Ветроэнергетическая установка



Ветроэнергетическая установка
Ветроэнергетическая установка
Ветроэнергетическая установка
Ветроэнергетическая установка

 


Владельцы патента RU 2529613:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежский государственный архитектурно-строительный университет (RU)

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.
Наверх