Гибридный электрический велосипед

Аннотация

Гибридный электрический велосипед – это система, которая включает в себя три различных способа зарядки аккумулятора: солнечная батарея, динамо и 220 В переменного тока. Питание от этих трех режимов используется для зарядки электрического двигателя постоянного тока, работающего на велосипеде. Велосипед с гибридным приводом спроектирован таким образом, что гонщик может использовать режимы работы велосипеда, то есть он может выбрать велосипед, который будет полностью приводиться в движение электрическим двигателем PMDC, или он может управляться вручную самостоятельно.

Введение

Термин гибрид обычно подразумевает наличие более одного источника энергии. В мире существует много типов велосипедов, таких как обычный велосипед, который люди должны грести, чтобы он мог двигаться, моторизованный велосипед, использующий топливо в качестве основного источника энергии, и электрический велосипед, которого может хватить только на час. Из‑за некоторых недостатков в системе существования возникла идея солнечного велосипеда. Идея состоит в том, чтобы продлить срок службы велосипеда, и его можно автоматически заряжать, если велосипед не используется возобновляемой солнечной энергией. Концепция солнечной энергии заключается в том, что на велосипед будет установлен двигатель с высоким крутящим моментом, который будет генерироваться солнечной энергией. Солнечная энергия будет поглощаться портативной солнечной панелью для выработки энергии. Мощность, которая была поглощена панелью, может напрямую использоваться двигателем, если мощность соответствует потребляемой мощности. Если нет, двигатель будет использовать энергию от аккумулятора. Когда велосипед не использовался в течение дня, солнечная панель будет заряжать аккумулятор. Система заставит велосипед работать более эффективно. Аккумуляторная батарея используется с длительным сроком службы для зарядки. Гибридный велосипед – это проект, который может продвигать как более чистые технологии, так и меньшую зависимость от масла. Он будет работать на чистой электроэнергии с возможностью перезарядки батареи 3 отдельными способами: через настенный источник переменного тока 230 В, с помощью генератора солнечной энергии и динамо‑машины, которая прикреплена к велосипедному колесу.

Принцип работы

Блок‑схема гибридного велосипеда с приводом от двигателя постоянного тока, установленного на среднем валу велосипеда и работающего от энергии аккумулятора, показана на рис.1. Солнечная панель установлена на коляске. Солнечная батарея генерирует 12 В, когда на нее падает солнечный свет, а ее клеммы подключены к контроллеру заряда. Динамо устанавливается на боковой вал велосипеда, поддерживает таким образом, чтобы вал динамо соприкасался с шинами заднего колеса. Когда колесо вращается, вал динамо вращается и вырабатывает мощность 12 В. Его клеммы также подключены к контроллеру заряда. Когда велосипед простаивает в дневное время, солнечная панель заряжает аккумулятор. Из‑за неравномерного солнечного света и разной скорости вращения колеса выходное напряжение как от солнечной панели, так и от динамо‑машины имеет различную природу. Контроллер заряда регулирует постоянное напряжение 12 вольт и заряжает аккумулятор. Поток мощности действует параллельно с мощностью, передаваемой водителем посредством педалирования. Водитель солнечного велосипеда может полностью включить мотор или крутить педали (как в обычном велосипеде)

Компоненты гибридного велосипеда

Гибридный электрический велосипед состоит из следующих компонентов.

Тип щеточного мотора PMDC

В этом проекте 12 В, используется постоянный магнитный двигатель постоянного тока 80 Вт, который показан на рисунке 2.

Солнечная панель

Солнечная энергия – это производство электричества от солнечного света. Солнечная энергия – это преобразование солнечного света в электричество. Солнечный свет может быть преобразован непосредственно в электричество, используя фотоэлектрическую (PV) панель.

Контроллер заряда

Очень важно регулировать выходное напряжение от солнечной панели до того, как оно подается на батарею. Контроллер заряда представляет собой преобразователь питания с выходным напряжением постоянного тока, превышающим входное напряжение постоянного тока. Это используется для регулирования входного напряжения до более высокого регулируемого напряжения.

Динамо

Динамо для выработки электроэнергии. Динамо – это электрический генератор, который вырабатывает энергию с использованием коммутатора. Динамо помещается на переднее колесо велосипеда, а коммутатор динамо соединен с передним колесом велосипеда, как показано на фиг.4.

Регулятор напряжения

На рисунке 5 показан типовой регулятор напряжения. Регулятор напряжения контролирует уровень напряжения в соответствии с требованием. Регулятор напряжения, используемый в этом проекте, действует как переключающий переключатель. В нашем проекте используются два уровня напряжения. В соответствии с требуемым уровнем напряжения регулятор может быть отрегулирован.

Дроссель

Этот дроссель большого пальца солнечного электрического велосипеда прост в использовании и отлично подходит для тех, кто хочет сохранить свою оригинальную рукоятку. Как правило, дроссель большого пальца используется на велосипедах, которые имеют систему переключения поворотной передачи. Дроссель для большого пальца говорит, что это зависит от личного выбора, так как дроссель для большого пальца может также использоваться на велосипеде, который имеет систему переключения большого пальца. «Thumb Throttle» относится к способу управления скоростью двигателя или двигателя.

Контроль скорости двигателя по уровню напряжения аккумуляторной батареи

Скорость двигателя контролируется уровнями напряжения аккумуляторов, как показано на рисунке 7. Отрицательные клеммы аккумуляторов подключены к регулятору напряжения, а регулятор напряжения – это не что иное, как нажимной переключатель. Последовательно с регулятором включается выключатель ВКЛ / ВЫКЛ, то есть дроссель, а его концевой вывод соединен с отрицательным выводом двигателя. Положительные клеммы аккумулятора подключаются параллельно положительной клемме двигателя. Скорость двигателя может быть отрегулирована в соответствии с требованиями путем изменения положения регулятора.

Результаты

Общий вес нашего гибридного велосипеда, включая аккумулятор, мотор и солнечную панель, составляет 25 кг. Когда аккумулятор полностью заряжен, максимальная дистанция проезда по равнинной дороге составляет 25 км. Гибридный велосипед может развивать максимальную скорость до 15 км/час. По сравнению с уже существующими велосипедами расстояние поездки и максимальная скорость невелики, но, учитывая стоимость, стоимость нашего гибридного велосипеда составляет около 8000 рупий, а стоимость E‑велосипедов – 30000 рупий. Стоимость нашего гибридного велосипеда на 73 % ниже, чем у существующих в настоящее время электронных велосипедов. Мощность гибридного велосипеда может быть увеличена путем замены существующего двигателя и аккумулятора на более высокие значения в соответствии с необходимостью.

Преимущества

• Это одна из наиболее используемых, самых чистых и устойчивых форм энергии, получаемых через солнечные элементы.
• Это безвредно для окружающей среды без использования какого‑либо топлива или выделения токсичных паров, которые могут вызвать глобальное потепление.
• Солнечные элементы являются независимыми от источника питания и могут заряжаться постоянно, что помогает сократить время зарядки через зарядное устройство высокого напряжения переменного тока.
• Он также имеет длительный срок службы не менее 20 лет и требует минимального обслуживания.
• Меньшая стоимость обслуживания.
• Нормальное вращение педали возможно, когда не в режиме усилителя мощности.
• Съемную батарею можно взять в доме для зарядки.
• Дроссель большого пальца – прост в эксплуатации и меньше напрягает руки.
• Солнечные батареи продолжают заряжать батареи для нашего постоянного использования.
• Стоимость единицы очень низкая.

Недостатки

• Цена на мотор, батарею и солнечную батарею возрастает с увеличением спроса на энергию у потребителя.
• Солнечный свет не всегда доступен, особенно ночью, и может быть неравномерно распределен в том месте, где вы находитесь.
• И солнечная батарея, и динамо не всегда могут обеспечить достаточное количество энергии, поэтому их нельзя использовать в качестве основного источника зарядки.
• Он также не очень энергоэффективен из‑за потери трения в цепях и колесах.

Применение

• Велосипед с гибридным приводом может использоваться в качестве транспортного средства в городах вместо бензиновых транспортных средств; из‑за небольшого размера он может избежать пробок.
• Молодые, пожилые люди с ограниченными возможностями могут использовать его для путешествий на короткие расстояния.
• Любой велосипед можно модифицировать как электрический велосипед с гибридным приводом.
• Для детей можно использовать маленький гибридный велосипед с электроприводом.

Вывод

Велосипед с солнечной батареей является модификацией существующего велосипеда, работающего от солнечной энергии подходит как для городских, так и для загородных дорог, которые сделаны из цемента, асфальта или грязи. Этот велосипед дешевле, его стоимость составляет 8000 рупий, он проще в конструкции и может широко использоваться для поездок на короткие расстояния около 25 км, особенно школьниками, студентами, офисными работниками, сельскими жителями, почтальонами и т. д. Он очень подходит для молодых, пожилых людей, люди с ограниченными физическими возможностями и удовлетворяют потребности экономически бедного класса общества. Он может работать в течение всего года бесплатно. Наиболее важной особенностью этого велосипеда является то, что он не потребляет ценное ископаемое топливо, тем самым экономя деньги. Он экологически чистый и не загрязняет окружающую среду, так как не имеет выбросов. Кроме того, он бесшумный и может заряжаться с помощью адаптера переменного тока в случае чрезвычайной ситуации и облачной погоды. Эксплуатационные расходы за километр минимальны. Это может быть приведено в действие ручным вращением педали в случае любой проблемы с солнечной системой. Он имеет меньше компонентов, может быть легко смонтирован или демонтирован, поэтому требует меньше обслуживания.

Список использованной литературы

1. Darshil G. Kothari, Jaydip C. Patel, Bhavik R. Panchal Hybrid Bicycle 2014 IJEDR | Volume 2, Issue 1 | ISSN: 2321–9939.
2. Vivek V Kumar1, Karthik A, Ajmal Roshan, Akhil J Kumar, Design and Implementation of Electric Assisted Bicycle with Self Recharging Mechanism, Volume 3, Special Issue 5, July 2014, International Conference On Innovations & Advances in Science, Engineering And Technology [IC – IASET 2014]
3. Veronique Lamy, ELECTRIC BIKE 2000 PROJECT, Centre for Electric Vehicle Experimentation in Quebec (CEVEQ), april 2001.
4. Ajit B. Bachche, N. S. Hanamapure, Design and Development of Solar Assisted Bicycle, International Journal of Engineering and Innovative Technology (IJEIT) Volume 2, Issue 6, December 2012.
5. T.Bhavani, K.Santhosh kumar, K.Dhiraj kumar,” Novel Design of Solar Electric Bicycle with Pedal Assistance”, ISSN No: 2348–4845 International Journal & Magazine of Engineering, Technology, Management and Research
6. Muhsin Abdur‑Rahman, Bo Hu, Erik Cheever, Fred Orthlieb, Grant Smith, Design and Implementation of a Hybrid Electric Bike, Engineering 90 Senior Design Project, May 05, 2005.
7. Mayur Parmar, Rushi Trivedi, Santosh Nair, Vikit Vora, Solar Powered E‑Bike, Imperial Journal of Interdisciplinary Research (IJIR) Vol‑2, Issue‑5, 2016 ISSN: 2454‑1362.