Конструкция ветроэнергетической установки

Изобретение относится к области ветроэнергетической техники, в частности к конструкциям ветроустановок с горизонтальной осью вращения. Конструкция ветроэнергетической установки, содержащая мачту с горизонтальной поворотной платформой, на которой установлены электрогенератор и ветротурбина с лопастями, механическую передачу вращения от вала ветротурбины к валу электрогенератора. Аэродинамический профиль лопасти разделен на сегменты, которые имеют возможность независимо друг от друга изменять угол установки на основе информации, поступающей с датчиков давления, расположенных на каждом сегменте. Изобретение направлено на улучшение регулирования угла установки лопасти с учетом неравномерности ветрового потока. 2 ил.

 

Изобретение относится к области ветроэнергетической техники, в частности используется в конструкциях ветроустановок с горизонтальной осью вращения, может быть использовано для управления мощностью.

Известна конструкция ветроэнергетической установки (патент РФ №2336433, кл. F03D 7/04, публ. 20.10.2008 г.), взятая за прототип, содержащая мачту с горизонтальной поворотной платформой, на которой установлены электрогенератор и ветротурбина с лопастями, механическую передачу вращения от вала ветротурбины к валу электрогенератора, лопасти ветротурбины установлены с возможностью изменения угла установки в воздушном потоке, а система управления сконструирована так, чтобы при допустимых скоростях ветра обеспечивать оптимальный угол установки лопастей в воздушном потоке и оптимальную частоту вращения электрогенератора.

Недостатком указанной конструкции является возможность регулирования угла установки только всей лопасти ветроэнергетической установки в целом. Поскольку скорость ветрового потока изменяется во времени и в пространстве, характеристики ветрового потока в разных частях лопасти ветроэнергетической установки будут отличаться. Это требует оптимизации (регулирования) угла установки каждой части лопасти, что невозможно сделать в конструкции прототипа.

Задачей является оптимизация конструкции лопасти ветроэнергетической установки с учетом неравномерности ветрового потока для повышения эффективности работы ветроэнергетической установки.

Технический результат достигается тем, что в ветроэнергетической установке с горизонтальной осью вращения каждая лопасть ветроколеса выполнена в виде сегментов, которые имеют возможность независимо друг от друга изменять угол установки для достижения оптимального положения сегмента лопасти в ветровом потоке на основе информации, поступающей с датчиков давления, расположенных на каждом сегменте.

Сущность изобретения поясняется чертежами Фиг. 1, Фиг. 2. Ветроэнергетическая установка с горизонтальной поворотной платформой состоит из ветротурбины, которая через систему механического привода приводит в движение электрогенератор, установленный на мачте. Ветротурбина состоит из ступицы и лопастей аэродинамического профиля. Конструкция лопасти представлена на Фиг. 1, где цифрами обозначены: 1 - сегмент лопасти, 2 - ступица, 3 - датчики давления. Схема расположения датчиков давления и механизм привода регулирования угла установки сегмента лопасти показан на Фиг. 2, где цифрами обозначены: 1 - труба жесткости, 2 - электропривод изменения угла установки лопасти, 3 - датчик давления, 4 - направляющая роликов, 5 - ролики.

Устройство работает следующим образом: как показано на Фиг. 1, датчики давления 3 в режиме реального времени собирают информацию о распределении давления вдоль аэродинамического профиля лопасти, прикрепленной к вращающейся ступице 2, что непосредственно характеризует силы, воздействующие на сегмент лопасти 1. По этим данным на основе расчетов или калибровочных измерений могут быть восстановлены значения угла атаки, направления и скорости вымпельного ветра, а также аэродинамическое качество сегмента лопасти.

Поскольку каждый сегмент лопасти имеет возможность независимо от других устанавливать свое положение, то данные, собираемые с датчиков давления, проходящие в системе управления специализированную обработку и превращающиеся в выходной управляющий сигнал, служат для управления сегментом лопасти и поддержания оптимального угла атаки.

Сбор информации об аэродинамических параметрах сегмента лопасти и подстройка угла установки происходит постоянно, в режиме реального времени, на протяжении всей траектории движения. Т.е. если рассмотреть сегмент лопасти, который в начальный момент времени находился в верхней части траектории и имел угол установки β1 и оптимальный угол атаки α1 при существующей в той области скорости воздушного потока, то при прохождении лопастью нижней части траектории (ротор совершил вращательное движение на угол 180) за счет более низкой скорости ветра ближе к поверхности земли угол атаки изменится на α2. Это изменение зафиксируется датчиками давления, установленными на сегменте лопасти, что приведет к созданию управляющего сигнала на изменение угла установки на β2, что в свою очередь вернет угол атаки к оптимальному значению α1.

Как показано на Фиг. 2, обработанный сигнал, поступивший с датчиков давления 3 на механизм привода регулирования угла установки сегмента лопасти, приводит в движение электропривод изменения угла установки сегмента лопасти 2, ролики 5 начинают движение по направляющей роликов 4, труба жесткости 1 служит для усиления конструкции.

Таким образом, предлагаемая конструкция имеет более широкие эксплуатационные возможности за счет разделения лопасти на сегменты, что позволяет оптимизировать угол установки каждого сегмента лопасти, повышая эффективность ветроэнергетической установки в целом.

Конструкция ветроэнергетической установки, содержащая мачту с горизонтальной поворотной платформой, на которой установлены электрогенератор и ветротурбина с лопастями, механическую передачу вращения от вала ветротурбины к валу электрогенератора, отличающаяся тем, что аэродинамический профиль лопасти разделен на сегменты, которые имеют возможность независимо друг от друга изменять угол установки для достижения оптимального положения сегмента лопасти в ветровом потоке на основе информации, поступающей с датчиков давления, расположенных на каждом сегменте.



 

Похожие патенты:

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.

Настоящее изобретение относится к способу эксплуатации ветроэнергетической установки в условиях обледенения, к ветроэнергетической установке и к ветроэнергоцентру с множеством ветроэнергетических установок.

Изобретение относится к энергетике, к ветроэнергетическим установкам. Технический результат состоит в упрощении регулирования и повышении надежности.

Изобретение относится к ветроэнергетическим установкам с главным валом ветротурбины, параллельным ветровому потоку. Цилиндрическая ветротурбина установлена на валу ветроэнергетической установки и содержит лопасти, размещенные на радиальных штангах.

Предлагаемое устройство управления ветроэнергетической установкой может быть использовано в области ветроэнергетики, конкретно - при управлении ветроэнергетической установкой.

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть применено для выработки электроэнергии. Ветроэнергетическая установка содержит башню, выполненную в виде тетраэдра, имеющего ребра и углы, а также ветроколесо и генератор.

Изобретение относится к устройству регулирования шага лопастей ветрогенератора. Устройство предназначено для регулирования шага лопастей 6, шарнирно закрепленных посредством концевых крепежных частей 7 в радиально-упорных подшипниках 5.

Изобретения относятся к ветроэнергетике и могут быть использованы при управлении ветроэнергетической установкой (ВЭУ) с двумя ветроколесами. Способ управления заключается в том, что формируют сигнал о скорости ветра на высоте оси вращения одновременно работающих двух соосных ветроколес с равными числами n лопастей, оба ветроколеса синхронно вращают в одну и ту же сторону, измеряют угол α между продольными осями, например, первых лопастей обоих ветроколес при скорости ветра, когда ВЭУ развивает мощность, равную или превышающую номинальную мощность, устанавливают второе ветроколесо по отношению к первому при угле α≈0 при скорости ветра, когда ВЭУ развивает мощность, меньшую номинальной мощности, по мере снижения скорости ветра пропорционально увеличивают значение угла α так, чтобы при минимальной рабочей скорости установилось значение α ≈ π n .

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Ветроэлектроагрегат, содержащий поворотное основание, с неподвижной и подвижной частями, башню с противовесом, траверсу, поворотные стойки с магнитопроводами и ветроколесами со втулками и с роторными элементами, направляющий элемент.

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 области ветроэнергетики, в частности к ветроэлектрическим станциям. Ветроэлектрическая станция содержит поворотное в горизонтальной плоскости основание с двумя вертикальными роторами, обтекатель и стабилизатор.

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для преобразования энергии ветра в электрическую энергию. Статор сегментного генератора содержит электромеханические модули и крепежные элементы.

Группа изобретений относится к способу оптического обследования ветроэнергетической установки или части от нее, в частности лопасти винта, и обследующему устройству для осуществления данного способа.

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).

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Роторный ветродвигатель содержит вращающиеся основания с приемниками энергии, центральную стойку с поворотным основанием.

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к ветродвигателям с вертикальной осью вращения. Вертикальный ветродвигатель содержит вертикальный вал с радиальными перекладинами и чашечными лопастями.

Настоящее изобретение относится к способу эксплуатации ветроэнергетической установки в условиях обледенения, к ветроэнергетической установке и к ветроэнергоцентру с множеством ветроэнергетических установок.

Изобретение касается выполнения лопастей ротора ветровых энергетических установок и ветровой энергетической установки с такими лопастями. Предлагается лопасть ротора ветровых энергетических установок с, по меньшей мере, одним электрическим тепловым матом (400), который закреплен во внутреннем пространстве лопасти ротора.

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.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Вертикально-осевая ветроустановка состоит из опорных колец с приваренными к ним вертикальными лопастями, ступицы, жестко зафиксированной на мачте.

Лопасть ветряной турбины, содержащая аэродинамический обтекатель, поддерживаемый вдоль по меньшей мере части своей осевой длины лонжероном (12). Лонжерон содержит по меньшей мере два участка (12), соединенных торец к торцу на границе (9) контакта и имеющих, каждый, стенку (3), работающую на срез, с полкой (4) на каждой стороне.

Изобретение относится к области ветроэнергетической техники, в частности к конструкциям ветроустановок с горизонтальной осью вращения. Конструкция ветроэнергетической установки, содержащая мачту с горизонтальной поворотной платформой, на которой установлены электрогенератор и ветротурбина с лопастями, механическую передачу вращения от вала ветротурбины к валу электрогенератора. Аэродинамический профиль лопасти разделен на сегменты, которые имеют возможность независимо друг от друга изменять угол установки на основе информации, поступающей с датчиков давления, расположенных на каждом сегменте. Изобретение направлено на улучшение регулирования угла установки лопасти с учетом неравномерности ветрового потока. 2 ил.

Наверх