Technical electrogenerating tools for road facilities: systematics and design specifics

Abstract

BACKGROUND: Currently the Russian Federation Government has a strong focus to roads safety. This is due to the national project «Safe High-Quality Roads». One of tools of pedestrian safety in an urban are road bumps. They are need for drivers speed slow.

Contrarily world scientists create alternative sources of electrical energy. It led to tools type as technical electrogenerating devices.

Whereas technical electrogenerating tools have big amount of developments by russian and world scientists. But in modern scientific literature there is no systematic concept about this tools type.

AIMS: The paper purpose is knowledge summary about technical electrogenerating tools and develop their classification.

METHODS: Energy of a moving car is accumulated and converted into electrical energy by devices type. Concept of technical electrogenerating tools is based on convertion of energy pulse of speed bump into electrical energy at the moment of car runover. This energy can be used for electricity supply of road infrastructure (crosswalk lighting, road sign ligtht, powering traffic lights).

RESULTS: The basic classification feature of these tools is device type converting moving car energy into electrical energy: piezoelectric, hydraulic, electromechanical. In turn technical electrogenerating tools with electromechanical converter are classified by criteria: amount of motor, type of transmission mechanism, design of pressing platform and type of generator.

CONCLUSIONS: The developed classification provides to systematize contributions of russian and world scientists designing devices of technical electrogenerating tools.

Keywords

alternative energy sources / road safety / road artificial bump / road power plant / road electrically generating bump / electric generator

References

[1] GOST R 52605-2006. Traffic control devices. Road bumps and road humps. General technical requirements. Application rules. Available from: https://docs.cntd.ru/document/1200048469 Accessed: Jun 13, 2022. (In Russ).

[2] ГОСТ Р 52605-2006. Технические средства организации дорожного движения. Искусственные неровности. Общие технические требования. Правила применения. Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/1200048469 Дата обращения: 13.06.2022.

[3] GOST R 32964-2014. Automobile roads of general use. Road modular speed bumps. Technical requirements. Methods of testing. Available from: https://docs.cntd.ru/document/1200123906 Accessed: Jun 13, 2022. (In Russ).

[4] ГОСТ 32964-2014. Дороги автомобильные общего пользования. Искусственные неровности.сборные. Технические требования. Методы контроля. Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/1200123906 Дата обращения: 13.06.2022.

[5] GOST R 52765—2007. Automobile roads of the general use. Road facilities. Classification. Available from: https://docs.cntd.ru/document/1200057499. Accessed: Jun 13, 2022. (In Russ).

[6] ГОСТ Р 52765—2007. Дороги автомобильные общего пользования. Элементы обустройства. Классификация. Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/1200057499 Дата обращения: 13.06.2022.

[7] GOST R 52766-2007. Automobile roads of general use. Road facilities. General requirements. Available from: https://docs.cntd.ru/document/1200057674 Accessed: Jun 13, 2022. (In Russ).

[8] ГОСТ Р 52766-2007. Дороги автомобильные общего пользования. Элементы обустройства. Общие требования. Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/1200057674 Дата обращения: 13.06.2022.

[9] Patent BY №U 6891/ 30.12.2010. Govorovskii VI, Birich VV. Dorozhnaya energetiche-skaya ustanovka. Available from: https://bypatents.com/2-u6891-dorozhnaya-energeticheskaya-ustanovka.html (In Russ).

[10] Патент РБ на изобретение № U 6891/ 30.12.2010. Говоровский В.И., Бирич В.В. Дорожная энергетическая установка. Режим доступа: https://bypatents.com/2-u6891-dorozhnaya-energeticheskaya-ustanovka.html Дата обращения: 13.06.2022.

[11] Patent RUS №2359152 C1/ 26.09.2009. Abacharaev IM, Abacharaev MM, Kushiev SC. Energeticheskaya ustanovka. Available from: https://elibrary.ru/item.asp?id=37551312 (In Russ).

[12] Патент РФ на изобретение № 2359152 C1/ 26.09.2009. Абачараев И.М., Абачараев М.М., Кушиев С.Ч. Энергетическая установка. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=37551312 Дата обращения: 13.06.2022.

[13] Patent UZ №FAP 00896/ 30.04.2012. Byul. № 4. Annakulova GK, Radkevich MV. Ustroistvo dlya vyrabotki elektricheskogo toka. (In Russ).

[14] Патент РУз на изобретение № FAP 00896/ 30.04.2012. Бюл. № 4. Аннакулова Г.К., Радкевич М.В. Устройство для выработки электрического тока.

[15] Patent RUS №32936 U1/ 27.09.2003. Gainanov LK. Ustroistvo, preobrazuyushchee energiyu udara v elektricheskuyu energiyu, ispol'zuya dvizhenie transportnykh sredstv. Available from: https://elibrary.ru/item.asp?id=38349850 (In Russ).

[16] Патент РФ на изобретение № 32936 U1/ 27.09.2003. Гайнанов Л.Х. Устройство, преобразующее энергию удара в электрическую энергию, используя движение транспортных средств. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=38349850 Дата обращения: 13.06.2022.

[17] Patent RUS №2343311 C1/ 10.01.2009. Bagerman AZ, Bagerman MR, Bagerman EA. Ustroistvo dlya ispol'zovaniya poputnoi energii transporta. Available from: https://elibrary.ru/item.asp?id=37542225 (In Russ).

[18] Патент РФ на изобретение № 2343311 C1/ 10.01.2009. Багерман А.З., Багерман М.Р., Багерман Е.А. Устройство для использования попутной энергии транспорта. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=37542225 Дата обращения: 13.06.2022.

[19] Patent RUS №2278992 C1/ 27.06.2006. Mart'yanov AV. Ustanovka dlya preobrazovaniya davleniya dvizhushchegosya transporta v elektroenergiyu (varianty) i ustroistvo dorozhnogo pokrytiya dlya takoi ustanovki. Available from https://elibrary.ru/item.asp?id=37976855 (In Russ).

[20] Патент РФ на изобретение № 2278992 C1/ 27.06.2006. Мартьянов А.В. Установка для преобразования давления движущегося транспорта в электроэнергию (варианты) и устройство дорожного покрытия для такой установки. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=37976855 Дата обращения: 13.06.2022.

[21] Matthews JOI, Bish D, Du X, et al, inventors. Systems and methods for generating, storing and transmitting electricity from vehicular traffic. United States patent US 20200217306A1. 2020 Aug 7. Available from: https://patents.google.com/patent/US20200217306A1/en?q=energy+harvesting+speed+bump&oq=energy+harvesting+speed+bump

[22] Matthews J.O.I., Bish D., Du X., et al, inventors. Systems and methods for generating, storing and transmitting electricity from vehicular traffic. United States patent US 20200217306A1. 2020 Aug 7. Available from: https://patents.google.com/patent/US20200217306A1/en?q=energy+harvesting+speed+bump&oq=energy+harvesting+speed+bump

[23] Azam A, Ahmed A, Hayat N, et al. Design, fabrication, modelling and analyses of a movable speed bump-based mechanical energy harvester (MEH) for application on road. Energy. 2021;214. doi: 10.1016/j.energy.2020.118894

[24] Azam A., Ahmed A., Hayat N., et al. Design, fabrication, modelling and analyses of a movable speed bump-based mechanical energy harvester (MEH) for application on road // Energy. 2021. Vol. 214. doi: 10.1016/j.energy.2020.118894

[25] Gholikhani M, Beheshti Shirazi SY, Mabrouk GM, Dessouky S. Dual electromagnetic energy harvesting technology for sustainable transportation systems. Energy Conversion and Management. 2021;230. doi: 10.1016/j.enconman.2020.113804

[26] Gholikhani M., Beheshti Shirazi S.Y., Mabrouk G.M., Dessouky S. Dual electromagnetic energy harvesting technology for sustainable transportation systems // Energy Conversion and Management. 2021. Vol. 230. doi: 10.1016/j.enconman.2020.113804

[27] Prakhar Todaria. Design, Modelling, and Test of an Electromagnetic Speed Bump Energy Harvester [Internet]. Available from: https://www.semanticscholar.org/paper/Design%2C-Modelling%2C-and-Test-of-an-Electromagnetic-Todaria/4e247e048f4cc937409b9a6ee48872242c58c64a Accessed: 13 Jun, 2022.

[28] Patent RUS №205403 U1/ 13.07.2021. Lyashenko YM, Prudii AV, Kolesnik MN. Dorozhnaya energeticheskaya ustanovka. Available from: https://fips.ru/publication-web/publications/document?type=doc&tab=IZPM&id=FA72BBF4-5E16-4F10-8538-216D468EFE82 (In Russ).

[29] Патент РФ на изобретение № 205403 U1/ 13.07.2021. Ляшенко Ю.М., Прудий А.В., Колесник М.Н. Дорожная энергетическая установка. Режим доступа: https://fips.ru/publication-web/publications/document?type=doc&tab=IZPM&id=FA72BBF4-5E16-4F10-8538-216D468EFE82 Дата обращения: 13.06.2022.

[30] Patent RUS №2160849 C1/ 20.12.2000. Svarenko VV, Bogushevskii SL, Treibich SA. Preobrazovatel' energii. Available from: https://elibrary.ru/item.asp?id=37859073 (In Russ).

[31] Патент РФ на изобретение № 2160849 C1/ 20.12.2000. Сваренко В.В., Богушевский С.Л., Трейбич С.А. Преобразователь энергии. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=37859073 Дата обращения: 13.06.2022.

[32] Patent RUS №2359152 C1/ 26.09.2009. Abacharaev IM, Abacharaev MM, Kushiev SC. Energeticheskaya ustanovka. Available from: https://elibrary.ru/item.asp?id=37551312 (In Russ).

[33] Патент РФ на изобретение № 2359152 C1/ 26.09.2009. Абачараев И.М., Абачараев М.М., Кушиев С.Ч. Энергетическая установка. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=37551312 Дата обращения: 13.06.2022.

[34] Patent UZ №FAP 00896/ 30.04.2012. Byul. № 4. Annakulova GK, Radkevich MV. Ustroistvo dlya vyrabotki elektricheskogo toka. (In Russ).

[35] Патент РУз на изобретение № FAP 00896/ 30.04.2012. Бюл. № 4. Аннакулова Г.К., Радкевич М.В. Устройство для выработки электрического тока.

[36] Sun M, Wang W, Zheng P, et al. A novel road energy harvesting system based on a spatial double V-shaped mechanism for near-zero-energy toll stations on expressways. Sensors and Actuators A: Physical. 2021;323. doi: 10.1016/j.sna.2021.112648

[37] Sun M., Wang W., Zheng P., et al. A novel road energy harvesting system based on a spatial double V-shaped mechanism for near-zero-energy toll stations on expressways // Sensors and Actuators A: Physical. 2021. Vol. 323. doi: 10.1016/j.sna.2021.112648

[38] Jang Dae-soo, inventor. Electric generating device using speed bump. South Korea patent KR 101062620B1. 2011 Sep 7. Available from: https://patents.google.com/patent/KR101062620B1/en?oq=KR101062620B1

RIGHTS & PERMISSIONS

Lyashenko Y.M., Prudiy A.V.