Ветроэнергетическая установка

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть применено для выработки электроэнергии. Ветроэнергетическая установка содержит башню, две соединенные под углом стрелы, связанные с верхней частью башни, а также поворотные рамы с роторами-ветроколесами, ступицы которых закреплены на рамах, подвешенных к стрелам. Между роторами- ветроколесами расположены статоры. На стрелах неподвижно установлены основные вертикальные кили. На поворотных рамах размещены дополнительные кили, установленные с возможностью перекрытия основных килей в боковой плоскости. Достоинством данной ветроэнергетической установки является улучшение возможностей противостояния буревым порывам. 4 ил.

 

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

Известна конструкция генератора с расположением на башне поворотного колеса, снабженного устройством установки на ветер [Шефтер Я.И. Использование энергии ветра. М.: Энергоатомиздат, 1983, стр. 109-110].

Наиболее близким к заявляемому по совокупности существенных признаков является ветроэнергетическая установка [Патент РФ №2187019/А.М. Литвиненко, Ветроэнергетическая установка / Опубл. БИ №22/2002, F03D 5/04, заявка №200110581/06 от 16.01.2001], которая содержит башни, две соединенные под углом рамы (стрелы), связанные с опорой в местах соединения с центральным поворотным устройством. Рамы имеют поддерживающие тележки, а ветроколеса соединены с мультипликаторами и генераторами, включающими роторы и статорные элементы.

Недостатком данного устройства является малая стойкость к буревым порывам.

Изобретение направлено на увеличение стойкости к буревым порывам.

Это достигается тем, что ветроэнергетическая установка, содержащая башню, две соединенные под углом стрелы, связанные с верхней частью башни, а также поворотные рамы с роторами-ветроколесами и статорами, согласно изобретению снабжена основными вертикальными килями, установленными неподвижно на стрелах, а также дополнительными килями, установленными на поворотных рамах с возможностью перекрытия основных килей в боковой плоскости.

Достижение технического результата обусловлено наличием перекрытия килей в боковой плоскости.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежом, где схематично показан общий вид ветроэнергетической установки, вид спереди на фиг.1, на фиг.2 - вид сбоку в спокойном состоянии, на фиг.3 - вид сбоку при буревом порыве, на фиг.4 - вид сверху.

Ветроэнергетическая установка включает в себя основание 1, поворотное устройство 2, платформу 3, башню 4, ветроколеса-роторы 5, ступицы которых закреплены на рамах 6, которые подвешены в шарнирах 7 к стрелам 8. Между роторами-ветроколесами расположены статоры 9. Ветроэнергетическая установка имеет основные вертикальные кили 10, закрепленные неподвижно, и дополнительные кили 11, установленные на поворотных рамах 6.

Ветроэнергетическая установка работает следующим образом. Под воздействием ветрового потока роторы-ветроколеса 5 приходят во вращение, модулируя магнитный поток источников возбуждения, установленных в статорах 9я. и наводя ЭДС в рабочих катушках. Ориентация на ветер производится с помощью поворота башни 4 под воздействием аэродинамических моментов, создаваемых килями 10 и 11. При буревых порывах рамы с роторами-ветроколесами и статорами отклоняются, как показано на фиг.3. При этом происходит перекрытие килей 10 и 11 - показано на фиг.3 пунктиром между килями 10 и 11. Демпферными элементами являются шарниры 7, на которых подвешены рамы 6 с роторами-ветроколесами 5. Таким образом, демпферными силами являются силы трения в этих шарнирах. Размещение ветроколес на консолях приводит к возникновению значимой величины ориентирующей силы только в том случае, если угол между консолями сравнительно невелик, например приблизительно 90°. Однако это приводит к уменьшению фронтальной проекции установки, которая максимальна при угле между консолями 180°, но при этом боковая проекция минимальна, а следовательно, минимальна и ориентирующая сила. Это и вызывает необходимость применения дополнительных килей.

Достоинством данной ветроэнергетической установки является улучшение возможностей противостояния буревым порывам, которые достигаются, во-первых, в подвесной конструкции с возможной установкой демпферных элементов, а во-вторых, перекрытием килей 10 и 11, которые обеспечивают уменьшение аэродинамических моментов, передаваемых на консоли и на башню. Уменьшение эффективной площади киля приведет к менее интенсивной ориентации на ветер, то есть уменьшению ориентационной силы, что как раз приведет к уменьшению динамических нагрузок и к увеличению стойкости элементов, то есть, в конечном итоге, эксплуатационных показателей. Известно, что аэродинамический момент поворота ветроколеса на ветер зависит, во-первых, от длины направляющего устройства (хвоста), во-вторых, от площади стабилизатора и, в-третьих, от ветрового напора, пропорционального квадрату скорости ветра. Таким образом, технический эффект объективно проявляется при использовании данной ветроэнергетической установки в виде уменьшения длины направляющего устройства и/или уменьшения площади килей при их перекрытии при буревых порывах ветра, что ведет к уменьшению степени динамических воздействий на ветроэнергетическую установку при буревых порывах.

Ветроэнергетическая установка, содержащая башню, две соединенные под углом стрелы, связанные с верхней частью башни, а также поворотные рамы с роторами-ветроколесами и статорами, отличающаяся тем, что снабжена основными вертикальными килями, установленными неподвижно на стрелах, а также дополнительными килями, установленными на поворотных рамах с возможностью перекрытия основных килей в боковой плоскости.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к области ветроэнергетики и может быть использована для преобразования и использования энергии ветра в широком диапазоне скоростей.

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для преобразования энергии ветра в электроэнергию. Ветроэлектростанция содержит концентратор воздушных потоков, ветроколеса, электрогенераторы, систему регулирования подачи воздуха на лопасти ветроколес и систему защиты от ураганных ветров.

Изобретение относится к области возобновляемой энергетики и может быть использовано для преобразования кинетической энергии воздушного потока в механическую и электрическую энергию.

Изобретение относится к области альтернативной энергетики с использованием возобновляемых источников энергии. Ветроэнергетическая установка содержит ротор, промежуточный редуктор, гидравлическую систему, гидравлический насос, гидравлический мотор, регулятор оборотов гидравлического мотора и генератор электрического тока.

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к регулируемым ветроколесам. Ветроколесо содержит основание с подшипниками, горизонтальный вал, лопасти, роторы, имеющие магнитный контакт со статорами, установленными на основании, редукторы.

Изобретение относится к ветроэнергетике. .

Изобретение относится к ветроэнергетике. .

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

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано в устройствах, преобразовывающих энергию ветра в другие виды энергии. Ветроэнергетическая установка, содержащая поворотное основание, башню, стрелу, перекладину с шарнирами и растяжками и тяги с головками ветроколес, согласно изобретению дополнительно содержит вторую перекладину с дополнительными шарнирами, которые соединены с шарнирами основной перекладины дополнительными кронштейнами, к которым прикреплен замкнутый канат, охватывающий шкивы, установленные на стреле. Технико-экономическим преимуществом данной установки является уменьшение динамических нагрузок. Изобретение направлено на увеличение ориентирующего момента путем уменьшения динамических нагрузок, а также на увеличение способности противостоять буревым порывам путем увеличения угла поворота тяг с головками ветроколес. 4 ил.

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Система привода транспортного средства содержит, по меньшей мере, один электрогенератор, аккумуляторную батарею, зарядное устройство и инвертор, электрически соединенные между собой, электродвигатель, электрически соединенный с аккумуляторной батареей и кинематически связанный со средством перемещения транспортного средства. Электрогенератор выполнен проточным, включающим полый ротор, в котором установлены лопатки многоступенчатой турбины и статор. Система привода снабжена преобразователем сгенерированной энергии, датчиком скорости движения, датчиком уровня зарядки аккумулятора и коммутатором, причем преобразователь электрически связан с электрогенератором и коммутатором, коммутатор - с датчиком скорости движения, датчиком уровня зарядки аккумулятора, зарядным устройством и электродвигателем, датчик скорости - с измерителем скорости движения транспортного средства, датчик уровня зарядки - с аккумуляторной батареей или зарядным устройством. Технический результат заключается в повышении эффективности системы питания электропривода транспортного средства, с возможностью генерирования энергии встречного потока среды, в которой перемещается транспортное средство. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к ветроэнергетике, в частности к ветродвигателям, и может быть использовано для строительства ветроэнергетических установок с горизонтальной осью вращения ветроколеса с набегающим воздушным потоком. Ветродвигатель содержит горизонтальный вал с установленным на нем основным многолопастным ветроколесом с лопастями повышенной площади в направлении воздушного потока, наружную обечайку и конусный направитель воздушного потока средней зоны. На ступице основного ветроколеса насажено дополнительное многолопастное ветроколесо меньшего диаметра с тороидальным направителем воздушного потока центральной зоны. Наружная обечайка дополнительного многолопастного ветроколеса крепится к лопастям основного ветроколеса. На наружных обечайках обоих ветроколес закреплены равномерно расположенные лопасти второго уровня. Изобретение позволяет повысить суммарную площадь лопастей. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к ветроэнергетике. Безредукторный ветроэлектроагрегат содержит башню, поворотное основание, тихоходное колесо, быстроходные колеса, роторные элементы, статор и направляющее устройство. Быстроходные колеса закреплены на концах лопастей тихоходного ветроколеса. Статор установлен в круговой зоне максимального приближения роторных элементов к оси тихоходного ветроколеса. Изобретение направлено на повышение энергоотдачи. 2 ил.

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к ветроэлектрическим станциям. Ветроэлектрическая станция содержит опорную конструкцию с железобетонным фундаментом, неподвижную башню в верхней части опорной конструкции с взаимно перпендикулярными друг другу ветроприводами пропеллерного типа. Ветроприводы пропеллерного типа соединены через обгонные муфты с общим для них зубчатым редуктором. Рабочее вращение каждой пары ветроприводов выполнено взаимно противоположным. Зоны вращения каждой пары ветроприводов выполнены с исключением возможности их взаимного пересечения. При этом одна из двух взаимно перпендикулярных осей ветроприводов расположена в господствующем направлении ветра в данной местности. Изобретение направлено на более полное использование энергии ветрового потока и повышение генерируемой мощности. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к группе двухроторных ветроэнергетических установок. Каждая из двухроторных ветроэнергетических установок включает размещенные на башне ветротурбину с двумя соосными роторами на поворотной платформе, трансмиссию, системы управления углами установки лопастей и положения платформы, электрогенератор. При этом каждый ротор ветротурбины имеет число лопастей более 3-х, которые спроектированы как вращающиеся крылья, суммарная лобовая площадь лопастей на номинальном режиме работы составляет 0,3÷0,5 от площади, ометаемой лопастями поверхности. Лопасти во втулке установлены на подшипниках скольжения, в которых применяется твердая смазка на основе дихалькогенидов металлов в сочетании с керамической втулкой. Электрогенератор с вертикальной осью вращения ротора размещен в верхней части неподвижной башни, статор генератора закреплен к башне, ось ротора электрогенератора расположена вертикально и совпадает с осью вращения поворотной платформы. Привод от ветротурбины к генератору выполнен с помощью конической зубчатой передачи. Мультипликатор представляет собой двухконтурный зубчатый механизм, размещенный в одном корпусе, каждый контур которого передает движение и крутящий момент от одного из роторов ветротурбины независимо от движения другого контура, а кинематическая схема контура представляет собой планетарный редуктор и зубчатый одноступенчатый перебор. Трехвальный соосный зубчатый редуктор установлен между мультипликатором и ротором электрогенератора, кинематическая схема которого выполнена по условиям Δω1=К·Δω2, где Δω1 - изменение угловой скорости входного внутреннего вала; Δω2 - изменение угловой скорости входного внешнего вала; К - постоянный коэффициент, который зависит только от кинематической схемы редуктора; число лопастей ветротурбины выбрано по условию: число лопастей одного ротора - Z, число лопастей другого ротора - (Z+1). На внешнем валу ветротурбины выполнена удлиняющая проставка, в конце которой установлен передний подшипник внутреннего вала. Алгоритм управления углами поворота лопастей одного ротора β1=f(υ), т.е. угол установки лопасти есть функция только скорости ветра, а другого ротора nген=const, β2=υar, т.е. обороты генератора поддерживаются постоянными за счет изменения углов установки лопастей другого ротора, где β1 - угол установки одного ротора; υ - скорость ветра; nген - обороты электрогенератора; β2 - угол установки другого ротора; υar - переменная величина. Изобретение направлено на расширение арсенала двухроторных ветроэнергетических установок. 9 н.п. ф-лы, 12 ил., 3 табл.

Изобретение относится к ветряным турбинам. Ветряная турбина (1) для преобразования энергии ветра в электроэнергию содержит гондолу (2), имеющую головную часть (11) и хвостовую часть (12), первичный ветровой ротор (3), установленный с возможностью вращения относительно гондолы (2) вокруг первичной оси вращения (А1) и содержащий первичную группу лопастей (4), ступицу (5) для крепления вышеупомянутых лопастей (4), выступающую из головной части (11) гондолы (2), а также вал, предназначенный для его вращения с помощью первичного ветрового ротора (3), по меньшей мере один первичный электрогенератор, содержащий по меньшей мере первичный электрический статор, неподвижно закрепленный в вышеупомянутой гондоле (2), и первичный электрический ротор, неподвижно закрепленный на вышеупомянутому валу или установленный с возможностью соединения с вышеупомянутым валом, причем первичный электрогенератор предназначен для преобразования энергии ветра, получаемой вышеупомянутой первичной группой лопастей (4), в электроэнергию. При этом ветряная турбина (1) содержит вторичный ветровой ротор (15), установленный с возможностью вращения на хвостовой части (12) и содержащий вторичную группу лопастей (25), расположенных с возможностью вращения вокруг вторичной оси (А2), перпендикулярной первичной оси вращения (А1), хвостовая часть (12) содержит вилку (6), имеющую два опорных кронштейна (16), каждый из которых изогнут и имеет колено (26) и между которыми с возможностью вращения закреплен вторичный ветровой ротор (15). Изобретение направлено на непрерывную выработку электроэнергии вне зависимости от скорости ветра. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Ветродвигатель содержит горизонтальный вал, закрепленные на нем два одинаковые по конструкции и размерам многолопастные ветроколеса: неподвижное и подвижное, лопасти подвижного ветроколеса первоначально установлены по середине лопастей неподвижного ветроколеса, повышая количество лопастей первого уровня в два раза, ступицы обоих ветроколес имеют взаимные полумуфты сцепления кулачкового типа, обеспечивая поворот подвижного ветроколеса при высоких скоростях ветра на расчетный угол для экранирования лопастей неподвижного ветроколеса, дополнительно содержит пружины растяжения и пневматические амортизаторы для снижения вибрации подвижного ветроколеса при переходе в зону экранирования лопастей неподвижного ветроколеса и уменьшения ветровой нагрузки на ветродвигатель. Изобретение направлено на повышение эффективности работы ветродвигателя за счет лучшего использования силы ветра в центральной, средней и периферийной зонах ветроколес. 4 ил.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Каскадный ветрогенератор содержит, по меньшей мере, наклонный воздуховод цилиндрической формы, в нижней части которого установлен нагреватель, к верхней части указанного воздуховода посредством изогнутого переходника присоединен горизонтально расположенный воздуховод, состоящий из отрезков труб цилиндрической формы различного диаметра, соединенных с возможностью форсирования воздушного потока через уменьшение сечения воздуховода, внутри горизонтального воздуховода соосно с ним установлены, по меньшей мере, две осевые турбины, каждая из которых подключена к своему электрогенератору. Изобретение направлено на увеличение мощности ветрогенератора. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Каскадный ветрогенератор содержит, по меньшей мере, наклонный воздуховод цилиндрической формы, в нижней части которого установлен нагреватель, к верхней части указанного воздуховода посредством изогнутого переходника присоединен горизонтально расположенный воздуховод, состоящий из отрезков труб цилиндрической формы различного диаметра, соединенных с возможностью форсирования воздушного потока через уменьшение сечения воздуховода, внутри горизонтального воздуховода соосно с ним установлены, по меньшей мере, две осевые турбины, каждая из которых подключена к своему электрогенератору. Изобретение направлено на увеличение мощности ветрогенератора. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть применено для выработки электроэнергии. Ветроэнергетическая установка содержит башню, две соединенные под углом стрелы, связанные с верхней частью башни, а также поворотные рамы с роторами-ветроколесами, ступицы которых закреплены на рамах, подвешенных к стрелам. Между роторами- ветроколесами расположены статоры. На стрелах неподвижно установлены основные вертикальные кили. На поворотных рамах размещены дополнительные кили, установленные с возможностью перекрытия основных килей в боковой плоскости. Достоинством данной ветроэнергетической установки является улучшение возможностей противостояния буревым порывам. 4 ил.

Наверх