Гелиоветряная установка для выработки электроэнергии

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат заключается в повышении мощности в области применения установки для производства электроэнергии и достигается благодаря тому, что гелиоветряная установка для выработки электроэнергии состоит из полотна элементов, являющихся несоединенными между собой пластинами солнечной батареи, электрически связанными между собой и через аккумулятор и инвертор соединенными с нагрузкой, образующими общую плоскость, каждая пластина жестко соединена с поршнем гидравлического цилиндра, имеющим впускной и выпускной клапаны, через общую систему трубопроводов, снабженную расширительной емкостью, соединенную с гидротурбиной с редуктором на валу, выход которого соединен с генератором электроэнергии и через аккумулятор и систему управления с нагрузкой. 4 ил.

 

Изобретение относится к области энергетики и предназначено для преобразования солнечной и ветровой энергии в электрическую энергию.

Известны устройства для преобразования энергии ветра в механическую энергию для выработки электрической энергии, называемые ветровыми установками. С применением электрогенераторов энергию ветра улавливают с помощью ветряных установок и преобразуют эту энергию в электрическую. Аналоги ветровых установок для выработки электроэнергии широко описаны в популярных отечественных и зарубежных изданиях. Во многих странах распространены ветровые турбины с лопастями. Данные ветряные генераторы устанавливают на территории небольших ферм и малых сельских предприятий.

Схема типовой ветряной установки включает в себя: пропеллер с механизмом поворота лопастей, установленных на высокой колонне, передаточным механизмом с фрикционом, механизма поддержания оборотов ротора в устойчивом режиме, генератора электрической энергии и механизма разворота лопастей против ветра.

В настоящее время мощность таких ветровых установок достигает миллион ватт и они становится самым экологическими устройствами для выработки электроэнергии. Несомненно, ветряные генераторы обладают некоторыми преимуществами. Стоит отметить, что энергия ветра абсолютно экологична и не наносит вреда ни человеку, ни природе. Ветряные турбины со временем окупаются, а затраты на электричество в разы сокращаются. Однако у ветра есть один существенный недостаток. Ветер - явление не постоянное. К тому же, получение энергии от ветра зависит от скорости ветряных потоков. Недостатки имеют и ветряные турбины, издают шум, приводят к гибели птиц.

К существенным недостаткам ветровых установок для выработки электроэнергии с помощью энергии ветра относится и климатическая территориальность применения установок, сезонность, а также сравнительная дороговизна эксплуатации и доставки электроэнергии к потребителю из-за отдаленных мест расположения этих установок вдали от потребителей.

Известен способ и устройство системы Волкова для производства энергии методом "парашютного захвата" (RU 2348831), заключающийся в том, что вращение лопастей ветрогенератора осуществляют за счет ветра, захваченного с помощью, установленной на поворотной оси с возможностью поворота по ветру системы концентратор-диффузор, образующей в продольном сечении сопло Лаваля, в узкой части которого установлено ветроколесо, и обеспечивают создание в концентраторе-диффузоре подъемной силы. Устройство снабжено каркасной рамой, на которой располагается ветроколесо и деформируемые каркасные кольца, удерживающие ткань концентратора и диффузора. Поворотная ось размещена перед концентратором и связана с ним стропами, обеспечивающими закрытие-открытие концентратора путем регулировки длины строп, при этом концентратор и диффузор выполнены скошенной формы, таким образом, что верхние части концентратора и диффузора длиннее их нижних частей.

Наиболее близким по технической сущности является пьезополимерная электростанция (RU 94037328), включающая в себя пьезополимерное полотно с пьезополимерной пленкой и средство деформирования указанного полотна, с целью увеличении мощности и расширения области применения, полотно вывешивается на ветру или на морских-речных волнах либо над морем-рекой с возможностью воздействия волн на свободный конец полотна.

Задачей изобретения является создание устройства для производства электроэнергии, использующее солнечный свет и естественные потоки воздуха с целью повышение мощности и расширение области его применения.

Требуемый технический результат достигается тем, что гелиоветряная установка для выработки электроэнергии, состоящая из полотна элементов, являющихся несоединенными между собой пластинами солнечной батареи, электрически связанные между собой и через аккумулятор и инвертор, соединенные с нагрузкой, образующие общую плоскость, каждая пластина жестко соединена с поршнем гидравлического цилиндра, имеющим впускной и выпускной клапана, через общую систему трубопроводов, снабженную расширительной емкостью, соединенного с гидротурбиной и редуктором на валу, выход которого соединен с генератором электроэнергии и через аккумулятор и систему управления с нагрузкой.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен вариант гелиоветряной установки для выработки электроэнергии, которая содержит:

1 - пластины солнечной батареи,

2 - несущие опоры.

На фиг. 2 представлен вариант работы солнечных батарей гелиоветряной установки для выработки электроэнергии, который содержит:

1 - пластины солнечной батареи;

3 - аккумулятор;

4 - инвертор;

5 - нагрузка.

На фиг. 3 представлен вариант работы полотна элементов гелиоветряной установки для выработки электроэнергии, которая содержит:

1 - пластины солнечной батареи;

5 - нагрузка;

6 - шток поршня гидроцилиндра;

7 - расширительная емкость;

8 - гидроцилиндр;

9 - гидротурбина;

10 - клапана;

11 - редуктор;

12 - электрогенератор;

13 - система управления.

На фиг. 4 представлена система клапанов гелиоветряной установки для выработки электроэнергии, которая содержит:

14 - предохранительный клапан;

15 - выпускной клапан;

16 - впускной клапан.

Гелиоветряная установка для выработки электроэнергии работает следующим образом: при воздействии солнечного света на пластины солнечной батареи (1) вырабатывается электроэнергия и через аккумулятор (3) и инвертор (4) поступает на нагрузку (5).

При воздействии воздушного потока на пластину солнечной батареи (1), которая жестко соединена со штоком поршня гидроцилиндра (6), поршень сжимает рабочую жидкость в гидроцилиндре (8), достигнув установленного значения давления в гидроцилиндре открывается выпускной клапан (15), и рабочая жидкость через трубопровод поступает на гидротурбину (9) с редуктором (11) насаженным на вал, попутно заполняя расширительную емкость (7), при срабатывании предохранительного клапана (14) предотвращающего разрушение устройства от избыточного давления. Рабочая жидкость, раскрутив лопатки гидротурбины (9), по систему трубопроводов через открывшийся от давления впускной клапан (16) поступает в гидроцилиндр (8) возвращая его в исходное положение. Так работает каждый гидроцилиндр (8) установки позволяя поддерживать рабочее давление на гидротурбине (9). Гидротурбина (9) раскручиваясь через редуктор (11) увеличивает количество оборотов вала электрогенератора (12). Электрогенератор (12) вырабатывает электроэнергию, которая или накапливается на аккумуляторе (3) или через систему управлению (13) регулирующую подачу электроэнергии, поступает на нагрузку (5).

Большое внимание должно уделить рабочей жидкости. Вид и состав которой должен подбираться исходя из климатических условий эксплуатации.

Гелиоветряная установка для выработки электроэнергии найдет свое применения у полярников, геологов и военных длительное время находящихся вдали от централизованного энергоснабжения в местах с высокой активностью воздушных потоков. Актуальность использования устройства возрастает в связи с освоением Арктики и может оказать неоценимую помощь исследователям других труднодоступных уголков нашей планеты.

Гелиоветряная установка для выработки электроэнергии, состоящая из полотна элементов, отличающаяся тем, что элементами являются несоединенные между собой пластины солнечной батареи, электрически связанные и через инвертор соединенные с нагрузкой, образующие общую плоскость, причем каждая пластина жестко соединена с поршнем гидравлического цилиндра, имеющим впускной и выпускной клапаны, через общую систему трубопроводов, снабженную расширительной емкостью с предохранительным клапаном и соединенную с гидротурбиной с редуктором на валу, выход редуктора соединен с генератором электроэнергии, который через аккумулятор и систему управления соединен с нагрузкой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области автономных систем электроснабжения, использующих энергию ветра и солнца. Ветросолнечная установка автономного электроснабжения состоит из ветродвигателя 1, механически соединенного с мультипликатором 2, который через обгонную муфту 3 механически соединен с генератором 4 электрической энергии, являющимся синхронным генератором с двухконтурной магнитной системой, к которому подключены первый и второй диодные мосты 5 и 6, соответственно, при этом первый диодный мост 5 связан с инвертором 7, соединенным со стабилизатором 8 напряжения, соединенным с реле 9 обратного тока, подключенного к однофазной сети 10 переменного напряжения, к которой подключена система управления 11, соединенная с инвертором 7, с системой 12 ориентации солнечных батарей, управляемой устройством 13 ориентации по солнцу, на котором расположены гибкие солнечные панели 14, подключенные к контроллеру 15 заряда аккумуляторных батарей, который соединен с балластной нагрузкой 16 в виде электрических нагревательных элементов и аккумуляторными батареями 17, причем второй диодный мост 6 соединен с компаратором 18 напряжения, имеющим петлю гистерезиса и выход которого соединен с системой 11 управления и с базой силового транзистора 19, через который идет подключение аккумуляторных батарей 17 к инвертору 7 напряжения, к системе 11 управления подсоединены бензогенератор 20 и реле 21 подключения бензогенератора 20 к однофазной сети 10 переменного напряжения, к однофазной сети 10 переменного напряжения подключены потребители 22 электрической энергии.

Изобретение относится к наружной обшивочной панели здания, содержащей верхний поперечный край, содержащий верхнюю зону перекрывания, предназначенную для перекрывания смежной панелью, нижний поперечный край, содержащий нижнюю зону перекрывания, предназначенную для перекрывания смежной панели, центральную часть, закрываемую по меньшей мере одним фотогальваническим модулем, проем, который находится в верхней зоне перекрывания и в котором установлена электрическая соединительная коробка.

Изобретение относится к области электроэнергетики, энергосбережения и может быть использовано для очистки солнечных панелей от снега и льда в зимнее время. Технический результат: повышение эффективности работы солнечных панелей и увеличение их кпд, а также возможность постоянного использования энергии солнца вне зависимости от погодных условий.

Изобретение относится к области солнечной энергетики и касается слоистого модуля на фотоэлектрических элементах с отводом теплоты для гибридного солнечного коллектора на фотоэлектрических элементах с отводом теплоты.

Солнечное оптоволоконное осветительное устройство содержит концентратор, оптоволоконный жгут, рассеивающую линзу. Концентратор выполнен неподвижным с оптическим способом наведения светового потока на вход оптоволоконного жгута и содержит цилиндрическую сужающую линзу Френеля на внутренней поверхности прозрачного куполообразного корпуса, в фокусе которой расположен второй прозрачный купол с цилиндрической расширяющей линзой Френеля, на третьем внутреннем прозрачном куполе имеются несимметричные цилиндрические полосковые линзы Френеля, плоскость фокусировки которых перпендикулярна плоскости фокусировки двух предыдущих линз.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для преобразования энергии постоянного тока в энергию переменного тока. Техническим результатом является повышение качества преобразования энергии.

Изобретение относится к солнечной энергетике и может быть использовано для снабжения потребителей электроэнергией и горячей водой. Комбинированная гелиоколлекторная установка содержит корпус с крышкой, прозрачное покрытие, теплоизолирующий слой, защитный кожух.

Изобретение относится к панели для монтажа модуля солнечной батареи. Технический результат заключается в облегчении монтажа модуля солнечной батареи и обеспечении высокой эффективности генерирования энергии солнечной батареей.

Изобретение относится к возобновляемой энергетике, в частности, может быть применено в солнечной энергетике для придания дополнительных функций устройствам, преобразующим солнечное излучение в тепловую или электрическую энергию.

Изобретение относится к области конструкции и технологии изготовления оптоэлектронных приборов, а именно к способам изготовления фотопреобразователей на германиевой подложке.

Изобретение относится к области автономных систем электроснабжения, использующих энергию ветра и солнца. Ветросолнечная установка автономного электроснабжения состоит из ветродвигателя 1, механически соединенного с мультипликатором 2, который через обгонную муфту 3 механически соединен с генератором 4 электрической энергии, являющимся синхронным генератором с двухконтурной магнитной системой, к которому подключены первый и второй диодные мосты 5 и 6, соответственно, при этом первый диодный мост 5 связан с инвертором 7, соединенным со стабилизатором 8 напряжения, соединенным с реле 9 обратного тока, подключенного к однофазной сети 10 переменного напряжения, к которой подключена система управления 11, соединенная с инвертором 7, с системой 12 ориентации солнечных батарей, управляемой устройством 13 ориентации по солнцу, на котором расположены гибкие солнечные панели 14, подключенные к контроллеру 15 заряда аккумуляторных батарей, который соединен с балластной нагрузкой 16 в виде электрических нагревательных элементов и аккумуляторными батареями 17, причем второй диодный мост 6 соединен с компаратором 18 напряжения, имеющим петлю гистерезиса и выход которого соединен с системой 11 управления и с базой силового транзистора 19, через который идет подключение аккумуляторных батарей 17 к инвертору 7 напряжения, к системе 11 управления подсоединены бензогенератор 20 и реле 21 подключения бензогенератора 20 к однофазной сети 10 переменного напряжения, к однофазной сети 10 переменного напряжения подключены потребители 22 электрической энергии.

Изобретение относится к ветроэнергетике. Ветроэлектростанция включает опорную раму с расположенным на ней валом и лопастную систему, закрепленную на валу.

Изобретение относится к альтернативной энергетике. Энергоустановка для преобразования энергии дождя или снега и ветра содержит миниатюрный генератор постоянного тока, каркас, на котором установлены желобчатый концентратор дождевой воды или снега с желобами, турбина с несколькими блоками ковшовых лопастей на валу, где каждый блок может автономно вращаться по часовой стрелке, вращая при этом вал, причем турбина устанавливается так, чтобы каждый блок лопастей располагался точно под соответствующим желобом концентратора дождевой воды или снега, концентратор ветра с установленными во входной части вертикальными перегородки, которые образуют каналы прохождения воздуха, количество которых совпадает с количеством блоков лопастей турбины, при этом каждый канал направляет воздух на свой блок лопастей, а также генератор пьезоэлектрический, установленный под концентратором дождевой воды или снега, причем концентратор ветра монтируется таким образом, что закрывает сверху установленную на каркасе турбину, оставляя пространство для прохождения воздуха и создавая сужение для усиления его напора, а вал турбины и вал генератора соединяются посредством магнитных муфт.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Аэроэнергостат наземно-генераторный содержит в составе воздухоплавательного модуля выполненные за одно целое аэростатную оболочку, крепежное базовое кольцо, прижатое к днищу оболочки меридианными лентами, опорную раму в плоскости, перпендикулярной ветру, к горизонтальной перекладине которой подвешена гондола с радиально-лопастной турбиной, ось вращения которой совпадает с направлением ветра, гибкий вал, привязные тросы, силовой блок из мультипликатора и генератора, свободно раскачивающийся внутри вертикальных стоек, причальную тумбу с расположенной на ней поворотной платформой с двумя соосными лебедками.

Изобретение относится к устройству для рекуперации кинетической энергии торможения высокоскоростных железнодорожных составов. Энергетическая установка на воздушном потоке содержит полый цилиндрический корпус, снабженный входным и выходным воздушными каналами и направляющими ребрами для закручивания воздушного потока, внутри которого размещен шнековый ротор, механически связанный с электрическим генератором, при этом в нее введен второй электрический генератор, причем торцы электрических генераторов жестко присоединены к торцам полого электрического корпуса, а оси их роторов соединены с осью шнекового ротора, входной и выходной воздушные каналы выполнены в виде отверстий в полом электрическом корпусе и накрыты снаружи подвижно закрепленными к верхней части корпуса секторами с магнитными защелками, бесконтактно взаимодействующими с дистанционно управляемыми электромагнитными деблокираторами.

Изобретение относится к устройствам автономного энергоснабжения маломощных потребителей. Устройство автономного энергоснабжения с модулем светового ограждения, содержащее, по меньшей мере, две солнечные панели из монокристаллических или поликристаллических фотогальванических модулей, ветрогенератор, по меньшей мере, одну аккумуляторную батарею, блок управления и контроля, состоящий из контроллера заряда аккумуляторной батареи с функцией отслеживания точки максимальной мощности и контроллера заряда аккумуляторной батареи широтно-импульсной модуляции и/или гибридного контроллера заряда аккумуляторной батареи, совмещающего функции контроллера заряда аккумуляторной батареи с функцией отслеживания точки максимальной мощности и контроллера заряда аккумуляторной батареи широтно-импульсной модуляции и позволяющего одновременно использовать ветрогенератор и фотогальванические модули, климатический модуль, исполнительный модуль светового ограждения, включающий модуль автоматики включения/отключения с возможностью подключения контроллера управления по GSM каналам и выносные сдвоенные заградительные огни.

Изобретение относится к ветроэнергетике. Сегментный ветроэлектрогенератор содержит трубостойку, сегментный статор и сегментный ротор в виде ветроколеса с лопастями, вращающееся основание.

Изобретение относится к ветроэнергетике. Ротор сегментного ветроэлектрогенератора содержит ступицу, лопасти, ферромагнитные элементы, установленные на дугах, уголки крепления к ступице лопастей.

Изобретение относится к ветроэнергетике. Парусная ветроустановка имеет подвижную мачту, пластинчатый рабочий парус с переменной парусностью, а также устройство вторичного преобразования энергии.

Изобретение относится к области водоснабжения населения, а также очистки технологических вод предприятий, сточных вод и может быть использовано в пищевой промышленности.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат заключается в повышении мощности в области применения установки для производства электроэнергии и достигается благодаря тому, что гелиоветряная установка для выработки электроэнергии состоит из полотна элементов, являющихся несоединенными между собой пластинами солнечной батареи, электрически связанными между собой и через аккумулятор и инвертор соединенными с нагрузкой, образующими общую плоскость, каждая пластина жестко соединена с поршнем гидравлического цилиндра, имеющим впускной и выпускной клапаны, через общую систему трубопроводов, снабженную расширительной емкостью, соединенную с гидротурбиной с редуктором на валу, выход которого соединен с генератором электроэнергии и через аккумулятор и систему управления с нагрузкой. 4 ил.

Наверх