Технический центр Вирджинии по системам и безопасности транспортных средств (CVeSS) и Лаборатория железнодорожных технологий хотят использовать энергию, создаваемую движущимися поездами и преобразовывать эту энергию в полезную электроэнергию.
Примерно 76% от общего числа пути на американских железных дорогах приходится на сельские районы, где не хватает электричества, необходимого для работы железнодорожных систем. Эти интеллектуальные системы включают в себя такое оборудование, как оборудование для обеспечения безопасности на дорогах, беспроводную связь и мониторы состояния путей.
По словам директора CVeSS Мехди Ахмадиана, подача энергии на это оборудование может быть сложной задачей. Солнечные панели могут быть повреждены или украдены, а генераторы, использующие пропан, требуют обслуживания и дозаправки.
Исследователи из CVeSS приступили к поиску более надежного решения, которое обеспечивало бы питание этих устройств, предотвращало кражи и требовало минимального обслуживания.
После нескольких лет пересмотра конструкции исследователи CVeSS создали новый тип балки, который заменяет традиционный деревянный вариант и оснащен для выработки энергии. Их высокотехнологичная стяжка, расположенная под поручнем, увенчана тяжелым металлическим стержнем, закрепленным на пружине. Когда колеса поезда проходят по рельсам, вес поезда давит на эту балку, запуская серию передач. Эти шестерни вращают генератор, вырабатывая электричество, которое затем можно хранить в батарее.
После разработки этой жизнеспособной идеи команда создала прототип. Исследователи успешно протестировали устройство в лаборатории. Компания Norfolk-Southern согласилась разместить новую железную дорогу на участке своего пути. После этого развертывания команда CVeSS собирала данные, чтобы определить количество энергии, которое может быть сгенерировано и лучшие способы оптимизации конструкции устройства.
Когда поезда проезжали по рельсам, исследователи получили более четкое представление о том, сколько энергии они могут производить и как эта мощность может быть использована.
«На каждое колесо проходящего поезда мы получаем от 15 до 20 ватт энергии», - сказал Ахмадиан. «Если у нас есть длинный поезд с примерно 200 вагонами, это 800 колес, что дает 1,6 киловатта. Как только мы накопим эту энергию, мы сможем использовать ее, чтобы сделать пути более интеллектуальными, встроив в них датчики».
Развертывание новой системы сбора энергии может означать большее расширение жизненно важных сенсорных систем, обеспечивающих безопасность железных дорог.
