 2019139281 12/02/2019; publ. on 24/04/2020. Bulletin No. 12.Gulkov V.N., Kolesnichenko I.D., Korotkov K.E. Investigation of the effect of heating solar modules on the efficiency of radiation conversion. Proceedings of Saint Petersburg Electrotechnical University. 2019;1:10-16. (In Russ.).Gulkov V.N., Kolesnichenko I.D., Korotkov K.E. Investigation of the effect of heating solar modules on the efficiency of radiation conversion. Proceedings of Saint Petersburg Electrotechnical University. 2019;1:10-16. (In Russ.).Eurasian patent 040487 IPC F03D1/00, F03D9/00. Wind generator. Applicant and patent holder Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University; application No. 202100092 08.26.2021; publ. on 09/06/2022.Eurasian patent 040487 IPC F03D1/00, F03D9/00. Wind generator. Applicant and patent holder Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University; application No. 202100092 08.26.2021; publ. on 09/06/2022.Kim K., Panychev A., Blazhko L. Increasing the Efficiency of Thin-Film Silicon Solar Panels. International Scientific Siberian Transport Forum TransSiberia–2021. 2022;1560-1568. DOI: 10.1007/978-3-030-96383-5_174Kim K., Panychev A., Blazhko L. Increasing the Efficiency of Thin-Film Silicon Solar Panels. International Scientific Siberian Transport Forum TransSiberia–2021. 2022;1560-1568. DOI: 10.1007/978-3-030-96383-5_174

The authors declare that there are no conflicts of interest present.