Способ аккумулирования природной энергии - солнечной, ветровой и водной

 

Изобретение относится к области гелио- и ветроэнергетики, а именно к устройствам накопления и сохранения энергии. Технический результат, заключающийся в обеспечении процесса аккумулирования природной энергии - солнечной, ветровой - без потерь энергии во времени и увеличении объема аккумулированной природной энергии за счет аккумулирования дополнительно водной энергии, достигается за счет того, что в способе аккумулирования природной энергии - солнечной, ветровой и водной, включающем в себя нагрев теплоносителя (воды) путем преобразования солнечной и ветровой энергии в теплоту, согласно изобретению осуществляется нагрев теплоносителем органического вещества в метантенке, выделяющего при этом горючий газ, накопление и сохранение горючего газа в герметичной емкости, а также дополнительно осуществляется преобразование водной энергии в теплоту и нагрев ею используемого теплоносителя. 1 ил.

Изобретение относится к области гелио- и ветроэнергетики, а именно к устройствам накопления и сохранения энергии.

Известно устройство для использования геотермальной энергии, содержащее резервуар сжатого газа, добычную и нагнетательную скважины, биогазовую установку с реакционной камерой и газосборником, компрессор и обратный клапан (см. SU, 1638489 A1, кл. F 24 J 3/08, 30.03.1991).

К недостаткам устройства относятся сложность управления и низкая экономичность за счет недоиспользования геотермального теплоносителя в системе.

Известна тепловая ветроустановка, содержащая ветродвигатель с осевым ветроколесом, бак теплогенератора и подсоединенные к баку входной и выходной патрубки, связанные между собой трубопроводом, кожух в виде обечайки, регулятор температуры (см. SU, 1064039 A, кл. F 03 D 9/00, 30.12.1983).

К недостаткам установки относятся низкая эффективность преобразования энергии ветра в тепловую и недостаточная надежность.

Известна гелиоветровая установка, реализующая способ аккумулирования природной энергии - солнечной, ветровой и водной, включающий в себя нагрев теплоносителя (воды) путем преобразования солнечной и ветровой энергии в теплоту (см. SU, 1151785 A, кл. F 03 D 9/00, 23.04.1985), по совокупности существенных признаков принятая за ближайший аналог (прототип) изобретения.

К недостатку установки относится низкая эффективность, поскольку из-за конечной величины теплопотерь теплоносителя (воды) через ограждающие конструкции (баки, резервуары) запасаемая энергия (тепловая) со временем теряется.

Технический результат, заключающийся в обеспечении процесса аккумулирования природной энергии - солнечной, ветровой - без потерь энергии во времени и увеличении объема аккумулированной природной энергии за счет аккумулирования дополнительно водной энергии, достигается за счет того, что в способе аккумулирования природной энергии - солнечной, ветровой и водной, включающем в себя нагрев теплоносителя (воды) путем преобразования солнечной и ветровой энергии в теплоту, согласно изобретению осуществляется нагрев теплоносителем органического вещества в метантенке, выделяющего при этом горючий газ, накопление и сохранение горючего газа в герметичной емкости, а также дополнительно осуществляется преобразование водной энергии в теплоту и нагрев ею используемого теплоносителя.

На чертеже изображена технологическая схема аккумулирования природной энергии - солнечной, ветровой и водной.

Способ аккумулирования природной энергии - солнечной, ветровой и водной - осуществляется с помощью солнечного коллектора 1 (СК), ветротеплогенератора 2 (ВТГ), гидротеплогенератора 3 (ГТГ), теплонагревателя 4 ветротеплогенератора 2 (НВТГ) и теплонагревателя 5 гидротеплогенератора 3 (НГТГ), емкости 6 с теплоносителем 7, метантенка 8, проточного канала 9 с регулирующим сток воды затвором 10, оборудования 11 для компрессирования газа, емкости 12 для хранения газа.

Гидротеплогенератор 3 (ГТГ) устанавливается на гидротехнических сооружениях, например плотине или обводном канале водохранилища (не показаны), в которые встраиваются проточный канал 9 с гидротурбиной (не показана) и затвором 10.

Принцип работы ветро- и гидротеплогенераторов 2 и 3 идентичен и заключается в перемешивании жидкости в теплонагревателях 4 и 5 лопастными мешалками, приводимыми во вращение от валов ветродвигателя ветрогенератора 2 и гидротурбины (не показана) гидротеплогенератора 3. При этом вследствие внутреннего трения жидкость нагревается.

Аккумулирование природной энергии происходит следующим образом. В исходном состоянии метантенк 8 загружается органическим веществом, например животноводческими стоками или растительными остатками в смеси с водой, емкость 6 заполняется теплоносителем 7 - водой, а затвор 10 проточного канала 9 прикрывается для заполнения воды в канале.

При наличии солнечной и ветровой энергии, или одной из них, происходит нагрев теплоносителя 7 емкости 6 от (СК) 1 и (НВТГ) 4 и посредством теплообмена органического вещества в метантенке 8, что вызывает выделение газа, состоящего из метана и углекислого газа. С помощью оборудования компрессирования 11 выделяемый из метантенка 8 газ поступает в герметичную емкость 12, где накапливается и сохраняется без потерь энергии.

Для поддержания необходимой температуры в метантенке 8 при длительном отсутствии и солнечной и ветровой энергии предусматривается компенсация их водной энергией, для чего посредством открытия затвора 10 включается в работу (ГТГ) 3. В периоды солнечной и ветровой активности затвор 10 прикрывается, обеспечивая накопление потенциальной водной энергии для последующего его использования.

Формула изобретения

Способ аккумулирования природной энергии - солнечной, ветровой и водной, включающий в себя нагрев теплоносителя (воды) путем преобразования солнечной и ветровой энергии в теплоту, отличающийся тем, что осуществляется нагрев теплоносителем органического вещества в метантенке, выделяющего при этом горючий газ, накопление и сохранение горючего газа в герметичной емкости, а также дополнительно осуществляется преобразование водной энергии в теплоту и нагрев ею используемого теплоносителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1