Ветроэнергетическая установка

Авторы патента:

Петров Василий Силантьевич (RU)

F03D1/00 - Ветряные двигатели с осью вращения ротора, совпадающей с направлением ветра (регулирование F03D 7/00)

Владельцы патента RU 2551457:

Петров Василий Силантьевич (RU)

Изобретение представляет собой ветроэнергетическую установку с горизонтальной осью вращения. Ветроэнергетическая установка содержит корпус, снабженный стабилизаторами в виде ребер жесткости. В корпусе размещен горизонтальный вал, ветроколеса установлены на валу за и перед башней и имеют лопасти повышенной рабочей площади, в средней и периферийной зонах. Воздействие воздушного потока средней и периферийной зон на ветродвигатель за башней обеспечивает значительное повышение суммарной мощности ветроустановки. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для строительства ветроэнергетических установок (ВЭУ) с горизонтальной осью вращения ветродвигателя.

Известна ВЭУ с ветродвигателем для уходящего воздушного потока, содержащая горизонтальный вал, закрепленное на нем ветроколесо за башней (Ветроэнергетика. - М.: Энергоиздат, 1982 с. 26, рис. 1.3 А-8). Недостатком такой ВЭУ является то, что практически не используется сила ветра центральной зоны и недостаточная площадь рабочих лопастей ветродвигателя.

Известна ВЭУ с ветродвигателем для набегающего воздушного потока, содержащая корпус, с размещенным в нем горизонтальным валом, ветроколесо, установленное на валу перед башней (Ветроэнергетика. - М.: Энергоиздат, 1982, с. 26, рис. 1.3, А-7).

Недостатком такой ВЭУ является то, что незначительно используется сила ветра центральной зоны и недостаточная площадь лопастей ветродвигателя.

Технической сущностью настоящего изобретения является повышение мощности ВЭУ при одновременном уменьшении диаметра ветроколеса за счет увеличения суммарной площади лопастей и эффективного использования силы воздушного потока центральной, средней и периферийной зон.

Настоящая техническая сущность достигается тем, что ветроэнергетическая установка, содержащая корпус с размещенным в нем горизонтальным валом, ветроколесо, установленное на валу за башней с лопастями повышенной рабочей площади в направлении воздушного потока, дополнительно содержит на валу перед башней ветроколесо с лопастями повышенной площади в направлении воздушного по тока, блокирующее кольцо с расположенными на нем лопастями меньшего размера и тороидальной направитель воздушного потока в центральной зоне, а ее корпус снабжен стабилизаторами, выполненными в виде ребер жесткости.

Приведенные конструктивные изменения ВЭУ по сравнению с существующими позволяют при прочих равных условиях значительно уменьшить диаметры ветроколес в расчете на установленную мощность.

На фиг. 1 дан вид спереди ветродвигателя за башней.

На фиг. 2 дан вид спереди ветродвигателя перед башней.

На фиг. 3 показан вид сбоку на ВЭУ (ветродвигатели в разрезе по А-А).

На фиг. 4 показан вид спереди на ВЭУ (ветродвигатели условно не показаны).

На фиг. 5 дана развертка части блокирующего кольца ветродвигателя перед башней.

На фиг. 6 дана развертка части наружной обечайки ветродвигателя за башней.

На фиг. 7 дана развертка основной лопасти ветродвигателя за башней.

На фиг 8 дана развертка основной лопасти ветродвигателя перед башней.

Часть ветроэнергетической установки, расположенной за башней 12, состоит из восьмилопастного колеса 1 (фиг. 1), насаженного на горизонтальный вал 2 (фиг. 3). На внутренней обечайке 4 ступицы 3 восьмилопастного колеса закреплен конусный направитель 6 воздушного потока и лопасти 5 первого энергетического уровня. На наружной обечайке 7 (фиг. 1) равномерно закреплены лопасти 8 меньшего размера второго энергетического уровня ребрами жесткости 10 (фиг. 6). Образующие лопастей 8, также как и образующие лопастей 5 первого энергетического уровня выполнены криволинейными с возрастающим углом атаки воздушному потоку.

Ветроколесо с прямым набеганием потока воздуха, меньшего диаметра состоит из 8-лопастного колеса (фиг. 2), насаженного на горизонтальный вал 2 (фиг. 3). На внутренней обечайке 4 ступицы 3 восьмилопастного колеса 1 закреплены конусный направитель 6 воздушного потока средней зоны, лопасти 14 первого энергетического уровня и тороидальный направитель 13 воздушного потока центральной зоны.

Лопасти 14 восьмилопастного колеса крепятся к внутренней обечайке 4, конусному направителю 6 и взаимно фиксируются блокирующим кольцом 15 с помощью взаимных пазов (фиг. 5, 8).

На блокирующем кольце 15 (фиг. 2) в промежутках между основными лопастями 14 дополнительно закреплены лопасти 9 меньшего размера.

Образующие лопастей 14, как и лопастей 9, выполнены криволинейными с возрастающим углом атаки воздушному потоку (фиг. 5).

Устройство работает следующим образом. Набегающий воздушный поток к ВЭУ условно разделяется на три зоны воздействия по отношению к оси вращения ветродвигателей: центральную, среднюю и периферийную.

Воздушный поток центральной зоны с помощью тороидального направителя 13 ветроколеса перед башней 12 смещается в среднюю зону на основные лопасти 14 певого энергетического уровня, повышая крутящий момент на валу 2 (фиг. 3) ветродвигателя.

Воздушный поток средней и периферийной зон воздействует на лопасти 14 и лопасти 9 (фиг. 3) второго энергетического уровня ветроколеса перед башней.

Воздушный поток средней и периферийной зон воздействует на ветродвигатель за башней 12 (фиг 3-4), на лопасти 5 и 8, что обеспечивает значительное повышение суммарной мощности ВЭУ. Для дополнительной ориентации ВЭУ по потоку ветра установлены ребра жесткости 11 (фиг. 3-4).

1. Ветроэнергетическая установка, содержащая корпус с размещенным в нем горизонтальным валом, ветроколесо, установленное на валу за башней с лопастями повышенной рабочей площади, в направлении ветрового потока, в средней и периферийной зонах, отличающаяся тем, что она содержит на горизонтальном валу перед башней дополнительное ветроколесо с лопастями повышенной площади в направлении воздушного потока, блокирующее кольцо с расположенными на нем лопастями меньшего размера и тороидальный направитель воздушного потока в центральной зоне.

2. Ветроэнергетическая установка по п. 1, отличающаяся тем, что ее корпус снабжен стабилизаторами, выполненными в виде ребер жесткости для ориентации по потоку ветра.

Изобретение относится к электроэнергетике. Роторное устройство с использованием эффекта Магнуса содержит, по меньшей мере, один ротор, кольцо вращения ротора, кинематически связанное с ротором и закрепленное на корпусе устройства и вал, закрепленный в корпусе устройства и кинематически связанный с приводом и электрогенератором.

Ветроколесо // 2549008

Предложено ветроколесо, содержащее ступицу и лопасти из изогнутой упругой полосы, соединенные со ступицей. Каждая из лопастей образуется путем односторонней стыковки противоположных концов изогнутой упругой полосы.

Ветроэнергетическая установка // 2545173

Изобретение относится к ветроэнергетике и используется в горизонтально-осевых ветроэнергетических установках. Ветроустановка имеет закрепленные на его ступице полые лопасти, изготовленные в виде тел вращения с выполненными в их стенках продольными пазами, в которых размещаются сужающиеся криволинейные каналы с тангенциальными щелями на выходе, направленными по касательной к внешней поверхности лопастей.

Система питания электроприводов транспортных средств с различными движителями // 2540888

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.

Способ и устройство системы волкова для производства энергии методом "парусного захвата" воздушных потоков и солнечных лучей // 2536648

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Способ производства энергии, заключающийся в том, что выработку энергии производят за счет вращения рабочих лопаток ветром, ускоренным сооружением, выполненным в виде сопла Лаваля в верхней части, а в нижней - представляющей из себя плоскость, и за счет солнечных батарей, а также за счет солнечных лучей, которые попадают на батарею, за счет их отражения от внутренней плоскости сопла Лаваля.

Ветроагрегат с системой ориентации и ограничения мощности ветротурбины // 2535194

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для энергоснабжения бытовых и производственных потребителей энергии. Ветроагрегат с системой ориентации и ограничения мощности ветротурбины, имеющий опору с цевочной шестерней и вертикальной осью с насаженной на ней головкой ветроагрегата, устройство, реагирующее на направление ветра, насаженное на выполненную полой вертикальную ось в головке ветроагрегата с возможностью поворота не менее чем на 90°, связанное жёстко с боковой лопатой, вертикальный вал, проходящий через выполненную полой вертикальную ось в головке ветроагрегата и имеющий установленную на нижнем конце ведущую шестерню, кинематически связанную с цевочной шестерней, а также силовой противодействующий механизм с точками приложения силы между головкой ветроагрегата и боковой лопатой, причем в качестве устройства, реагирующего на направление ветра, использована шторка, расположенная по ветру перед насаженной на верхний конец вертикального вала крыльчаткой.

Ветровая турбина // 2531478

Настоящее изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для производства электроэнергии. Ветровая турбина содержит комплект изогнутых лопастей, закрепленных на центральной вращающейся ступице и обод, окружающий концы лопастей и прикрепленный к ним, при этом обод выполнен с возможностью вращения вместе с упомянутой ступицей и упомянутыми лопастями.

Рабочая площадка ветровой энергетической установки и ветровая энергетическая установка // 2531104

Изобретение касается рабочей площадки ветровой энергетической установки, содержащей рабочую платформу и установленные на рабочей платформе перила, причем перила могут запираться посредством запорного элемента, при этом запорный элемент расположен в переходной области к лифту.

Ветродвигатель с эффектом магнуса (варианты) // 2526127

Изобретения относятся к области ветроэнергетики и могут быть использованы для получения электрической или механической энергии. Ветродвигатель состоит из ветроколеса, содержащего вращающиеся цилиндры, из привода цилиндров, источника питания, электрогенератора, кинематически соединенного с ветроколесом, устройства ориентации ветродвигателя на поток ветра.

Ветроколесо ветроэлектрогенератора // 2522349

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к ветроколесам ветросиловых и ветроэлектроэнергетических установок с горизонтальной осью вращения, преимущественно предназначенным для работы с электрогенераторами сегментного типа.

Ветродвигатель // 2552017

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.

Ветровая энергетическая установка // 2564734

Настоящее изобретение относится к конструкции ветроэнергетических установок. Держатель модулей для крепления электрических модулей, предусмотренных для управления одним или несколькими приводами поворота лопастей ВЭУ, к ступице ротора ВЭУ содержит основную часть для удержания электрических модулей. При этом ступица ротора предназначена для вращения вокруг оси ротора и основная часть предназначена для того, чтобы крепиться в осевом направлении оси ротора перед ступицей ротора. Держатель машины безредукторной ВЭУ для удержания электрического генератора состоит из двух трубчатых участков. Причем первый трубчатый участок имеет ось, совпадающую с осью башни, а второй трубчатый участок имеет ось, совпадающую с осью ротора. Первый трубчатый участок имеет больший диаметр, чем второй трубчатый участок. Применение изобретения позволяет повысить надежность ВЭУ и увеличить использование энергии ветра. 10 н. и 12 з.п. ф-лы, 14 ил.

Ветроэнергетическая установка и способ эксплуатации ветроэнергетической установки // 2569121

Изобретение относится к способу управления ветроэнергетической установкой и к ветроэнергетической установке. Способ управления подключенной к электрической сети ветроэнергетической установкой с генератором с аэродинамическим ротором с регулируемой скоростью вращения включает этап эксплуатации ветроэнергетической установки в оптимальной относительно преобладающих условий ветра рабочей точке с оптимальной скоростью вращения и этап эксплуатации ветроэнергетической установки в переходный период времени или длительно в неоптимальной рабочей точке с неоптимальной скоростью вращения. При этом неоптимальная скорость вращения больше оптимальной скорости вращения. Изобретение направлено на улучшение поддержания электрической сети. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

Ветроколесо сегментного ветроэлектрогенератора // 2569464

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к ветроколесам ветроустановок с горизонтальной осью вращения, преимущественно предназначенным для работы с электрогенераторами сегментного типа. Ветроколесо сегментного ветроэлектрогенератора содержит ступицу, спицы, обод, лопасти с лонжеронами, выполненные в виде поперечных пластин, при этом, по крайней мере, один узел крепления лонжеронов к пластине выполнен в виде уголка, одна из полок которого снабжена отверстием для лонжерона, а вторая установлена с возможностью контакта с краем обода. Реализация изобретения позволит использовать лонжероны лопасти одновременно в качестве конструкционных элементов и магнитопроводов сегментного генератора, что уменьшает капитальные затраты. 3 ил.

Лопасть ротора ветроэнергетической установки и способ для монтажа лопасти ротора ветроэнергетической установки // 2570307

Изобретение относится к лопасти ротора ветроэнергетической установки и способу монтажа лопасти ротора ветроэнергетической установки. Лопасть (100) ротора ветроэнергетической установки имеет хвостовик (110), вершину (120), переднюю кромку (160), заднюю кромку (170), лицевую сторону (140) и тыльную сторону (130). Кроме того, лопасть (100) ротора имеет внешнюю оболочку (180) с по меньшей мере одним отверстием (190) на лицевой и/или тыльной стороне для приема средств (200) манипуляции для монтажа или демонтажа лопасти (100) ротора. Кроме того, лопасть (100) ротора имеет по меньшей мере один крепежный элемент (300) для крепления средств (200) манипуляции, введенных через по меньшей мере одно отверстие. Крепежный элемент (300) расположен внутри (150) внешней оболочки лопасти (100) ротора между лицевой стороной (140) и тыльной стороной (130). Изобретение направлено на упрощение монтажа лопасти ротора ветроэнергетической установки. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 9 ил.

Морская ветряная электростанция для работы преимущественно в условиях арктики // 2575677

Изобретение относится к области энергетики, в частности к морским ветряным электростанциям, работающим преимущественно в условиях Арктики. Морская ветряная электростанция включает вертикально расположенную башню. В верхней части башни размещены гондола со ступицей и электрогенератором, поворачивающаяся вокруг вертикальной оси башни. На ступице установлены лопасти, вращающиеся вокруг горизонтальной оси гондолы, ориентированной по направлению ветра. В нижней части башни размещена платформа, в подводной части башни - опорная плита. На уровне ватерлинии оборудована охватывающим по кругу башню ледоразрушающим устройством, состоящим из двух, имеющих общее основание, конусообразных участков: первый - с прямой конусностью, расположенный вверх от ватерлинии, и второй - с обратной конусностью, расположенный вниз от ватерлинии, имеющих угол наклона образующей к горизонтали от 45° до 60° и диаметр общего основания, в 1,5-2,5 раза превышающий средний диаметр башни. Причем отношение среднего диаметра башни к ее высоте составляет 0,04-0,06. При этом морская ветряная электростанция снабжена устройствами уменьшения обледенения лопастей, метеорологического оборудования и платформы. Изобретение направлено на снижение внешнего силового воздействия ледовых образований за счет их разрушения и уменьшение обледенения конструкций и оборудования морской ветряной электростанции. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

Аэростатно-плавательный ветрогенератор // 2576103

Изобретение относится к энергетическим установкам с ветряным ротором. Аэростатно-плавательный ветрогенератор содержит силовой блок в составе ветряного ротора и генератора, аэростатный модуль положительной плавучести из двух идентичных газонаполненных оболочек в одном уровне, причальный узел с тросами, трос-кабелем, двумя лебедками на свободно поворачивающейся платформе. Оболочки выполнены в виде параллельных полуцилиндров, их жесткие днища связаны между собой при помощи по меньшей мере одной поперечной мостовой фермы. Мостовая ферма имеет опускающиеся вертикально вниз центральные балки с подшипниковыми опорами. Ось ветряного ротора, оснащенного поднятыми над мостовой фермой ортогональными лопастями, вращается перпендикулярно воздушному потоку. Генератор подвешен к центральным балкам снизу. На свободно поворачивающейся платформе причального узла диаметрально лебедкам располагается бухта трос-кабеля. Изобретение направлено на устойчивое получение электроэнергии и повышение пространственной стабильности ветрогенератора. 3 ил.

Ветроэнергетическая установка // 2581301

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к устройствам, преобразовывающим энергию ветра в электрическую энергию. Ветроэнергетическая установка, содержащая две рамы с размещенными на них ветроэлектрогенераторами, вращающееся основание, вертикальную башню. Каждая из рам закреплена на нижних концах П-образной стойки, а верхняя перекладина П-образной стойки установлена в подшипниках, обоймы которых закреплены на вращающемся основании, расположенном на вертикальной башне. Технический результат заключается в обеспечении защиты установки от буревых порывов ветра и повышении надежности работы установки. 3 ил.

Ветроэнергетическая установка // 2581304

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Ветроэнергетическая установка содержит неподвижное основание, подвижное основание, башню, стрелу, поперечную ферму с растяжками, две группы тяг с головками с ветроколесами. При этом дополнительно содержит вторую поперечную ферму с шарнирами, в которых закреплены верхние тяги с головками с ветроколесами. На нижних концах верхних тяг установлены шарниры, в которых закреплены вторые тяги с головками с ветроколесами. На концах вторых тяг также установлены шарниры, в которых установлены третьи тяги с головками с ветроколесами. На первых тягах закреплены высокоскоростные ветроколеса, на вторых тягах закреплены среднескоростные ветроколеса, а на нижних тягах закреплены низкоскоростные ветроколеса. Изобретение направлено на увеличение ориентирующего момента и на увеличение способности противостоять буревым порывам. 3 ил.

Сегментный ветроэлектрогенератор // 2581682

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для преобразования энергии ветра в электрическую энергию. Сегментный ветроэлектрогенератор содержит роторные ферромагнитные элементы, установленные на лопастях ветроколеса, статор, башню, корпус с поворотным основанием, ступицей, направляющим хвостовым устройством и подкосами статора. Между корпусом и статором установлен привод поступательного фиксированного движения со штоком и шарнирами. Крепление подкосов статора к корпусу выполнено шарнирным. Использование изобретения позволяет осуществить в небольших пределах регулирование возбуждения постоянного магнита, реализацию в одном устройстве регулировочных функций и высокую надежность систем возбуждения с постоянными магнитами. 4 ил.