Наплавная микрогидросолнечная электростанция



Наплавная микрогидросолнечная электростанция
Наплавная микрогидросолнечная электростанция
Наплавная микрогидросолнечная электростанция
Наплавная микрогидросолнечная электростанция
Наплавная микрогидросолнечная электростанция
Наплавная микрогидросолнечная электростанция
Наплавная микрогидросолнечная электростанция
Наплавная микрогидросолнечная электростанция

 

F24J2/00 - Использование солнечного тепла, например солнечные тепловые коллекторы (дистилляция или выпаривание воды с использованием солнечной энергии C02F 1/14; кровельные покрытия с устройствами для сбора энергии E04D 13/18; устройства для использования солнечной энергии с целью получения механической энергии F03G 6/00; полупроводниковые устройства, предназначенные для преобразования солнечной энергии в электрическую, H01L 25/00;H01L 31/00; полупроводниковые приборы, содержащие средства для использования тепловой энергии H01L 31/058; генераторы, в которых световое излучение непосредственно преобразуется в электрическую энергию, H02N 6/00)

Владельцы патента RU 2555604:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный технологический университет" (RU)

Наплавная микрогидросолнечная электростанция относится к возобновляемым источникам энергии и предназначена для снабжения электроэнергией малой мощности жилых и нежилых помещений, электрических и электронных приборов, устройств уличного освещения, а также объектов социально-бытового назначения и полевого базирования, расположенных вблизи равнинных текущих рек, ручьев, протоков, водосбросов. Электростанция использует два источника возобновляемой энергии, в частности, энергию воды и Солнца одновременно. Энергия воды извлекается с помощью двухъярусной турбины Угринского с лопастями гидродинамического профиля, причем лопасти одного яруса повернуты относительно другого яруса на 90°, что устраняет неравномерность скорости вращения этой турбины. Преобразование энергии воды непосредственно в электричество осуществляется с помощью магнитоэлектрического генератора. Энергия Солнца извлекается с помощью использования солнечных фотоэлектрических модулей, размещенных на внешней поверхности полусферического купола, который расположен на полом цилиндрическом корпусе над роторами Угринского. Внутри полусферического купола располагается генератор, вал которого соединен с единым валом роторов Угринского. Изобретение направлено на получение энергоэффективной единой конструкции по выработке электроэнергии от возобновляемых источников энергии воды и Солнца. 3 з. п. ф-лы, 8 ил.

 

Наплавная микрогидросолнечная электростанция (НМГСЭС) относится к возобновляемым источникам энергии и предназначена для снабжения электроэнергией малой мощности жилых и нежилых помещений, электрических и электронных приборов, устройств уличного освещения, а также объектов социально-бытового назначения и полевого базирования, расположенных вблизи равнинных текущих рек, протоков, ручьев, водосбросов. Предлагаемый широкий модельный ряд НМГСЭС мощностью от 0,1 кВт до 100 кВт позволит обеспечить электроэнергией, например, геолого-разведочные отряды, подразделения полевого базирования, любителей природы и рыбалки, автопутешественников, а также стационарные объекты широкого предназначения, расположенные вблизи рек, протоков, ручьев и водостоков. Известно изобретение гидроэнергетическая установка патент RU 2457357 С2 F03B 3/00 от 0.07.2011, содержащее ортогональную турбину с прямолинейными лопастями крыловидного профиля, турбинную камеру с профилированными стенками и рабочую машину, турбину, выполненную трехъярусной, в которой лопасти в каждом последующем ярусе сдвигают в одном направлении по углу на 120° относительно лопастей предыдущего яруса, число лопастей в ярусе принимают, по меньшей мере, одну лопасть, на боковых стенках проточной части турбинной камеры выполняют профилированные поперечные выступы, отбойную сороудерживающую решетку. Выходной вал ортогональной турбины присоединяют через сцепную муфту, через мультипликатор с валами отбора мощности, рабочие машины типов электрогенераторной, водонасосной, теплонасосной установки, акустической сирены. Мощность турбины и приводимых рабочих машин регулируют грубо положением предтурбинного и послетурбинного затвора и тонко параметры качества электроэнергии регулируют при помощи инвертора. Электрогенераторная установка выполнена по схеме генератор переменного тока-выпрямитель-накопитель электрической энергии-инвертор. Гидроэнергетическая установка содержит также устройства управления пуском-остановом турбины и рабочих машин, защиты от аномальных режимов, измерений параметров и учета электроэнергии, автоматики параллельной работы с сетью.

Известно изобретение гидроэлектростанция патент RU 2451824 С2, F03B 13/10, F03B 7/00 от 27.05.2012, представляющее собой плавсредство, закрепленное тросами с опорами на берегу, содержащее один ряд и более турбин, параллельно установленных на полых платформах, переходящих в острые грани по вертикали в носовой части. Валы турбин установлены в подшипниковых опорах с возможностью вертикального перемещения и кинематически связаны с электрогенератором и пускорегулирующим оборудованием. На валах турбин смонтированы звездочки, соединенные между собой цепями. Перед плавсредством установлен фильтр в виде клина для отвода предметов. Лопасти турбин имеют серповидный профиль и закреплены к корпусам валов так, что их кромки образуют с зеркалом воды острый угол. Полые платформы имеют в поперечном сечении трапецеидальную форму, переходящую в острые грани по вертикали в тыльной части. Вертикальные стойки фильтра, установленного неподвижно на расстоянии от плавсредства, снабжены роликами с возможностью проворота. Электрогенератор и пускорегулирующее оборудование устанавливаются на берегу. Недостатком этого изобретения является ограничение по использованию гидроэлектростанции на широких реках и протоках в дельте больших рек, что не обеспечивает универсальность ее применения, а наличие цепных передач между роторами снижает КПД электростанции. Установка электрогенератора на берегу требует сложного привода, который должен учитывать колебательные перемещения плавсредства совместно с установленными на них роторами. Способ установки гидроэлектростанции не позволяет проход малых плавсредств и способствует сбору других плавающих предметов. Кроме того, конструкция громоздка и требует затратна ее монтаж на месте эксплуатации. Известно также изобретение патент DE 814879 А, 02.08.2951, F03B 17/06, содержащее плавсредство, закрепленное тросами с опорами на берегу, турбину с прямыми лопастями, вал которой установлен в подшипниковых опорах, с возможностью вертикального перемещения, кинематически связанную с электрогенератором, и пускорегулирующее оборудование, при этом гидроэлектростанция содержит один ряд и более турбин, установленных на полых платформах параллельно, на валах турбин смонтированы звездочки, соединенные между собой цепями, при этом к плавсредству впереди жестко закреплена решетка в виде клина. Основным общим недостатком этого и предыдущего изобретений является наличие цепной передачи между роторами, что снижает КПД за счет потери мощности на механическую передачу и разности скорости вращения первого ротора и последнего четвертого ротора, расположенного последовательно за первым, вторым и третьим роторами. Указанная разность скоростей возникает по причине отбора мощности от скоростного напора воды первым ротором, затем вторым ротором и третьим ротором, в этом случае последний четвертый ротор воспринимает скоростной напор значительно меньшим, чем первый ротор, цепная передача будет уравнивать скорости вращения, поэтому возникают потери КПД за счет меньшей скорости последнего (четвертого) ротора, скорость которого необходимо повысить до уровня средней скорости всех роторов в основном за счет принудительного снижения скорости вращения первых роторов. Известна полезная модель патент RU 107828 U1 F03D 3/00 от 27.08.2011, мобильная ветрогидроэлектростанция (МВГЭС), содержащая роторные ветроэнергетические установки, расположенные на палубах параллельно установленных лодок, между которыми расположены магнитно-электрические генераторы, кинематически связанные с ветроэнергетическими установками, что обеспечивает выработку электроэнергии одновременно от скоростного напора ветра и воды, а при отсутствии ветра МВГЭС работает как гидроэлектростанция. Недостатком данного патента является тот факт, что наличие ветра, особенно в средней полосе России, не всегда гарантированно, а использование энергии солнца для выработки электроэнергии не предусмотрено. Кроме того, эксплуатация НМГСЭС в зимнее время года при наличии на реке ледового покрова весьма проблематично. Из уровня техники известны также наплавные (свободнопоточные) электростанции, изложенные в книге Б.Б. Кажинского: Свободнопоточные гидроэлектростанции малой мощности. Пол ред. Берга, Госэнергоиздат, М., 1950 [5]. Известно изобретение Ротор, патент RU 2246634 С2 F03D 3/00 от 20.02.2005, где в роторе типа ротора Угринского, содержащем пару лопастей, расположенных на диске симметрично относительно его оси вращения, согласно изобретению дополнительно введена вторая пара лопастей и образованы для потока газа или жидкости рабочие поверхности сегментов от точек пересечения обеих пар лопастей до их окончания на периферии диска, причем для движения потока образованы сквозные каналы за счет удаления участков лопастей между точками их пересечения вблизи центра вращения. Основным недостатком данного изобретения является наличие механической передачи, снижающей КПД, и лопасть 5 (см. Фиг. 3) явно воспринимает набегающий поток жидкости или газа и препятствует вращению ротора. Известно изобретение Солнечная фотоэнергетическая установка патент RU 2476957 C1 H01L 31/00, H01L 23/32, F16M 11/06 от 27.02.2013, включающее прямоугольные концентраторные фотоэлектрические модули, размещенные на системе ориентации концентраторных фотоэлектрических модулей на Солнце. Основным недостатком данного изобретения является тот факт, что выработка электроэнергии может осуществляться только в дневное время, кроме того, в зимнее время, особенно в период оледенения, система ориентирования на Солнце будет работать ненадежно. Также известно изобретение Фотоэнергетическая установка патент RU 2354896 C1 F24J 2/42 от 10.05.2009, содержащее концентраторные фотоэлектрические модули, размещенные на системе ориентации концентраторных фотоэлектрических модулей на Солнце с устройством контроля положения Солнца, содержащейподсистему азимутального вращения и подсистему зенитального вращения. Подсистемы слежения предусматривают наличие механической передачи движения. Следует отметить, что наличие подсистем слежения за Солнцем с механической передачей имеют КПД равный 0,75, кроме того, система слежения для своей работы требует расхода определенного количества электроэнергии, вырабатываемой Фотоэлектронной установкой. Из уровня техники авторам неизвестны конструкции, в которых компактно были бы размещены гидророторы и солнечные батареи, размещенные на внешней поверхности полусферического купола, внешний конфузор, внешний диффузор и внутренний конфузор-диффузор, объединенные в единую конструкцию электровырабатывающей станции, обладающую мобильными свойствами транспортирования по водной поверхности. Наиболее близким к заявленному техническому решению является мобильная ветрогидроэлектростанция, патент RU 107828 U1 F03D 3/00 от 27.08.2011, которая принята в качестве прототипа. Задачей изобретения является получение энергоэффективной единой конструкции по выработке электроэнергии от возобновляемых источников энергии, в частности, энергии воды и Солнца одновременно. Технический результат достигается при использовании изобретения и заключается в выработке электроэнергии от возобновляемых источников энергии, в частности, энергии воды и Солнца одновременно, причем используется энергия воды равнинных рек. Указанный технический результат достигается тем, что наплавная микрогидросолнечная электростанция содержит полый цилиндрический корпус, внутренний конфузор-диффузор, расположенный в средней части полого цилиндрического корпуса, внешний конфузор, внешний диффузор, подвижные правую и левую полые створки внешнего конфузора, правую и левую криволинейные створки внешнего диффузора, полусферический купол, расположенный на полом цилиндрическим корпусе, фотоэлектрический модуль, расположенный на внешней поверхности полусферического купола, вентиляционные отверстия с заглушками, верхнюю составную крышку внешнего конфузора, цилиндрические шарниры левой части и правой части верхней составной крышки, нижнюю составную крышку, цилиндрический шарнир подвижной правой полой створки, цилиндрический шарнир подвижной левой полой створки, верхнюю и нижнюю дугообразные направляющие для правой и левой полых створок, верхний и нижний дугообразные зацепы левой и правой полых створок, подшипники скольжения верхних и нижних дугообразных направляющих, правый цилиндрический шарнир правой криволинейной створки внешнего диффузора, левый цилиндрический шарнир левой криволинейной створки внешнего диффузора, киль, верхняя передняя часть которого служит нижней опорой для удержания нижней составной крышки, вертикальную балку, горизонтальную балку, предназначенную для удержания верхней составной крышки, двухъярусный ротор Угринского с лопастями гидродинамического профиля, причем лопасти верхнего яруса по отношению к лопастям гидродинамического профиля нижнего яруса повернуты на 90°, крепежное кольцо, соединяющее полусферический купол с полым цилиндрическим корпусом, радиально-упорные подшипники вала двухъярусного ротора Угринского, радиально-упорные подшипники вала магнитоэлектрического генератора, соединительную муфту, корпус магнитоэлектрического генератора, обмотки катушек; магниты Nd В F, крышку радиально-упорного подшипника вала двухъярусного ротора Угринского, крышку радиально-упорного подшипника вала магнитоэлектрического генератора, литиевые аккумуляторные батареи, котроллер заряда разряда, инвертор, расположенные в полости полого цилиндрического корпуса, якорь с тросом, отверстие в киле для крепления троса, полый тор, в зимнее время расположенный вокруг полусферического купола у его основания, теплоаккумулирующую жидкость на основе этиленгликоля, круговой термоэлектрический нагреватель, расположенный внутри полого тора, навигационные огни, контроллер заряда разряда ЛАКБ, электронный пульт управления, кнопку зима, кнопку лето, навигационные огни, датчик освещенности, защитную сетку.

Кроме того, правая и левая (по течению воды) подвижные полые створки внешнего конфузора имеют полки в их нижних частях.

Кроме того, нижняя составная крышка имеет правую и нижнюю части.

Кроме того, крепежные болты служат для фиксации правой полой створки, левой полой створки внешнего конфузора, левой и правой створок внешнего диффузора в крайнем рабочем положении или в положении для ее транспортирования по водной поверхности, а резьбовые отверстия предназначены для ввинчивания этих крепежных болтов.

Кинематически связанные с полым цилиндрическим корпусом подвижные полые створки внешнего конфузора и внешнего диффузора легко трансформируются в положение для транспортирования НМГСЭС по водной поверхности. Лопасти гидродинамического профиля двухъярусных роторов Угринского установлены относительно друг друга со смещением на угол 90°, что способствует их равномерному вращению, позволяют увеличить мощность НМГСЭС в 1,6-1,8 раза. Энергоэффективность и увеличение КПД НМГСЭС достигается также за счет преобразования энергии Солнца в дневное время с помощью фотоэлектрических модулей (ФЭМ), размещенных на внешней поверхности полусферического купола. Электроэнергия, выработанная ФЭМ, через контроллер заряда-разряда запасается в литиевых аккумуляторных батареях (ЛАКБ). Круговой термоэлектрический нагреватель (КТЭН) в зимнее время при наступлении ледового покрова реки, протока, ручья и водостока нагревает теплоносящую жидкость, чем предотвращается сдавливание льдом полого цилиндрического корпуса НМГСЭС, обеспечивая ее нормальную эксплуатацию в зимнее время года. Кроме того, способ установки НМГСЭС на судоходных реках не мешает проходу плавсредств, а наличие навигационных огней способствует безопасному судоходству на глубоких реках. Таким образом, технический результат изобретения достигается выработкой электроэнергии путем преобразования энергии воды двухъярусным ротором Угринского с помощью МЭГ в электричество, а также получение электричества в дневное время от ФЭМ, расположенных на внешней поверхности полусферического купола, что повышает энергоэффективность и КПД НМГСЭС, кроме того, наличием полого тора заполненного теплоаккумулирующей жидкостью на основе этиленгликоля и размещенного в середине полого тора КТЭН, чем обеспечивается выработка электроэнергии НМГСЭС в зимнее время эксплуатации, что также повышает ее энергоэффективность; наличием цилиндрических шарниров, кинематически связывающих с полым цилиндрическим корпусом подвижных полых створок внешнего конфузора и подвижных криволинейных створок внешнего диффузора, которые легко трансформируются в положение для транспортирования НМГСЭС по водной поверхности, причем применение внешних подвижных полых створок внешнего конфузора и криволинейных створок внешнего диффузора в рабочем (раскрытом) положениях увеличивают скорость течения воды во внутреннем конфузоре-диффузоре, а следовательно, и мощность НМГСЭС в 1,6-1,8 раза. Сущность и состав НМГСЭС представлена на следующих рисунках: на Фиг. 1 показана НМГСЭС в походном положении общий вид сбоку; на Фиг. 2 показана НМГСЭС в походном положении общий вид сверху; на Фиг. 3 показана НМГСЭС общий вид сбоку в разрезе в рабочем положении; на Фиг. 4 показана НМГСЭС общий вид сверху в разрезе в рабочем положении; на Фиг. 5 показана НМГСЭС общий вид спереди в рабочем положении; на Фиг. 6 показано соединение направляющей с зацепом в разрезе; на Фиг. 7 показаны силы, действующие на лопасти гидродинамического профиля верхнего и нижнего ярусов ротора Угринского; на Фиг. 8 показана принципиальная блок-схема обеспечения электроэнергией потребителей и подогрева теплоносящей жидкости в торе. НМГСЭС содержит следующие составные части и детали: полый цилиндрический корпус 1; внутренний конфузор-диффузор 2, расположенный в средней части полого цилиндрического корпуса 1; внешний конфузор 3 и внешний диффузор 4; правую (по течению воды) подвижную полую створку 5 с полкой в нижней части внешнего конфузора 3; левую подвижную полую створку 6 с полкой в нижней части внешнего конфузора 3; правую криволинейную подвижную створку 7 внешнего диффузора 4 и левую криволинейную подвижную створку 8 внешнего диффузора 4; полусферический купол 9, расположенный на полом цилиндрическим корпусе 1; фотоэлектрический модуль (ФЭМ) 10, расположенный на внешней поверхности полусферического купола 9; вентиляционные отверстия 11 с заглушками полусферического купола 9; верхнюю составную крышку 12 внешнего конфузора 3; цилиндрические шарниры 13 правой 7 и левой 8 криволинейных подвижных створок внешнего диффузора; нижнюю составную крышку 14 внешнего конфузора 3; левую часть 15 нижней составной крышки 14 внешнего конфузора 3; правую часть 16 нижней составной крышки 14 внешнего конфузора 3; цилиндрический шарнир 17, кинематически связывающий правую полую створку 5 с полым цилиндрическим корпусом 1; цилиндрический шарнир 18, кинематически связывающий левую полую створку 6 с полым цилиндрическим корпусом 1; верхнюю и нижнюю дугообразные направляющие 19 правой полой створки 5; верхнюю и нижнюю дугообразные направляющие 20 левой полой створки 6; верхний и нижние дугообразные зацепы 21 правой и левой верхних и нижних дугообразных направляющих 19 и 20; подшипники скольжения 22 верхних и нижних дугообразных направляющих 19; правый цилиндрический шарнир 23, кинематически связывающий правую криволинейную подвижную створку 7 внешнего диффузора 4 с полым цилиндрическим корпусом 1; левый цилиндрический шарнир 24, кинематически связывающий левую криволинейную подвижную створку 8 внешнего диффузора 4 с полым цилиндрическим корпусом 1; киль 25, предназначенный для обеспечения устойчивости НМГСЭС, причем верхняя передняя часть киля 25 служит опорой 26 для удержания нижней составной крышки 14; вертикальную балку 27, горизонтальную балку 28, служащую для удержания верхней составной крышки 12; двухъярусный ротор Угринского 29, ярусы которого установлены соосно в вертикальной плоскости в месте перехода внутреннего конфузора в диффузор, причем лопасти гидродинамического профиля верхнего яруса 30 по отношению к лопастям гидродинамического профиля нижнего яруса 31 повернуты на 90°, сказанное позволяет обеспечить равномерное вращение двухъярусного ротора Угринского 29 и повысить его КПД; крепежное кольцо 32, соединяющее полусферический купол 9 с полым цилиндрическим корпусом 1; крепежные болты 33 для фиксации правой полой створки 5 и левой полой створки 6 внешнего конфузора 3, а также левой криволинейной подвижной створки 8, правой криволинейной подвижной створки 7 внешнего диффузора 4 в крайнем рабочем (раскрытом) положении или в положение для транспортирования НМГСЭС по водной поверхности (Фиг. 2, Фиг. 3); резьбовые отверстия 34 под крепежные болты 33; радиально-упорные подшипники 35 вала 36 двухъярусного ротора Угринского 29; радиально-упорные подшипники 37 вала 38 МЭГ 39; соединительную муфту 40 вала 36 двухъярусного ротора Угринского 29 и вала 38 магнитоэлектрического генератора (МЭГ) 39; корпус 41 МЭГ 39; обмотки катушек 42, расположенные на корпусе 41; магниты (Nd В Fe) 43, расположенные на роторе 44 МЭГ 39; нижнюю крышку 45 радиально-упорного подшипника 35 вала 36 двухъярусного ротора Угринского 29; верхнюю крышку 46 радиально-упорного подшипника 37 вала 38 МЭГ 39; литиевые аккумуляторные батареи 47 (ЛАКБ), котроллер заряда-разряда 48 (КЗР), инвертор 49, расположенные в полости полого цилиндрического корпуса 1; якорь 50 с тросом 51; отверстие 52 для крепления троса 51; полый тор 53, расположенный по верхнему периметру полого цилиндрического корпуса 1; теплоаккумулирующую жидкость 54 на основе этиленгликоля; круговой термоэлектрический нагреватель (КТЭН) 55 (Фиг. 3); навигационные огни 56; датчик освещенности 57; электронный пульт управления 58; кнопки зима 59 и лето 60; защитную сетку 61. РаботаНМГСЭС осуществляется следующим образом. Вначале, на месте эксплуатации, НМГСЭС переводится из походного положения (Фиг. 1, Фиг. 2) в рабочее положение (Фиг. 3, Фиг. 4), для чего трос 51 закрепляется в отверстии 52, а якорь 50 заглубляется в грунт реки, протока, ручья, водосброса. Затем перевод в рабочее положение НМГСЭС осуществляется путем поворота подвижных правой 5 и левой 6 полых створок внешнего конфузора 3 с помощью верхних и нижних дугообразных подвижных зацепов 21, которые, скользя по подшипникам скольжения 22 дугообразных направляющих 19 и 20, обеспечивают установку подвижных правой 5 и левой 6 полых створок внешнего конфузора 3 в крайнее рабочее раскрытое положение (Фиг. 3). Крайние положения подвижных правой 5 и левой 6 полых створок внешнего конфузора 3 фиксируется с помощью крепежных болтов 33, которые завинчиваются в соответствующие резьбовые отверстия 34 (Фиг 4.). Затем устанавливается нижняя составная крышка 14, правая часть 16 и левая 15 части которой крепятся к балке 27 передней части киля 26 и к полкам (не обозначены) в нижних частях подвижных правой 5 и левой 6 полых створок внешнего конфузора 3 с помощью крепежных болтов 33, которые завинчиваются в соответствующие резьбовые отверстия 34 (Фиг. 3), после чего устанавливается верхняя составная крышка 12 путем поворота на цилиндрических шарнирах 13 и опускания ее на горизонтальную балку 28. Крепление верхней составной крышки 12 к горизонтальной балке 28 также осуществляется с помощью крепежных болтов 33, которые ввинчиваются в соответствующие резьбовые отверстия 34. Нижняя составная крышка 13 и верхняя составная крышка 12 служат для надежного направления потока воды на двухъярусный ротор Угринского. Правая 7 и левая 8 подвижные криволинейные створки внешнего диффузора 4 также устанавливаются в рабочее раскрытое положение (Фиг. 4) и крепятся с помощью крепежных болтов 33, которые завинчиваются в соответствующие резьбовые отверстия 34. В этом случае вода поступает во внешний конфузор 3 и далее через внутренний конфузор 2 на лопасти 30, 31 гидродинамического профилядвухъярусного ротора Угринского 29, который установлен в месте перехода внутреннего конфузора-диффузора 2 в его диффузорную часть. Ориентировочно, с учетом потерь, скорость водяного потока увеличивается в 1,6-1,8 раза в месте перехода внутреннего конфузора-диффузора 2 в его диффузорную часть при условии, что площадь входного сечения внешнего конфузора 3 в 2 раза больше площади поперечного сечения в месте перехода внутреннего конфузора-диффузора 2 в его диффузорную часть. Ускоренный внешним конфузором 3 и конфузорной частью внутреннего конфузора-диффузора 2 поток воды воздействует на лопасти гидродинамического профиля верхнего яруса 30 и лопасти гидродинамического профиля нижнего яруса 31 двухъярусного ротора Угринского 29. При этом воздействии возникают силы F1, F2, F3, создающие крутящий момент Мкрв в верхнем ярусе и силы F4, F5, F6, F7, создающие крутящий момент Мкрн в нижнем ярусе, причем сумма этих крутящих моментов Мкр больше, чем у классического ротора Угринского (см. Свободнопоточные гидроэлектростанции малой мощности. Пол ред. Берга, Госэнергоиздат, М., 1950) за счет применения гидродинамического профиля лопастей верхнего 30 и нижнего 31 ярусов. Кроме того, разворот лопастей гидродинамического профиля верхнего 30 и нижнего 31 ярусов на 90° относительно друг друга дополнительно позволил увеличить коэффициент использования энергии потока воды до 0,47-0,48. Крутящий момент Мкр через вал 36 двухъярусного ротора Угринского 29 передается посредством соединительной муфты 40 на вал 38 МЭГ 39. Вал 38 МЭГ 39 неподвижно соединен с роторами 44 (по крайней мере, один и более) МЭГ 39, на торцевой поверхности этих роторов 44 расположены магниты (Nd Fe В) 43, напротив магнитов 43 на корпусе 41 размещены обмотки катушек 42. При вращении магнитов 43 в обмотках катушек 42 возникает ЭДС (вырабатывается электрический ток). Электрический ток поступает в инвертор 49, где преобразуется в напряжение 220 Вольт 50 Гц и подается потребителям. Фотоэлектрический модуль (ФЭМ) 10, расположенный на внешней поверхности полусферического купола 9, под

воздействием солнечной радиации также вырабатывает электрическую энергию, которая в зимнее время идет на подогрев теплопоглощающей жидкости 54 на основе этиленгликоля, находящейся в полом торе 53, в летнее время эта электроэнергия дополнительно поставляется потребителям, что увеличивает энергоэффективность НМГСЭС. Для обеспечения работы НМГСЭС в зимнее время вокруг основания полусферического купола 9, расположенного на полом цилиндрическим корпусе 1, располагается полый тор 53, внутри которого находится теплоаккумулирующая жидкость 54 на основе этиленгликоля и круговой термоэлектрический нагреватель (КТЭН) 55 (Фиг. 3). КТЭН с помощью накопленного электричества в ЛАКБ 47, выработанного ФЭМ 10, нагревает теплоносящую жидкость на основе этиленгликоля, что препятствует сковыванию льдом конструкции НМГСЭС при низких температурах окружающей среды. НМГСЭС может устанавливаться на судоходный реках, поэтому предусмотрены навигационные огни 56, обеспечивающие безопасность прохода плавсредств и включающиеся по сигналу датчика освещенности 57. В целях осуществления контроля над выработанной электроэнергией и ее расходом осуществляется с помощью электронного пульта управления 58 и встроенными в него кнопками зима 59, лето 60. Электронный пульт управления 58 в реальном масштабе времени выдает график выработанной электроэнергии в кВт за сутки, месяц и год. Контроллер заряда разряда 48 обеспечивает защиту ЛАКБ 47 от перезаряда и от потери заряда не более чем на 75%. Для перехода на эксплуатацию НМГСЭС в зимнее время на электронном пульте управления 58 включается кнопка зима 59, а кнопка лето 60 отключается, при этом подключаются КТЭН 55, а вентиляционные отверстия 11 закрываются заглушками вручную. Навигационные огни 56 НМГСЭС подключаются к ЛАКБ 47 автоматически по сигналу датчика освещенности 57 (Фиг. 7). В целях защиты двухъярусного ротора Угринского 29 от разрушения плавающими предметами на входе внешнего конфузора 3 с помощью стандартных резьбовых соединений устанавливается защитнаясетка 61. Следует указать, что представители аквакультуры свободно проходят сквозь ячейки защитной сетки 61 и ротор Угринского 29, а так как лопасти гидродинамического профиля верхнего 30 и нижнего 31 яруса вращаются по течению воды, представители аквакультуры не травмируются и вместе с потоком воды выбрасываются в водоем, чем обеспечивается экологическая безопасность эксплуатации НМГСЭС.

1. Наплавная микрогидросолнечная электростанция, содержащая полый цилиндрический корпус, внутренний конфузор-диффузор, расположенный в средней части полого цилиндрического корпуса, внешний конфузор, внешний диффузор, подвижные правую и левую полые створки внешнего конфузора, правую и левую криволинейные створки внешнего диффузора, полусферический купол, расположенный на полом цилиндрическим корпусе, фотоэлектрический модуль, расположенный на внешней поверхности полусферического купола, вентиляционные отверстия с заглушками, верхнюю составную крышку внешнего конфузора, цилиндрические шарниры левой части и правой части верхней составной крышки, нижнюю составную крышку, цилиндрический шарнир подвижной правой полой створки, цилиндрический шарнир подвижной левой полой створки, верхнюю и нижнюю дугообразные направляющие для правой и левой полых створок, верхний и нижний дугообразные зацепы левой и правой полых створок, подшипники скольжения верхних и нижних дугообразных направляющих, правый цилиндрический шарнир правой криволинейной створки внешнего диффузора, левый цилиндрический шарнир левой криволинейной створки внешнего диффузора, киль, верхняя передняя часть которого служит нижней опорой для удержания нижней составной крышки, вертикальную балку, горизонтальную балку, предназначенную для удержания верхней составной крышки, двухъярусный ротор Угринского с лопастями гидродинамического профиля, причем лопасти верхнего яруса по отношению к лопастям гидродинамического профиля нижнего яруса повернуты на 90°, крепежное кольцо, соединяющее полусферический купол с полым цилиндрическим корпусом, радиально упорные подшипники вала двухъярусного ротора Угринского, радиально упорные подшипники вала магнитоэлектрического генератора, соединительную муфту, корпус магнитоэлектрического генератора, обмотки катушек; магниты Nd В F, крышку радиально-упорного подшипника вала двухъярусного ротора Угринского, крышку радиально-упорного подшипника вала магнитоэлектрического генератора, литиевые аккумуляторные батареи, контроллер заряда-разряда, инвертор, расположенные в полости полого цилиндрического корпуса, якорь с тросом, отверстие в киле для крепления троса, полый тор, в зимнее время расположенный вокруг полусферического купола у его основания, теплоаккумулирующую жидкость на основе этиленгликоля, круговой термоэлектрический нагреватель, расположенный внутри полого тора, навигационные огни, контроллер заряда-разряда, электронный пульт управления, кнопку зима, кнопку лето, навигационные огни, датчик освещенности, защитную сетку.

2. Наплавная микрогидросолнечная электростанция по п. 1, отличающаяся тем, что правая и левая (по течению воды) подвижные полые створки внешнего конфузора имеют полки в их нижних частях.

3. Наплавная микрогидросолнечная электростанция по п. 1, отличающаяся тем, что нижняя составная крышка имеет правую и нижнюю части.

4. Наплавная микрогидросолнечная электростанция по п. 1, отличающаяся тем, что крепежные болты служат для фиксации правой полой створки, левой полой створки внешнего конфузора, левой и правой створок внешнего диффузора в крайнем рабочем положении или в положении для ее транспортирования по водной поверхности, а резьбовые отверстия предназначены для ввинчивания этих крепежных болтов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу извлечения углеводородов, содержащихся в нефтеносных песках. Способ включает подачу нефтеносных песков в устройство для нагревания и нагревание нефтеносных песков в устройстве для нагревания, где устройство для нагревания представляет собой экстракционную колонну, где нагревание обеспечивают посредством соответствующей текучей среды-переносчика, нагретой от солнечной энергии, собранной посредством оптических концентрирующих систем, образуя нагретую текучую среду-переносчик, которая действует как горячая экстрагирующая текучая среда.
Изобретение относится к строительной индустрии и может быть использовано для строительства зданий и сооружений промышленного и гражданского строительства в зонах, опасных по землетрясениям, ураганам, военным действиям.
Изобретение относится к строительной индустрии и может быть использовано для строительства зданий и сооружений. Способ состоит в том, что изготавливают мини-батареи наружных плиток, для чего из стеклобоя, получаемого при механической рассортировке бытовых отходов, выплавляют наружные плитки в виде коробов с двумя отверстиями для вывода упруго-растяжимых плюсового и минусового проводов солнечной мини-батареи плитки, на стенде собирают и электрически соединяют по габаритам наружной плитки фотоэлементы для создания солнечной мини-батареи наружной плитки, сборку фотоэлементов помещают в короб плитки наружного покрытия лицевой частью фотоэлементов наверх, герметизируют солнечную мини-батарею наружной плитки затвердевающим веществом, становящимся после затвердевания прозрачным, упруго-растяжимые электросоединители, после сборки каждого ряда, перед пенобетоном ряд за рядом соединяют между собой с образованием в конце концов солнечной батареи всего здания или сооружения, которую присоединяют к контроллеру и к аккумуляторной батарее всего здания или сооружения, при необходимости питания электроприемников напряжением 220 вольт систему электроснабжения присоединяют через инвертор.

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.

Изобретение относится к получению спирта. Система аккумулирования возобновляемой энергии представляет собой блок источников возобновляемой энергии, подключенный к технологической схеме получения спирта.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности, в системах производства топлива для транспорта и в стационарных энергоустановках. Способ преобразования солнечной энергии в химическую и аккумулирования ее в водородсодержащих продуктах включает производство биомассы с использованием солнечной энергии, которую подвергают реакции парокислородной каталитической конверсии с получением продуктов реакции, содержащих водород и диоксид углерода.

Группа изобретений относится к области теплообмена и может быть использована для охлаждения воздуха или оборудования, а также для утилизации сбросного тепла. Технический результат - повышение эффективности теплообмена, экономичности, экологичности, а также повышение надежности и долговечности, расширение области применения, расширение функциональных возможностей.

Изобретение относится к области солнечной энергетики, в частности к непрерывно следящим за Солнцем солнечным установкам как с концентраторами солнечного излучения, так и с плоскими кремниевыми модулями, предназначенным для питания потребителей, например, в районах ненадежного и децентрализованного электроснабжения.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для использования в народном хозяйстве лучистой энергии, преимущественно излучения Солнца, и может быть применено в любой отрасли народного хозяйства.

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к солнечным концентраторным модулям для получения электрической и тепловой энергии. .

Изобретение относится к гидроэнергетике, в частности к конструкциям устройств для выработки электроэнергии за счет энергии гидравлического потока реки, покрытой льдом.

Изобретение относится к области систем генерирования электроэнергии во время смены уровней воды в судоходных шлюзах. Система генерирования электроэнергии в судоходном шлюзе содержит по крайней мере одну судоходную камеру шлюза для соединения первого судоходного водоема с высоким уровнем воды и второго судоходного водоема с низким уровнем воды, водопропускной проход с турбиной и отверстиями, по крайней мере по одному отверстию у водоемов соответственно и два отверстия у судоходной камеры шлюза, а также блок управления шлюзом, первый выход которого соединен с турбиной.

Изобретение относится к гидроэнергетике, а именно к способам использования водных ресурсов малых рек и техногенных потоков для генерирования электрической энергии.

Изобретение относится к области гидроэнергетики, в частности к строительству низконапорных гидроэлектростанций. При осуществлении способа строительства ОПЭС, совмещенной с СПК 1, все составляющие строящегося объекта в виде готовых железобетонных или металлических блоков от завода до места сборки доставляют наплавным способом.

Изобретение относится к области гидромашиностроения в части возобновляемых источников энергии. Гидропульсор содержит подвод 1, направляющий аппарат 2 с лопатками 3, образующими центростремительные сливные каналы 4, размещенными над этими каналами 4 лопатками 5, образующими центростремительные напорные каналы, и установленное на валу 22 рабочее колесо 8 с основными 10 и дополнительными лопастями, образующими сливные 11 и напорные центростремительные каналы гидротурбинной ступени колеса, причем выход каналов 11 выполнен в диффузор отсасывающей трубы 26, с размещенными над напорными каналами радиальными лопастями центробежной напорной насосной ступени колеса.

Изобретение относится к области гидромашиностроения в части возобновляемых источников энергии. Гидропульсор содержит подвод 1, направляющий аппарат 2 с лопатками 3, образующими центростремительные сливные каналы, размещенными над этими каналами лопатками, образующими центростремительные напорные каналы 6, и рабочее колесо 8 с лопастями 10, образующими сливные и напорные центростремительные каналы 11 и 14 гидротурбинной ступени колеса, причем выход сливных каналов 11 выполнен в отсасывающую трубу 26, с размещенными над напорными каналами 14 радиальными лопастями центробежной напорной насосной ступени колеса.

Изобретение относится к области гидромашиностроения в части возобновляемых источников энергии. Гидропульсор содержит подвод 1, направляющий аппарат 2 с лопатками 3, образующими центростремительные сливные каналы, размещенными над этими каналами лопатками, образующими центростремительные напорные каналы 6, и установленное на валу 22 рабочее колесо 8 с лопастями 10, образующими сливные и напорные центростремительные каналы 11 и 14 гидротурбинной ступени колеса, причем выход каналов 11 выполнен в диффузор отсасывающей трубы 26 с размещенными над каналами 14 радиальными лопастями центробежной напорной насосной ступени колеса.

Изобретение относится к области возобновляемых источников энергии и пресной воды и сборников атмосферной влаги. Летный сборник атмосферной воды содержит основное матерчатое полотно, прикрепленный к нему граничный торовый баллон, тросовую обвязку крепления к подъемному аэростату и привязному тросу.

Изобретение относится к гидроэнергетике, конкретно к способам использования водных ресурсов для генерирования электрической энергии, и может быть использовано для получения электрической энергии, пригодной для снабжения небольших поселков, метеостанций, обсерваторий и других удаленных объектов.

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть применено при строительстве ГЭС в любой местности. Способ включает строительство каскада небольшой емкости водохранилищ, которые строятся на боковых притоках реки, складках местности или логах, в стороне от основного русла рек.

Изобретение относится к области возобновляемых источников энергии и пресной воды, а также трубопроводов гидравлических систем. Опускная труба содержит входной и основной участки со стенками, ограниченными поверхностями вращения. Стенки входного и основного участков снабжены внутренним супергидрофобным пленочным покрытием. Стенка основного участка выполнена в виде связанных между собой силовой сетки и внутренней супергидрофобной пленки, пронизанной системой микроотверстий. Оси микроотверстий составляют с осью трубы, направленной от входного участка к выходу основного участка, угол от 90 до 160 градусов. Обеспечивается снижение подъемной силы. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх