Гибридная система освещения и управления потреблением энергии для работы в неблагоприятных условиях и/или удаленных местоположениях

Гибридная система освещения и управления потреблением энергии для работы в неблагоприятных условиях и/или удаленных местоположениях

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к передвижной (смонтированной на полозьях, колесной и/или складной) гибридной системе освещения и управления потреблением энергии, рассчитанной на неблагоприятные, отдаленные и/или высокоширотные условия. В системе объединены источник питания от двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и система управления для снабжения энергией системы освещения. В систему также может входить аккумуляторный блок батарей (батарея аккумуляторов), система обогрева ДВС и/или системы использования возобновляемой энергии солнца и/или ветра, за счет чего повышается эффективность и надежность эксплуатации в таких условиях с одновременным сохранением и улучшением функциональных возможностей при эксплуатации и значительным снижением необходимости воздействия оператора во время установки и эксплуатации.

Уровень техники

Для освещения в разнообразных условиях, включая строительные площадки, нефтяные и газовые буровые площадки, стадионы, шахты, военные зоны и множество других объектов и применений, широко применяются передвижные осветительные вышки.

В тех случаях, когда эти системы применяются в отдаленных условиях, эффективность развертывания и эксплуатации такого оборудования обусловлена двумя основными факторами, включающими а) стоимость доставки топлива и б) надежность цепочки поставки топлива. Иными словами, доставка топлива в отдаленный пункт существенно повышает стоимость топлива часто в несколько раз по сравнению с развертыванием такого же оборудования в не являющихся отдаленными условиях. Ясно, что увеличение стоимости доставки связано с увеличением затрат на оборудование и персонал, требуемых для транспортировки и доставки топлива в отдаленные пункты, для достижения которых необходимо время и специализированное оборудование. Аналогичным образом, надежность цепочки поставки топлива в различные пункты, такие как военные зоны, отдаленные буровые площадки и шахты, может влечь прямые и косвенные издержки из-за невозможности и/или срока физической доставки топлива в определенный пункт для применения оборудования на месте.

Исторически осветительные вышки питаются от двигателей внутреннего сгорания (ДВС), которые потребляют топливо для выработки электроэнергии, требуемой для питания вышек. Обычно эти осветительные вышки с приводом от двигателя помимо обеспечения освещения в ночное время также могут использоваться для генерирования энергии (мощности) собственных нужд для другого оборудования без доступа к питающей энергосети. Во многих из этих систем осветительные вышки с приводом от ДВС управляются вручную оператором, который должен по необходимости включать и выключать систему. Кроме того, в некоторых системах оператору приходится контролировать расход и обеспечивать подачу топлива, регулярно осуществлять замену масла, а также выполнять другое техническое обслуживание, которое требуется в связи с большой продолжительностью работы двигателя. В отрасли обычно принято рассматривать большую продолжительность работы двигателя просто как стоимость эксплуатации в отдаленном пункте по причине отсутствия альтернативы.

Типичная известная из техники передвижная осветительная вышка имеет прицеп и/или раму, на которой установлен ДВС и его топливный бак, и одну или несколько опор, которые поворачиваются относительно прицепа с целью подъема одного или нескольких осветительных приборов над землей. В прошлом на таких осветительных вышках применялись преимущественно лампы наливания различных типов.

Как известно, помимо более высоких затрат на эксплуатацию оборудования в отдаленном пункте эти системы освещения имеют несколько других недостатков. Они включают:

шумную работу в ночное время;

высокий расход топлива;

неработоспособность при недостатке топлива или задержке поставок; влияние погоды на график заправки в отдаленных или высокоширотных условиях;

большой углеродный след; токсичные выбросы;

отсутствие контроллера, вместо которого используются переключатели, тумблеры и кнопки;

эксплуатационные требования к двигателю, в частности, с учетом большого числа наработанных часов и/или эксплуатации в условиях холодного климата;

повышенные затраты на техническое обслуживание вследствие применения в отдаленном пункте;

неэффективность, в частности, в период холодной погоды, когда может требоваться работа ДВС в дневное время для сохранения его теплоты и обеспечения надежной работы в ночное время; и

высокие затраты на персонал с учетом сложности установки системы и времени, требуемого для ручного управления и/или контроля со стороны оператора.

С целью преодоления недостатков, связанных с расходом топлива, затратами на топливо и выбросами, предпринимались попытки уменьшения углеродного следа и снижения расхода топлива в передвижных системах освещения за счет применения энергии солнца и/или ветра. Тем не менее, хотя системы, в которых предусмотрены вспомогательные источники питания, способны обеспечивать определенную локальную экономию, эффективность и/или надежность этих вспомогательных источников энергии может создавать другие осложнения при эксплуатации. Кроме того, на практике такие системы обычно не способны обеспечивать достаточную мощность для питания металлогалогенных ламп, которые обычно применяются в традиционных передвижных системах освещения с приводом от ДВС.

Недавние разработки в области светоизлучающих диодов (СИД) и повышение эффективности технологий на основе использования энергии солнца и ветра обеспечивают более широкое и экономичное применение таких вспомогательных или возобновляемых источников энергии для эксплуатации осветительных вышек. В частности, существуют СИД, которые способны обеспечивать такое же освещение в люменах и/или световой поток, но потребляют долю энергии, потребляемой лампой накаливания. Иными словами, для СИД обычно требуется на 70-85% меньше энергии, чем эквивалентной лампе накаливания. Тем не менее, хотя СИД снижают отбор энергии, если они просто установлены на стандартной осветительной вышке вместо металлогалогенных ламп, снижение затрат на топливо обычно составляет всего приблизительно 30-40%, поскольку работа ДВС остается неэффективной относительно потребности ламп в энергии и относительно общего управления потреблением энергии в отдаленном пункте.

Это можно проиллюстрировать типичным примером эксплуатации. Согласно типичному сценарию, в котором для обеспечения освещения в ночное время требуется отбор энергии в течение 12 часов, ДВС, питающие СИД, остаются включенными, в течение 12-часового ночного периода. Известно, что в системе освещения, в которой СИД заменяют лампы накаливания, экономия расхода топлива в результате снижения нагрузки по мощности за счет минимального порогового уровня топлива, требуемого для работы ДВС в холостом режиме, составляет всего около 30%. Иными словами, экономия топлива не находится в линейной зависимости от снижения мощности за счет применения СИД. Кроме того, в этом примере период работы ДВС вообще не сокращается, и соответственно, не достигается снижение затрат на техническое обслуживание или амортизацию или на персонал при эксплуатации осветительной вышки с СИД.

Важно, что эффективность солнечных батарей и ветряных турбин продолжает повышаться, что позволяет более эффективно рекуперировать энергию этих возобновляемых источников с разумными затратами. Иными словами, себестоимость единицы энергии солнца или ветра в пересчете на капитальные затраты значительно снизилась.

В результате, в отрасли ведется разработка светодиодных осветительных вышек, оснащенных солнечными батареями или ветряными турбинами, которые при определенных обстоятельствах в зависимости от местонахождения, доступности солнечного света или ветра, длительности отбора энергии в ночное время и т.д. могут служить автономной системой освещения. К сожалению, у этих систем имеется ряд недостатков, которые делают их ненадежными или неприменимыми в определенных условиях эксплуатации, в частности, в отдаленных районах, в условиях сурового и холодного климата.

Например, для эксплуатации систем освещения с использованием возобновляемого источника энергии как в высокоширотных, так и в низкоширотных условиях важна долгота дня в каждое время года. Иными словами, в регионах вблизи экватора во время сезона дождей в течение полугода часто преобладает облачность, или оборудование может находиться в условиях высокой влажности или тропических джунглей. Аналогичным образом, в более высоких широтах в зимнее время долгота дня слишком мала для генерирования энергии (с разумными затратами и углеродным следом) для обеспечения работы систем освещения с питанием от солнечных батарей в течение соответственно более длинных ночей, когда происходит отбор энергии, а также существуют ограничения на максимальное количество энергии, которое может накапливаться в аккумуляторном блоке экономичного размера. Кроме того, поскольку эти системы освещения являются передвижными и должны транспортироваться в отдаленные пункты часто по очень плохим дорогам, существуют ограничения на размеры всех компонентов, что не позволяет операторам просто увеличивать размер оборудования для накопления энергии возобновляемого источника. Иными словами, поверхность конструкции имеет ограниченную площадь, доступную для солнечных батарей, что тем самым ограничивает количество солнечной энергии, которая может накапливаться в течение заданного периода времени. По существу, системы с питанием от солнечных батарей в целом неприменимы в климате с неблагоприятным соотношением количества часов генерирования энергии освещением и часов отбора энергии в ночное время, или там, где в определенные периоды года, такие как сезон дождей, ограничено количество солнечного света. Аналогичным образом, надежность энергии ветра во многих регионах недостаточна для обеспечения долговременного применения этого источника энергии.

Кроме того, что касается солнечной энергии, местные погодные условия могут являться неблагоприятными в течение длительных периодов, поскольку периодически может преобладать значительная облачность и/или выпадать осадки. В холодном климате на поверхности солнечных батарей может накапливаться большое количество снега, который мешает солнечным лучам достигать солнечной панели или уменьшает их количество. Географические элементы конкретной местности также могут являться неблагоприятными. Иными словами, при отсутствии ветра облачность и/или географические элементы, такие как деревья или возвышенности, могут затруднять или значительно уменьшать генерирование энергии в дневное время, когда должна происходить зарядка аккумуляторного блока батарей.

Это в особенности важно на буровых площадках в северных или горных регионах. Например, если буровая площадка находится на северном склоне холма или горы, в условиях высоких широт прямой солнечный свет может не достигать ее. Другим примером служат буровые площадки на территории густого леса, когда, в особенности, в зимние месяцы из-за очень коротких дней и низко поднимающегося над линией горизонта солнца прямой солнечный свет также может не достигать основания системы освещения, в котором установлены солнечные батареи.

Поскольку буровое оборудование на таких отдаленных территориях обычно перемещают с одной площадки на другую, оператору часто приходится выбирать более высокие затраты на приобретение как системы с приводом от ДВС, так и системы с питанием от солнечных батарей (чтобы иметь возможность использовать солнечную энергию, когда она доступна, но иметь ДВС в качестве надежного резерва) или иметь только систему с приводом от ДВС, которая надежно действует в любых условиях (но без возможности использования возобновляемой энергии, когда она доступна).

Кроме того, во многих случаях желательно, чтобы системы освещения также обеспечивали мощность собственных нужд. Тем не менее, существующие системы с питанием от солнечных батарей не способны обеспечивать мощность для работы вспомогательного оборудования. Иными словами, отчасти из-за ограниченного доступного пространства в передвижной системе для солнечных батарей даже летом в период длинных солнечных дней осветительная вышка может в течение заданного дня поглощать достаточно энергии только для обеспечения освещения в течение следующей ночи, в результате чего почти не остается или не остается дополнительной энергии для питания вспомогательного оборудования. Соответственно, поскольку осветительные вышки традиционно имеют двойное назначение и питают осветительный прибор, а также обеспечивают питанием и/или резервным питанием вспомогательное оборудование, значительным недостатком осветительных вышек с питанием от солнечных батарей или ветродвигателя является то, что они способны обеспечивать только освещение, только в определенных географических местоположениях и только в определенных условиях окружающей среды. Этот недостаток не позволяет операторам уменьшать их углеродный след, поскольку для этого им пришлось бы пожертвовать функциональными возможностями.

Как отмечено выше, системы с питанием от солнечных батарей или ветродвигателя не способны надежно обеспечивать освещение, в особенности, в отдаленных районах, в суровом и/или холодном климате. Кроме того, в суровых условиях северных широт (например, на севере Канады или на Аляске), в особенности, в зимнее время при коротком световом дне возникает еще одно затруднение при эксплуатации, поскольку на таких системах часто сказывается ухудшение характеристик батарей из-за холода, образования на них снежного покрова и/или опасности замораживания (например) передвижных частей ветряной турбины. Расход накопленной энергии для нагревательного устройства внутри системы, которое может обеспечивать надежную работу таких систем в холодном климате, почти всегда превышает энергию, доступную из одних только возобновляемых источников.

Другим фактором, влияющим на внедрение систем с питанием от солнечных батарей и/или ветродвигателя, является экономичность применения новой технологии для уменьшения углеродного следа. Хотя операторы могут желать уменьшить углеродный след, чтобы добиться значимого результата, обычно требуются непомерно высокие затраты. Например, при существующей технологии операторам пришлось бы вложить средства в приобретение как системы с приводом от ДВС для обеспечения работы вспомогательного оборудования и/или надежной работы системы зимой, так и солнечной/ветровой системы в попытке снижения затрат на топливо и уменьшения углеродного следа.

Помимо этого, для операторов желательны передвижные системы осветительных вышек, компактные при транспортировке, а также легко и быстро монтируемые и демонтируемые с минимальными требованиями к знаниям, подготовке и затраченному времени со стороны оператора. Ветряные турбины обычно имеют очень прочную и устойчивую конструкцию, чтобы выдерживать сильный ветер. По существу, ветряные турбины обычно не рассчитаны на транспортировку, а их монтаж и демонтаж может являться сложным и трудоемким. Оператору часто приходиться выполнять множество трудоемких операций, что установить и разобрать ветряную турбину. Суровые погодные условия, включая сильный ветер, низкую температуру и дождь/снегопад, могут делать обращение с ветряной турбиной еще более сложным и опасным.

Кроме того, холодная погода отрицательно влияет на запуск системы с приводом от ДВС, в частности, дизельного двигателя. Поскольку дизельные двигатели нагревают топливно-воздушную смесь путем сжатия, с падением температуры окружающего воздуха становится все сложнее достигать температуры воспламенения. Помимо этого, дизельное топливо часто застывает при низкой температуре, а смазочные масла становятся более вязкими и могут создавать помехи движущимся частям вместо того, чтобы смазывать их. По существу, при температурах значительно ниже нуля системы с приводом от ДВС становится практически невозможно запустить, и по этой причине в холодную погоду они часто длительное время работают в режиме холостого хода. Очевидно, что длительная работа двигателя в режиме холостого хода не является топливосберегающей, поскольку постоянно требует топлива, что увеличивает углеродный след и повышает токсичные выбросы, а также усиливает шумовое загрязнение окружающей среды.

Низкая температура также может отрицательно влиять на аккумуляторные блоки батарей, сокращая период времени, в течение которого батарея (аккумулятор) способна сохранять свою зарядку, и уменьшая срок службы батарей. Желательная рабочая температура для свинцово-кислотной батареи обычно составляет от 25°C до 40°C, а для ионно-литиевой батареи - от 0°C до 40°C. При температуре -15°C типичная батарея с абсорбированным электролитом (AGM), рассчитанная на циклы глубокой зарядки-разрядки, может терять 30-50% или более своего заряда. Это важно, поскольку при уже ограниченной солнечной энергии из-за занимаемой солнечными батареями площадью поверхности или условий окружающей среды, потери во всех системах из-за воздействия холода на батареи (или другие потери, такие как потери в линии и т.д.) могут сводить на нет выгоды затрат на источник солнечной энергии.

Таким образом, существует потребность в передвижных (транспортабельных) системах освещения, в которых преодолены многие из перечисленных недостатков и, в частности, обеспечивается возможность развертывания осветительных вышек в более отдаленных и/или высокоширотных районах с более высокой надежностью, меньшим временем работы ДВС, меньшим расходом топлива без ущерба для освещения на рабочей площадке, меньшей потребностью в воздействии пользователя, меньшим углеродным следом, более высокой общей надежностью и меньшими текущими расходами на эксплуатацию. В частности, существует потребность в системах освещения, в которых требуется меньшее вовлечение оператора, используется интеллектуальная система управления (ИнтСУ), которая позволяет работать передвижной системе освещения и регулировать потребления энергии таким образом, чтобы улучшать соотношение между снижением расхода топлива с уменьшением отбора мощности (энергии) светодиодами. Кроме того, существует потребность в передвижной системе освещения с ИнтСУ с применением возобновляемых источников энергии и предотвращением потерь в системе, которые в противном случае свели бы на нет ценность затрат на солнечную энергии или энергию ветра в суровых природных условиях, отдаленных и/или высокоширотных/низкоширотных районах.

Помимо этого, существует потребность в системах, в которых для питания системы освещения и/или нагрева могут в основном применяться источники возобновляемой энергии всякий раз, когда они доступны, в сочетании с системами сжигания топлива для генерирования энергии, которая используется дополнительно или по необходимости для питания как системы освещения и/или нагрева, так и вспомогательного оборудования. Важно, что такие системы обеспечивают выгоды, включающие:

меньший период работы ДВС;

меньшую потребность в персонале/зависимость от персонала и/или условий окружающей среды при пополнении запаса топлива;

меньшую потребность в персонале/зависимость от персонала, а также ухода/обслуживания двигателя;

меньшие затраты на топливо за счет IEMS и ИнтСУ;

меньшие затраты на топливо за счет эффективного применения возобновляемых источников энергии;

меньшие затраты на топливо за счет альтернативных систем обогрева;

меньшие затраты на персонал за счет функций ИнтСУ, кодирования, алгоритмов и процессов обратной связи;

уменьшение углеродного следа за счет доведения до максимума ценности возобновляемых источников энергии и СИД и тем самым снижения расхода топлива;

увеличение срока службы системы за счет меньшего периода работы двигателя, что приводит к уменьшению износа и текущих расходов на эксплуатацию;

повышение эксплуатационной надежности за счет автоматизированного интеллектуального выбора используемого источника и/или выбора источника питания на основании потребностей нагрузки;

облегчение установки и разборки системы;

меньшие затраты на персонал за счет обратной связи/обмена данными с оператором посредством ИнтСУ (например, вместо "несосредоточенного и общего контроля", "навязываемого" системе человеком, система "поддерживает" "сосредоточенное и конкретное вмешательство" только при необходимости);

увеличение срока службы старых бывших в эксплуатации осветительных вышек путем оснащения новым оборудованием, и

более тихую или бесшумную работу в ночное время за счет эффективной зарядки аккумуляторного блока батарей в течение дня, обеспечивающей бесшумную ночную работу.

Кроме того, существует потребность в способе менее частой эксплуатации ДВС с соблюдением требований общей годовой световой отдачи по сравнению со стандартными осветительными вышками с металлогалогенными лампами без использования солнечной энергии и гибридного источника питания. В частности, существует потребность в способе более эффективной зарядки и/или подачи импульсов энергии от ДВС в накопитель, такой как аккумуляторный блок батарей, что позволяет ДВС заряжать аккумуляторный блок, накапливать энергию и по мере необходимости подавать ее на нагрузку или осветительные приборы.

К тому же, существует потребность в системе с различными автоматизированными возможностями, включая возможности пользовательского интерфейса, которые снижают уровень вовлеченности персона в работу системы. В качестве примера, в известных системах от операторов требуется частый контроль известных осветительных вышек как стандартных, так и с питанием от солнечных батарей. По существу, для управления известными системами требуется рабочая сила, что делает их громоздкими, неэффективными и не исключает ошибок оператора, которые могут приводить к отказу системы. Например, в различных известных системах требуется, чтобы оператор постоянно проверял наличие топлива во избежание остановки ДВС в незапланированный момент. Согласно другому примеру в известных системах может требоваться, чтобы оператор не забывал включать и выключать освещение и/или ДВС через определенные промежутки времени в течение суток, что в противном случае к потерям топлива и периода работы ДВС. Согласно другому примеру в различных известных вышках с питанием от солнечных батарей может требоваться, чтобы оператор вручную устанавливал график включения освещения с помощью таймеров, которые также может требоваться настраивать в соответствии с изменением времени восхода и захода солнца в определенных регионах.

Соответственно, существует потребность в системе, имеющей интеллектуальный пользовательский интерфейс, который вместо того, чтобы требовать от оператора "навязывать" системе применение рабочей силы, "поддерживает" конкретное и сосредоточенное применение рабочей силы в системе только при необходимости и тем самым сокращает затраты времени и затраты на персонал. Это выгодно для устранения различных недостатков, включая потери энергии из-за израсходования топлива и адаптации графика освещения.

Анализ уровня техники показывает, что известны системы, которые обеспечивают определенные функции, но не существует систем, обеспечивающих эффективную работу в отдаленных, высокоширотных районах и/или условиях сурового климата. Например, в заявках US 2012/0206087 А1, US 2012/0201016 А1, US 2010/0232148 А1 и патенте US 7988320 описаны примеры систем освещения с питанием от солнечных батареей, а в патентах US 6805462 В1, 5806963 описаны примеры традиционных вышек с приводом от ДВС. В патенте US 8350482, заявках US 2010/0220467 и US 2009/0268441 описаны примеры непередвижных гибридных систем освещения с использованием как солнечной энергии, так и энергии ветра. В патенте US 7988320, заявке US 2010/0236160 и патенте US 8371074 описаны ветряные мачты, которые могут опускаться на землю. В патенте US 5003941, заявках US 2012/0301755 и US 2006/0272605 описаны системы обогрева двигателей и/или батарей.

Раскрытие изобретения

В изобретении предложена передвижная гибридная система освещения, в которую входит: система управления, имеющая по меньшей мере один контроллер; по меньшей мере одна система светильников, при работе поддерживаемая мачтой и функционально связанная с системой управления; двигатель внутреннего сгорания (ДВС), который имеет генератор энергии (электрогенератор), функционально связан с системой управления и генератором энергии для выработки электроэнергии; аккумуляторный блок батарей (далее также называемый для краткости, как аккумуляторный блок/батареи), функционально связанный с системой управления для накопления электроэнергии ДВС и обеспечения батарейного питания, при этом система управления имеет средства: контроля текущего состояния заряда (СЗ)

аккумуляторного блока; включения ДВС с целью выработки электроэнергии, когда текущее СЗ находится ниже нижнего порога СЗ, или на основании запрограммированного оператором времени запуска; выключения ДВС, когда текущее СЗ превышает верхний порог СЗ или по истечении

запрограммированного оператором периода работы; использования энергии ДВС для зарядки аккумуляторного блока между нижним и верхним порогами СЗ или запрограммированными оператором периодами работы; и, при необходимости, использования энергии ДВС или батарей в системе светильников, при этом система управления выполнена с возможностью регулирования зарядки аккумуляторного блока посредством ДВС, используя алгоритм зарядки батарей, в котором верхний и нижний пороги СЗ находятся в пределах стадии активной зарядки аккумуляторного блока, так что зарядка аккумуляторного блока происходит только в пределах стадии активной зарядки аккумуляторного блока.

Таким образом, верхний и нижний пороги СЗ являются стадией активной зарядки алгоритма зарядки батарей, согласно которому зарядка аккумуляторного блока происходит только в пределах стадии активной зарядки алгоритма зарядки батарей, определяемого как цикл активной зарядки.

В одном из вариантов осуществления система управления инициирует цикл профилактической зарядки после заданного числа циклов активной зарядки или наступления конкретного времени технического обслуживания, при этом за цикл профилактической зарядки происходит зарядка аккумуляторного блока до 100% СЗ.

В одном из вариантов осуществления система управления контролирует число циклов активной зарядки и инициирует цикл профилактической зарядки после заданного числа циклов активной зарядки. Заданное число циклов активной зарядки может составлять 10-100. В одном из вариантов осуществления система управления инициирует цикл профилактической зарядки по истечении заданного периода времени.

В одном из вариантов осуществления система управления допускает зарядку аккумуляторного блока в интервале между нижним порогом СЗ и 100% СЗ.

Согласно другой особенности система содержит возобновляемый источник энергии, который функционально связан с системой управления и которым может являться любое из следующего: источник солнечной энергии или энергии ветра или их сочетание.

По меньшей мере одной системой светильников предпочтительно является система светоизлучающих диодов (СИД).

Система также может содержать систему обогрева, функционально связанную с ДВС и/или системой управления и служащую для обогрева ДВС, когда он выключен.

Система также может содержать систему обогрева батарей, функционально связанную с аккумуляторным блоком и служащую для обогрева аккумуляторного блока с целью поддержания температуры аккумуляторного блока в определенном интервале. Системой обогрева может являться нагреватель теплоносителя (охлаждающей жидкости) для подвода нагретого теплоносителя к ДВС и аккумуляторному блоку.

В одном из вариантов осуществления система обогрева содержит клапан между нагревателем теплоносителя и аккумуляторным блоком, служащий для регулирования потока нагретого теплоносителя между нагревателем теплоносителя и аккумуляторным блоком. Клапан может являться терморегулируемым.

В одном из вариантов осуществления система управления содержит средство контроля температуры ДВС и/или аккумуляторного блока и включения и выключения системы обогрева, когда достигнута одна или нескольких пороговых температур или согласно регулируемому таймером графику.

В одном из вариантов осуществления система содержит мачту, на которую опирается ветряная турбина, имеющая телескопический вал, который втягивается внутрь мачты. В одном из вариантов осуществления ветряная турбина содержит: ротор, имеющий по меньшей мере одну лопасть и с возможностью вращения шарнирно установленный на телескопическом вале; шток, прикрепленный к ротору; и угловую пластину, прикрепленную к мачте и содержащую прорезь, в которую входит шток и которая предотвращает поворот ротора, когда телескопический вал втянут, при этом угловая пластина рассчитана на то, чтобы направлять шток в прорезь, побуждая шток и ротор поворачиваться. Угловая пластина может содержать по меньшей мере один выступающий упор, предназначенный для контакта по меньшей мере с одной лопастью по мере втягивания телескопического вала и предотвращения вращения по меньшей мере одной лопасти и ротора.

В одном из вариантов осуществления ротор содержит по меньшей мере две лопасти, а угловая пластина содержит по меньшей мере один выступающий упор для контакта с одной из по меньшей мере двух лопастей, когда ветряная турбина втянута.

В одном из вариантов осуществления система содержит основание, на которое опирается по меньшей мере одна солнечная батарея, способная поворачиваться на основании вокруг горизонтальной оси, предпочтительно две солнечные батареи с противоположных сторон основания. В одном из вариантов осуществления основание имеет по меньшей мере одну наклонную стенку, на которой поворотно установлена по меньшей мере одна солнечная батарея.

В различных вариантах осуществления система может содержать фотоэлемент, соединенный по меньшей мере с одним светильником и служащий для определения уровней окружающего света (внешней освещенности) и выключения или включения по меньшей мере одного светильника, исходя из уровня окружающего света, теплообменник, соединенный с ДВС и служащий для захвата и рециркуляции выделяемого ДВС тепла с целью обогрева ДВС, разъем вспомогательной нагрузки для подсоединения и подвода энергии к вспомогательной нагрузке, сетевой разъем для подсоединения гибридной системы освещения к электрической сети с целью получения и подвода энергии к системе светильников и/или вспомогательной нагрузке, и систему подключения к сети для подсоединения контроллера к удаленному компьютеру.

В другом варианте осуществления система дополнительно содержит пользовательский интерфейс, функционально связанный с системой управления и имеющий переключатель для подъема и опускания мачты, при нахождении которой в нижнем положении отключен любой или все двигатели, светильники или любой из компонентов системы управления.

В одном из вариантов осуществления пользовательский интерфейс дополнительно содержит переключатель двигателя, функционально связанный с системой управления и имеющий положение автоматического запуска системы управления с целью приведения в действие ДВС на основании заданных эксплуатационных параметров.

В одном из вариантов осуществления система содержит по меньшей мере одну панель солнечной батареи и дополнительно содержит пользовательский интерфейс, функционально связанный с системой управления и имеющий переключатель для подъема и опускания мачты; по меньшей мере один переключатель панелей солнечных батарей для подъема и опускания каждой из одной или нескольких солнечных батарей; и переключатель ДВС, функционально связанный с системой управления и имеющий положение автоматического запуска системы управления с целью приведения в действие ДВС на основании заданных эксплуатационных параметров и положение ручного запуска ДВС, позволяющее оператору при необходимости вручную запускать ДВС; и переключатель светильников, функционально связанный с системой управления и имеющий положение приведения в действие светильников на основании заданных эксплуатационных параметров.

В одном из вариантов осуществления система содержит по меньшей мере панель солнечной батареи и дополнительно содержит пользовательский интерфейс, функционально связанный с системой управления и имеющий переключатель для подъема и опускания мачты; по меньшей мере один переключатель панелей солнечных батарей для подъема и опускания каждой из одной или нескольких солнечных батарей; и переключатель, функционально связанный с системой управления и имеющий положение автоматического запуска системы управления с целью приведения в действие ДВС на основании заданных эксплуатационных параметров и приведения в действие светильников на основании заданных эксплуатационных параметров и имеющий положение ручного запуска ДВС, который остается включенным при приведении в действие светильников на основании тех же заданных эксплуатационных параметров, что и в положении автоматического запуска.

Согласно другой особенности изобретения предложен способ управления потребляемой энергией и вырабатываемой энергией гибридной осветительной вышки, имеющей по меньшей мере один светильник, двигатель внутреннего сгорания (ДВС), по меньшей мере один возобновляемый источник энергии, по меньшей мере один контроллер и по меньшей мере один аккумуляторный блок, при этом способ включает стадии: мониторинга энергии, доступной по меньшей мере из одного возобновляемого источника энергии и по меньшей мере одного аккумуляторного блока; включения ДВС при низкой энергии (мощности/напряжения), доступной из возобновляемого источника энергии, и/или энергии батареи; зарядки аккумуляторного блока при включенном ДВС; и зарядки аккумуляторного блока при энергии, доступной из возобновляемого источника энергии.

В одном из вариантов осуществления способ может включать стадию мониторинга температуры ДВС и/или по меньшей мере одного аккумуляторного блока и включения и выключения системы обогрева и/или охлаждения при достижении пороговых температур.

В другом варианте осуществления способ включает стадии: мониторинга текущего состояния заряда (СЗ) аккумуляторного блока; включения ДВС с целью выработки электроэнергии, когда текущее СЗ находится ниже нижнего порога СЗ; выключения ДВС, когда заряд батарей превышает верхний порог СЗ или по истечении запрограммированного периода работы; использования энергии ДВС для зарядки аккумуляторного блока между нижним и верхним порогами СЗ; и при необходимости подачи энергии ДВС или батарей в систему светильников, при этом система управления регулирует зарядку аккумуляторного блока с целью сведения к минимуму расхода топлива ДВС путем отдания приоритета зарядке аккумуляторного блока между нижним и верхним порогами СЗ.

Согласно другой особенности изобретения предложен способ управления оператором гибридной системой освещения, имеющей по меньшей мере один светильник, функционально связанный с мачтовой системой, способной перемещаться между нижним и верхним положениями, двигатель внутреннего сгорания (ДВС), по меньшей мере одну панель солнечной батареи, соединенных с гибридной системой освещения и способных перемещаться между развернутым и неразвернутым положениями, систему управления и по меньшей мере один аккумуляторный блок, функционально связанный с системой управления и ДВС, при этом способ включает стадии: установки панелей солнечных батарей в развернутое положение путем приведения в действие переключателя панелей солнечных батарей, соединенного с системой управления; установки мачтовой системы в верхнее положение путем приведения в действие переключателя мачты, соединенного с системой управления; приведения в действие гибридной системы освещ