Ветроэнергетическая установка
Владельцы патента RU 2538976:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежский государственный архитектурно-строительный университет (RU)
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 ветроэнергетике, а именно к устройствам, преобразовывающим энергию ветра в электрическую или другие виды энергии.
Известна установка, имеющая многоветряковое устройство с несколькими ветроколесами с ориентацией на ветер, которое содержит поворотную ферму, выполненную в виде двух установленных под углом рам, мачту и энергетические модули [Авторское свидетельство СССР №1409774 / A.M.Литвиненко. Ветроэнергетическая установка/ опубл. БИ №26, 1988, F03D 5/04, заявка №4161164/25-06 от 08.12.86].
Недостатком данного устройства является низкая способность противостоять буревым порывам ветра.
Наиболее близким к заявленному по совокупности существенных признаков является ветроэлектрический агрегат с ветроколесом, расположенным за осью башни [Авторское свидетельство СССР №95035 / А.С.Добросердов и П.В.Пылков, заявлена 15.01.1952 за №686/445288 в Бюро по делам изобретательства Главсевморпути]. Агрегат содержит поворотную башню со стержнем, на котором подвешена головка ветроколеса, поворотное основание, стрелу. Также могут быть применены раскосы, а расположение головки ветроколес за башней обеспечивает ориентацию на ветер.
Недостатком данного устройства является высокая скорость ориентации на ветер, что приводит к большим динамическим нагрузкам, которые в пределе могут привести к разрушению агрегата. Это вызвано тем обстоятельством, что расстояние между осью башни и осью тяги подвески невелико, следовательно, вращающийся момент может создаваться лишь за счет относительно больших боковых усилий.
Изобретение направлено на увеличение ориентирующего момента, а также на увеличение угла поворота тяг с головками ветроколес, т.е. на увеличение способности противостоять буревым порывам.
Это достигается тем, что ветроэнергетическая установка, содержащая поворотное основание, башню, стрелу, перекладину с растяжками, тяги с головками ветроколес, согласно изобретению дополнительно содержит вторую перекладину с дополнительными кронштейнами, к которым прикреплен замкнутый канат, охватывающий шкивы, установленные на стреле.
Достижение технического результата обусловлено наличием дополнительных кронштейнов и наличием замкнутого каната.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 показана ветроэнергетическая установка, вид сбоку при отсутствии ветра, на фиг.2 - то же самое, но при буревом порыве, на фиг.3 - вид сверху при отсутствии ветра, на фиг.4 - вид сверху при буревом порыве.
Ветроэнергетическая установка содержит неподвижное основание 1, подвижное основание 2, платформу 3, башню 4, стрелу 5, растяжки 6, основную перекладину 7, кронштейны 8, вторую перекладину 9, тяги 10 с головками ветроколес 11, замкнутый канат 12, шкивы 13 и 14, направляющий элемент 15, дополнительную стрелу 16 с растяжкой 17. Таким образом, стрела 5 перпендикулярна, что видно на фиг.3 и фиг.4, основной 7 и второй перекладине 9. Как видно из фиг.1 и фиг.2, стрела 5 имеет некоторый наклон к горизонту, при этом тяги 10 с головками ветроколес 11 с шарнирами в верхней части присоединены ко второй перекладине 9 перпендикулярно поверхности. Между шарнирами основной перекладины 7 и шарнирами второй перекладины 9 установлены дополнительные кронштейны 8, их как минимум 3: два на концах и один посередине, расположенный под стрелой, к нему и прикреплен замкнутый канат. В результате тяги и дополнительные кронштейны ориентированы вертикально, но при буревых порывах они отклоняются от вертикали соответственно на углы α и β (см. на фиг.2).
Работа ветроэнергетической установки происходит следующим образом: при небольших порывах может наблюдаться лишь отклонение тяги 10 от вертикального положения на небольшой угол β между тягами 10 и кронштейном 8. При сильнодействующих порывах происходит дополнительное отклонение кронштейнов 8 от вертикального положения на угол α, при этом наблюдается демпфирование порывов, которое обусловлено перемещением бесконечного каната 12 в блоках 13 и 14. Общий угол отклонения является суммой углов α и β и соответственно может быть увеличен по сравнению с прототипом. Ориентация на ветер осуществляется с помощью направляющего элемента 15, например, парусного типа.
Технико-экономическим преимуществом данной установки является уменьшение динамических нагрузок, которые обусловлены, во-первых, применением направляющего элемента, во-вторых, относительным удалением поворотных шарниров от вертикальной оси башни и, в-третьих, наличием демпфера в виде бесконечно замкнутого каната со шкивами, на оси которого могут устанавливаться и дополнительные демпфирующие элементы, например, в виде скобок.
Ветроэнергетическая установка, содержащая поворотное основание, башню, стрелу, перекладину с растяжками, тяги с головками ветроколес, отличающаяся тем, что 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.
