Автономная ветряная электростанция



Автономная ветряная электростанция
Автономная ветряная электростанция

 


Владельцы патента RU 2618152:

Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" Министерства обороны Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к ветросиловым установкам для преобразования ветряной энергии в электрическую энергию. Автономная ветряная электростанция содержит вертикальный вал вращения (2), у которого рабочими органами являются лопасти (3), выполненные в виде части полой сферы или части полого цилиндра, закрепленные на вертикальном валу. Вертикальный вал (2) имеет вид полого цилиндра, на теле которого расположены лопасти (3), вставленные в пазы крепления лопастей с фиксаторами. Вертикальный вал (2) в верхней части закреплен (1) на валу ротора электрогенератора, который находится внутри полого цилиндрического корпуса (4). Цилиндрический корпус (4) имеет большую длину и меньший диаметр, чем полый цилиндр вертикального вала вращения (2), и вставлен внутрь его. Корпус (4) в нижней части снабжен съемными опорными панелями (5), а сверху закрыт вертикальным валом (2). Изобретение направлено на повышение мощности и работоспособности ветряной электростанции. 1 ил.

 

Изобретение относится к области энергетики и предназначено для использования в ветросиловых установках для преобразования ветряной энергии в электрическую энергию.

На Земле множество мест, богатых природными ресурсами, освоение которых затруднено как суровым климатом, так и ограниченностью использования привычных источников электроэнергии. Примером может служить Арктика. Для Арктики характерны открытая равнинно-болотистая и горная тундровая местность, вечная мерзлота, бедный растительный покров, суровый климат, резкие перемены погоды, очень редкая сеть дорог и почти полное отсутствие топлива и строительных материалов.

Во всех районах Арктики преобладает суровый климат с продолжительной снежной зимой и коротким холодным летом. Зима здесь продолжается 9-10 месяцев в году, а летний (безморозный) период всего два-три месяца. При этом в некоторых центральных районах Арктики заморозки возможны в любой летний месяц.

Безветренной погоды в Арктике почти не бывает. Средняя скорость ветра 4-10 м/сек. Зимой наблюдаются ветры, скорость которых достигает 20-30 м/сек. В течение всего года преобладает пасмурная погода, а летом часто наблюдаются плотные сырые туманы и низкая сплошная облачность. Например, на побережье Карского моря и на севере Канады туманы бывают 160-180 дней в году.

Для таких специфичных условий необходимы и особые устройства генерирования электроэнергии, без которой невозможно освоение и развитие этих территорий, эффективная защита от внешних посягательств. Предлагаемая авторами «Автономная ветряная электростанция» позволит решать эти задачи.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является «Роторный ветродвигатель с вертикальным валом вращения» (RU 2263815), который содержит ротор, у которого рабочими органами являются лопасти, выполненные в виде части полой сферы или части полого цилиндра, закрепленные на вертикальном валу, на концах которого установлены верхний и нижний подшипники, находящиеся соответственно в верхнем и нижнем подшипниковых корпусах, он снабжен опорной фермой, состоящей как минимум из трех опор, соединенных между собой в один жесткий конструктивный узел верхними и нижними перекладинами, к которым прикреплены соответственно верхняя и нижняя опорные площадки с отверстиями в центре, а к опорным площадкам соосно с отверстиями прикреплены подшипниковые корпуса верхнего и нижнего подшипников таким образом, что ротор верхним и нижним концами вала с размещенными на них верхним и нижним подшипниками устанавливают в подшипниковых корпусах и размещают внутри опорной фермы между опорными площадками с возможностью его вращения.

Недостатком этого устройства является ее сложность, особенно в части технологии изготовления, последующей сборки и обслуживания. В конструкции не предусматривается подстройка или регулирование каких-либо параметров.

Задачей изобретения является создание автономной ветряной электростанции такой конструкции, которая позволит рациональным образом преобразовывать ветряную энергию в электрическую, имеющей разборную конструкцию и небольшие массогабаритные характеристики.

Техническим результатом данного изобретения является повышение работоспособности за счет применения закрытой конструкции, повышения мощности роторного ветродвигателя с вертикальным валом вращения за счет увеличения размеров ротора по диаметру.

Требуемый технический результат достигается тем, что применяется устройство, содержащее вертикальный вал вращения (2), вертикальный вал имеет вид полого цилиндра с закрытым верхом, на теле цилиндра расположены лопасти (3), являющиеся рабочими органами, лопасти имеют возможность замены, так как вставлены в пазы крепления лопастей с фиксаторами, что позволяет осуществлять подстройку и регулирование в зависимости от силы воздушного потока, стопора удерживают лопасти в пазах крепления при работе, лопасти выполнены в виде части полой сферы или части полого цилиндра.

Корпус автономной ветряной электростанции (4) представляет собой цилиндр, внутри которого расположен электрогенератор, ротор которого выступает через отверстие в верхней части корпуса. Цилиндрический корпус имеет большую длину и меньший диаметр, чем полый цилиндр вертикального вала вращения (2) и вставлен внутрь его. В верхней части цилиндр вертикального вала вращения жестко закреплен (1) на валу ротора электрогенератора.

Корпус автономной ветряной электростанции (4) снабжен съемными опорными панелями (5) для удержания его в вертикальном положении.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлен вариант реализации автономной ветряной электростанции, где:

1 - крепление вертикального вала вращения к валу электрогенератора;

2 - вертикальный вал вращения;

3 - лопасти;

4 - корпус автономной ветряной электростанции;

5 - опорные панели.

Изобретение работает следующим образом: первоначально с прибытием какой-либо группы потребителей на место развертывания для выполнения задач необходимо выполнить сборку и установку устройства. Для этого на местности определяется открытая площадка по площади, соответствующей установке автономной ветряной электростанции с учетом размеров опорных панелей (5). Устанавливается в вертикальное положение цилиндрический корпус автономной ветряной электростанции (4) в нижней части, к нему жестко крепятся опорные панели (5), которые по краям дополнительно раскрепляются штыревыми опорами к грунту или снегу. Сверху надевается цилиндр вертикального вала вращения (2) и сверху жестко крепится к валу электрогенератора. В зависимости от метеоусловий из имеющегося комплекта лопастей (3) (имеются разные по площади и форме лопасти) подбираются наиболее эффективные, подбирается и их количество, вставляются в пазы крепления лопастей и фиксируются, подключается нагрузка и автономная ветряная электростанция готова к работе. При воздействии воздушного потока на лопасти (3) возникают мощные поперечные силы (эффект Магнуса), значительно превышающие силу прямого давления ветра. Под воздействием силы прямого давления ветра и этих поперечных сил вертикальный вал вращения (2) вращается, приводя в движение ротор электрогенератора. Полученная электрическая энергия от электрогенератора через преобразователь по электрокабелю направляется в распределительное и защитное устройства преобразователя, накапливается в аккумуляторах электроэнергии или направляется непосредственно потребителю через линию электропередачи.

Возможны различные размеры представленного изобретения в зависимости от вариантов транспортирования и использования. Материалом для изготовления деталей устройства должны послужить легкие и прочные пластики. Автономная ветряная электростанция может применяться для автономного снабжения электроэнергией бытовых приборов и зарядки аккумуляторов метеостанций, радиоузлов жилищ скотоводов, для нужд военнослужащих, выполняющих специальные задачи и т.д., т.е. там, где подключение к существующим линиям электропередач либо экономически нецелесообразно, либо технически невозможно. Может быть установлено несколько ветровых энергетических установок, согласно изобретению электрогенераторы этих установок могут быть соединены последовательно между собой, что позволяет наращивать производимую мощность.

Автономная ветряная электростанция, содержащая вертикальный вал вращения, у которого рабочими органами являются лопасти, выполненные в виде части полой сферы или части полого цилиндра, закрепленные на вертикальном валу, отличающаяся тем, что вертикальный вал имеет вид полого цилиндра, на теле которого расположены лопасти, вставленные в пазы крепления лопастей с фиксаторами, кроме того, вертикальный вал в верхней части закреплен на валу ротора электрогенератора, который находится внутри полого цилиндрического корпуса, цилиндрический корпус имеет большую длину и меньший диаметр, чем полый цилиндр вертикального вала вращения, и вставлен внутрь его, корпус в нижней части снабжен съемными опорными панелями, а сверху закрыт вертикальным валом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области ветровых или гидравлических энергетических установок. Ортогональная турбина по первому варианту содержит изогнутую по цилиндрической винтовой линии, по крайней мере, одну лопасть с аэродинамическим профилем в ее поперечном сечении, причем лопасть установлена поперек набегающего на нее потока воздуха или воды с возможностью вращения вокруг оси цилиндрической винтовой линии, а входная кромка аэродинамического профиля направлена в сторону вращения лопасти, при этом концы лопасти закреплены относительно вала, установленного с возможностью вращения, соосно оси цилиндрической винтовой спирали и соединенного с валом электрогенератора, концы лопасти закреплены относительно вала посредством консольных балок, при этом вал образован двумя полувалами, каждый из которых соединен с одной из консольных балок и установлен на своей опоре, лопасть изогнута без промежуточных опор по цилиндрической винтовой линии с постоянным радиусом кривизны так, что в каждом поперечном сечении аэродинамический профиль лопасти выполнен под острым углом наклона к касательной к окружности, описываемой входной кромкой аэродинамического профиля лопасти, при этом концы лопасти повернуты друг относительно друга на 360°.

Изобретение относится к ветроэнергетике. Ветродвигатель содержит вертикальный вал, смонтированные на нем лопасти, вращающиеся в горизонтальной плоскости.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Ротор ветровой электрогенерирующей установки оснащен тремя или более лопастями парусного типа, каждая из которых представляет собой часть цилиндра, ограниченную углом менее 180°, с вершиной в центре вертикальной оси цилиндра, размещенными на консолях с общим для всех лопастей постоянным углом атаки, составляющим от 35 до 60 градусов между хордой сегмента цилиндра лопасти и консолью, на которой она установлена, в точке их пересечения.

Изобретение относится к области возобновляющихся источников энергии движущихся сред для выработки электрической и механической энергии. Преобразователь энергии движущейся среды, выполненный в виде колеса-ротора с перпендикулярной к скорости потока осью вращения, установленный на платформе или мачте и снабженный одной или несколькими сбалансированными лопастями, жестко связанными с валом и выполненными составными из несущих конструкций, плоскости которых проходят через ось вращения вала колеса-ротора и жалюзи, снабженных смещенными к одному краю осями вращения, установленными вдоль несущей конструкции лопасти на равных ширине жалюзи расстояниях, и ограничителями поворота жалюзи, установленными вдоль несущих конструкций лопастей.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Ветродвигатель с вертикальной осью вращения, ветродинамическим контуром и его гиревым регулятором, сопряженным с полиспастно-протяжным устройством, содержащий вращающуюся ветротурбину с вертикальной осью вращения.

Изобретение относится к области нетрадиционной энергетики и может быть использовано как источник электрической и механической энергии в гидро- и ветроустановках.

Изобретения относятся к области ветроэнергетики и гидроэнергетики и могут быть использованы для привода различных устройств, а также для производства электроэнергии.

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

Изобретение относится к ветроэнергетике, в частности к ветряным двигателям. Турбина для ветродвигателя, содержащая радиальные лопасти, соединенные с расположенным на валу диском.

Группа изобретений относится к многоцелевому роторному устройству и генерирующей системе, включающей такое устройство. Многоцелевое роторное устройство содержит ротор, включающий некоторое число лопастей по окружности, и тело направления нагрузки, предназначенное для направления потока текучих сред, поступающих внутрь ротора.

Изобретение относится к ветроэнергетике, в частности к ветроэнергетической установки (ВЭУ) с использованием ветророторов барабанного типа. Модульная ветроэнергетическая установка, содержащая вертикально установленную поворотную мачту с зафиксированными на ней двумя параллельными траверсами, концы которых соединены вертикальными перекладинами, и по меньшей мере один ветромодуль, состоящий из четырех ветророторов, объединенных в пары и установленных с двух сторон от мачты.

Изобретение относится к способу получения и использования углеводородного топлива. Способ включает либо добычу СO2 из дымового газа объекта, сжигающего покупное углеводородное топливо, либо CO2 со стороны, либо добычу СО2 из воздуха, либо одновременное или частичное использование всех трех указанных источников СО2, и включающего добычу Н2 из воды способом ее электролиза с использованием электроэнергии ветровой энергетической установки (ВЭУ), с последующим соединением СО2 и Н2, реакция которых дает углеводородное топливо.

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для использования в гидроэнергетике, но может быть использовано и в других отраслях техники. Способ придания движения рабочему колесу состоит в том, что крутящий момент образуют с максимальным использованием реакции втекающей жидкости.

Изобретение относится к возобновляемой энергетике, в частности к ветродвигателям со складными лопастями. Циклоидный ветродвигатель со складными лопастями содержит полый вертикальный вал с установленной внутри центральной заторможенной осью, кинематически связанной с планетарным редуктором, корпус которого посредством размещенных вокруг него горизонтальных кронштейнов и расположенных в них сателлитных валов соединен с осями лопастей, противобуревый флажковый узел и флюгерный узел самоориентации лопастей на ветер с реверсивным приводом.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Ветроэнергетическая установка содержит по меньшей мере одну аэродинамическую поверхность в виде крыла 1 с внутренним сквозным каналом 2, в котором установлена турбина 5, соединенная с электрическим генератором.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Аэростатное крыло ветроэнергетического назначения содержит аэростатный модуль положительной плавучести из двух газонаполненных оболочковых баллонов в одном уровне, виндротор в составе ветроколеса и генератора, соответственно поднятого выше и опущенного ниже тех же баллонов, троса и трос-кабель, свободно вращающуюся платформу причального узла, установленные на ней две лебедки и трос-кабельную бухту.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Ветроэлектрическая установка содержит ротор, установленный на горизонтальном валу, генератор электрического тока, элементы крепления.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Ветрогенератор, использующий силу ветра, содержащий станину с неподвижной и подвижной частями, генератор с лопастями, обтекатель генератора, кожухи лопастей, флюгер.

Изобретение относится к ветроэнергетике, в частности к ветряным двигателям. Турбина для ветродвигателя, содержащая радиальные лопасти, соединенные с расположенным на валу диском.

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.
Наверх