Ветроэлектростанция - градообразующий фактор

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для выработки электроэнергии с помощью ветра. Ветроэлектростанция содержит концентраторы воздушного потока, ветроколеса, ветротурбины и генераторы электроэнергии, при этом ветроэлектростанция выполнена в виде окруженной опорным монолитом башни с центральным вертикальным каналом, магистральными воздуховодами и прилегающими к ней жилыми массивами, которые являются концентраторами воздушных потоков для магистральных воздуховодов. Изобретение обеспечит устранение зависимости от скоростей и направлений воздушного потока в приземном слое, совмещение выброса ненужных газов в атмосферу с получением электроэнергии и может стать основным источником энергии городов и крупных поселков, то есть стать градообразующим фактором. 2 ил.

 

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано в качестве установки для выработки электроэнергии с использованием энергии ветра.

Известны устройства для утилизации энергии ветра, содержащие башню, воздухозаборник, воздуховод и вращательный рабочий орган, соединенный с генератором электроэнергии (RU 2242635, F03D 1/04; 9/02, 2004 г.), где в целях повышения надежности использования ветрового потока башня выполнена ориентируемой по направлению ветра.

Известны устройства, в которых для увеличения скорости потока воздуха в воздуховоде с генератором электротока воздуховод выполнен сужающимся (RU 2215184, F03D 1/04, 2003 г.; RU 2256818, F03D 1/04, 2005 г.).

Известны также и ветроэлектростанции с концентратором потока воздуха, в которых осуществлен принцип широкого захвата воздушного потока и превращение его в узкий, но высокоскоростной поток (RU 2062353, F03D 3/00, 1996 г.). В данном устройстве реализована возможность сжигания горючих газов, подлежащих выбросу в атмосферу.

Недостатком всех перечисленных и имеющихся в настоящее время устройств по преобразованию энергии ветра в электрическую является их повседневная зависимость от движения воздушных масс в приземном слое (в пределах до высоты 100-200 метров) и необходимость ориентирования устройства по направлению ветра. Кроме того, во всех устройствах такого типа всегда имеется достаточно много передаточных звеньев с потерей мощности вращения генератора электрического тока. Это обстоятельство не дает возможности основательно использовать природный и экологически чистый способ получения электрической энергией в надежном режиме.

Задача настоящего изобретения в освобождении от всех и всевозможных поворотных платформ для ориентирования устройства, что частично выполнено в прототипе (Патент России №2062353), совмещение выброса ненужных газов в атмосферу с получением электроэнергии (что также частично реализовано в указанном прототипе), избавление от разного вида аккумуляторов мощности вращения, а также устранение повседневной зависимости от скоростей и направлений воздушного потока в приземном слое.

Предлагаемое изобретение может стать основным источником энергии городов и крупных поселков с большими затратами электроэнергии в жилом и производственном секторе и стать градообразующим фактором, например, при разработке каких-то полезных ископаемых или выработки, например, алюминия из глинозема.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что ветроэлектростанция (далее ВЭС), содержащая концентраторы воздушного потока, ветроколеса, ветротурбины и генераторы электроэнергии выполнена в виде окруженной опорным монолитом башни с центральным вертикальным каналом, магистральными воздуховодами и прилегающими к ней жилыми массивами, которые являются концентраторами воздушных потоков для магистральных воздуховодов.

Площадки с силовыми агрегатами и воздуховодами располагаются в башне горизонтально на высоте, определяемой особенностью применяемых воздуховодов, турбин и генераторов электроэнергии.

Каждая следующая площадка с силовыми агрегатами и воздуховодами расположена на несколько метров (например, на 10-20 м) выше предыдущей, повернута вокруг вертикальной оси, например на 30-45 градусов, иначе ориентирована по сторонам света, что позволяет при определенном направлении ветра использовать более подходящий для этой цели вариант приема воздушного потока. Один и тот же воздуховод может воспринимать воздушные потоки в диаметрально противоположных направлениях.

При чрезмерных скоростях ветра соответствующий его направлению воздуховод может быть перекрыт частично или полностью заслонками.

Между площадками с силовыми агрегатами и воздуховодами расположены, где это возможно, жилые и служебные помещения, а также производственные помещения, в том числе теплицы, животноводческие фермы и сектора, склады, заводские цеха и т.п.

Башня (ВЭС) имеет несколько десятков площадок с силовыми агрегатами и воздуховодами с размещением в них ветроколес, ветротурбин и генераторов тока в различных вариантах. Наиболее целесообразным для наших целей, особенно на высоко расположенных площадках (отметках), скорее всего, являются соосно совмещенные высокоскоростные турбины и генераторы тока.

Жилые массивы по обе стороны центральной башни выполняются единым монолитом, формируя тем самым и часть центральной башни с силовыми горизонтами, и центральный канал центральной башни.

Лифты имеют остановки на соответствующих площадках с силовыми агрегатами и воздуховодами.

Рядом стоящие жилые массивы выполняют роль концентраторов воздушного потока на всех отметках по высоте и помогают в некоторых случаях перераспределению воздушных потоков с одной высотной отметки на другую.

Центральный канал башни служит дополнительным устройством для выработки электроэнергии и может совмещать в себе функцию выброса неутилизируемых газов в атмосферу. В нем допустимо любое расположение ветроколес и в том числе частичное расположение небольшого сектора ветроколеса, когда центральная часть вращающегося приспособления остается вне вертикального канала-воздуховода. Такое расположение ветроколес обеспечивает легкую доступность любого участка вращающегося приспособления для осмотра и ремонта. Возможен также вариант и с подземным расположением турбин и генераторов электрического тока, расположенных в воздуховодах, например внутри фундамента башни, выходящих в центральный канал на приземном или более высоком уровне.

Для повышения устойчивости ВЭС против опрокидывания и уменьшения глубины ее фундамента, башня имеет наземную опорную сетчатую конструкцию, представляющую из себя, например, многоэтажный жилой массив, производственные и складские помещения, выполненными железобетонным монолитом с башней. В отдельных случаях возможен вариант крепления башни с помощью углубленной в грунт железобетонной трубы, уходящей вглубь за пределы вечной мерзлоты и имеющей расширенный нижний участок, выполненный, например, с помощью локального подземного взрыва и заливания бетоном шарообразной пустоты.

Решение вопроса относительно устойчивости башни позволит размещать ее в зонах с вечной мерзлотой, где создание крепкого фундамента является серьезной проблемой, но освоение природных богатств диктует необходимость пребывания людей именно в этом месте. Обилие дешевой электроэнергии может сделать пребывание людей (в неблагоприятных для проживания зонах) более комфортным и независимым от природных условий.

ВЭС не обязательно должна иметь жилые массивы вокруг основной (центральной) башни. ВЭС может быть выполнена из основной башни с площадками для силовых агрегатов и воздуховодов и отходящими от центральной башни достаточно тонкими, но прочными стенами, для концентрации воздушных потоков. Такая ВЭС может достигать высоты 200-300 и более метров.

Отходящие от центральной башни железобетонные стены могут выполнять ряд дополнительных функций, например нести на себе антенны телерадиоаппаратуры, приборы видеонаблюдения, мереорологические приспособления, устройства для зондирования атмосферы, лазерные и другие устройства для передачи информации и воздействия на верхние слои атмосферы и т.п. В некоторых случаях ВЭС может содержать элементы пусковых установок для метеоракет и другой специальной аппаратуры.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется фигурами 1 и 2.

На фигуре 1 представлен общий вид ВЭС с оптимальным фундаментом и наземной опорной сетчатой конструкцией у основания башни.

На фигуре 2 показан один из вариантов площадки с силовыми агрегатами и воздуховодами.

Ветроэлектростанция (фиг.1) состоит из башни 1 с центральным каналом 2, снабженной реальным для данной местности и данного грунта фундаментом 3. Башня окружена наземной опорной сетчатой конструкцией 4, выполненной монолитом с самой башней.

К башне примыкают жилые массивы 5, между которыми имеются на разной высоте перемычки - переходы 6.

Площадка с силовыми агрегатами и воздуховодами (фиг.2) имеет несколько магистральных воздуховодов 7 с различной геометрией, в том числе и суженными посередине. Входы и выходы воздуховодов выполнены с заслонками 8, способными перекрывать сечение воздуховода частично или полностью. Свободные от воздуховодов пространства 9 центральной башни выполнены как производственные и/или общественные помещения разного профиля. Сообщение производственных и жилых помещений по высоте обеспечивается лифтами 10.

Ветроэлектростанция, содержащая концентраторы воздушного потока, ветроколеса, ветротурбины и генераторы электроэнергии, отличающаяся тем, что ветроэлектростанция выполнена в виде окруженной опорным монолитом башни с центральным вертикальным каналом, магистральными воздуховодами и прилегающими к ней жилыми массивами, которые являются концентраторами воздушных потоков для магистральных воздуховодов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к усовершенствованию роторных ветроэлектрических установок /ВЭУ/. .

Изобретение относится к ветроэнергетике, сельскому и лесному хозяйству, в частности к использованию ветроэнергетических установок (ВЭУ) в комплексе с лесонасаждениями.

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для производства электроэнергии. .

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть применено для выработки электроэнергии. .

Изобретение относится к области ветроэнергетики. .

Изобретение относится к ветроэнергетике и касается часто перебазируемых ветроэлектрических станций, ориентированных преимущественно на работу в передвижных оленеводческих и промысловых бригадах.

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к ветроагрегатам, которые могут быть использованы как автономные источники энергии для энергообеспечения небольших поселков, удаленных от энергоисточников и находящихся в районах с очень низкими температурами в зимнее время и большими скоростями ветра, например районы Крайнего Севера.

Изобретение относится к ветроэнергетике, в частности к конструктивным элементам ветродвигателя, предназначенным для передачи механической энергии от ветроколеса к потребителю.

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к передвижным ветроэлектрическим установкам, и может быть использовано в качестве автономного источника энергии, в частности для электроснабжения небольших одиночных потребителей, удаленных от энергоисточников, таких как геологические партии, передвижные оленеводческие и промысловые бригады.

Изобретение относится к гидроэнергетике, и в частности к рабочим колесам, преобразующим энергию гидравлических потоков в электроэнергию, а также может быть использовано в качестве ротора ветроэнергоустановки и насоса.

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано в качестве установки для выработки электроэнергии с использованием энергии ветра

Изобретение относится к ветроэнергетическим установкам с преимущественно вертикальной осью вращения ротора и может быть использовано в народном хозяйстве для получения электрической и/или механической энергии

Изобретение относится к конструктивным элементам ветряных двигателей, а конкретно - к конструкции лопастей и ступиц ветроколес

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть применено в ветродвигателях с вертикальной или горизонтальной осью вращения

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в энергоустановках, преобразующих энергию ветрового потока в электрическую энергию

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к устройствам, преобразовывающим энергию ветра в электрическую или другие виды энергии

Изобретение относится к способу и устройству для контроля состояния лопастей ветросиловых установок, причем измеряют корпусной шум, по меньшей мере, одной лопасти посредством одного или нескольких установленных, по меньшей мере, на одной лопасти датчиков движения, выходные сигналы которых передают беспроводным путем на блок обработки, который включает в себя центральный вычислительный блок и блоки памяти и в котором по сигналам с помощью подходящих методов определяют частотный спектр, сравнивают его с хранящимися в блоке обработки соответствующими определенным поврежденным и особым состояниям и параметрированными эталонными спектрами и на основе этого определяют состояние лопасти

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к вытяжным устройствам ветроэнергетической установки, и предназначено для снижения сопротивления ветровому потоку, выходящему из верхнего сечения диффузора вертикального канала

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для генерации электроэнергии из ветряного потока
Наверх