Туннельная ветроэнергетическая установка с горизонтальной осью вращения ротора

Изобретение относится к ветротурбине туннельного типа.  Ветротурбина туннельного типа с горизонтальной осью вращения ротора включает в себя диффузор (1) в форме тела вращения, стенка которого имеет, в осевом сечении, форму выпукло-вогнутого авиационного профиля, при этом его носок (17) направлен к поступающему воздуху, и который опирается на стойку турбины с помощью комплекта (6) подшипников вертикальной оси вращения на мачте турбины для обеспечения ориентации турбины по направлению ветра, и ротор (2) с лопастями (7), вращающимися в плоскости горловины (Rt) диффузора (1), и нижние торцы лопастей соединены со ступицей (3), установленной соосно с диффузором (1) и имеющей контур, согласующийся с аэродинамическим профилем гондолы (4), которая соединена ребрами (5) с диффузором (1). Нижние торцы лопастей (7) расположены поодаль поверхности ступицы (3) на расстояние нижнего зазора (z2), размер которого определяется высотой соединителей (8), установленных на нижние торцы лопастей (7) и на ступицу (3), размеры верхнего зазора (z1) между верхними торцами лопастей (7) и поверхностью горловины (Rt) и нижнего зазора (z2) имеют размеры в диапазоне 0,5-15% радиуса горловины (Rt), предпочтительно 3-8%. Изобретение направлено на снижение сопротивления потока воздуха, проходящего через ветротурбину. 13 з.п. ф-лы, 13 ил.

 

Объектом изобретения является ветротурбина с одноступенчатым диффузором с горизонтальной осью вращения ротора, превращающая кинетическую энергию воздуха в механическую энергию вращения, затем преобразующуюся в электрическую энергию в генераторе тока.

Развитие ветротурбин туннельного типа исходит в основном из устранения потерь центробежной кинетической энергии воздуха и возможности её восстановления с помощью дополнительного увеличения скорости воздуха, протекающего через ротор, встроенный в горловину диффузора. Существует множество различных решений ветротурбин с одноступенчатым диффузором с горизонтальной осью вращения ротора, конструкция которого должна обеспечить высокий коэффициент мощности по площади, охватываемой ротором (Вт/м²). Задача состоит в ускорении и увеличении объёма потока воздуха в горловине, что требует сохранения относительно ламинарного потока воздуха через диффузор, при этом сохраняя тупой угол как можно более широким. Известно множество ветротурбин с техническими решениями, в которых используются завихрения для поддержания стабилизации потока воздуха, проходящего через диффузор, и для предотвращения отделения потока воздуха от стенки в тупоугольной зоне на выходе диффузора, а также за гондолой.

Благодаря использованию в полном объёме энергии ветра в современных технических решениях турбин туннельного типа допускается наличие приемлемых небольших зазоров между верхними торцами лопастей и поверхностью горловины и соединение со ступицей практически без зазора. При выборе размера верхнего зазора учитываются только условия сборки и установки, протяжённость лопастей, испытывающих нагрузку от центробежной силы, и радиальное «изнашивание» с допустимым износом подшипника ступицы. Завихрения воздуха, образующиеся в таких небольших зазорах, практически не превышающие 0,05% радиуса горловины, имеют пренебрежимо малую энергию, и их влияние на поток воздуха за ротором в расширяющейся части диффузора с пониженным давлением пренебрежимо мало.

Известны решения турбин туннельного типа, помимо прочих, в патентных описаниях W02009063599, WO2010005289, WO2014134032 и JP2003278635, в которых имеется уступ в виде фланца, перпендикулярный в наружном направлении, за которым образуются пониженное давление и кольцевые завихрения вдоль края фланца с осями, лежащими в плоскости, перпендикулярной оси диффузора. Также известно решение, представленное в описании JP2006152854, с ротором, расположенным в плоскости горловины диффузора, стенка которого имеет авиационный профиль в поперечном сечении. Внутренняя поверхность стенки диффузора, рядом с выходом, перфорирована многочисленными отверстиями, которые соединяются посредством каналов, проходящих через ребра, соединяющие диффузоры с гондолой, имеющей всасывающее отверстие, расположенное на оси заднего конца гондолы. Пониженное давление, имеющееся за гондолой, заставляет воздух всасываться через отверстия зоны открытого конца диффузора, в результате чего предпочтительно околостеночные слои проходящего воздуха всасываются в стенку диффузора, приводя к стабилизации потока воздуха.

Помимо всего вышеперечисленного, также известно техническое решение турбины, представленное в патентном описании US4720640, содержащее неподвижный диффузор в форме тела вращения, стенка которого имеет выпукло-вогнутою форму, при этом его носок направлен к поступающему воздуху. Существует ротор с лопастями, расположенными в плоскости горловины диффузора, лопасти соединены своими нижними концами со ступицей, установленным соосно с диффузором. Контур ступицы согласуется с аэродинамическим профилем гондолы. Верхние торцы лопастей соединены с вращающимся кольцом, расположенным в кольцевом желобе диффузора, внутренняя поверхность кольца образуется зону горловины диффузора. Описание представляет два возможных варианта осуществления турбины: с генератором тока, встроенным в кольцевой желоб диффузора, и с электрогенератором, встроенным в гондолу, и ротор которого приводится в движение со стороны ступицы ротора.

Техническая проблема, решаемая настоящим изобретением, – это повышение эффективности ветротурбины с диффузором путём усиления влияния завихрений, чтобы снизить общее сопротивление потока и увеличить поток объёма воздуха, проходящего через турбину.

Турбина в соответствии с настоящим изобретением имеет, аналогично техническим решениям, описанным выше, неподвижный диффузор в форме тела вращения, стенка которого имеет в осевом сечении форму выпукло-вогнутого авиационного профиля, при этом его носок направлен к поступающему воздуху, и диффузор опирается на мачту турбины с помощью комплекта подшипников для обеспечения ориентации турбины по направлению ветра. В плоскости горловины диффузора имеется установленный на подшипник ротор с лопастями, лопасти которого соединены своими нижними торцами со ступицей, установленной соосно с диффузором. Ступица имеет контур, согласующийся с обтекаемым профилем гондолы, которая соединена ребрами с диффузором. Сущность изобретения состоит в том, что нижние торцы лопастей установлены поодаль поверхности ступицы на величину размера нижнего зазора, определяемого высотой соединителей, закрепленных на нижних торцах лопастей и на ступице. В этом случае размеры верхнего зазора между верхними торцами лопастей и поверхностью горловины и нижним зазором имеют размеры, варьирующиеся от 0,5% до 15% от радиуса горловины, предпочтительно от 3% до 8%.

Предпочтительно техническое решение по турбине, где верхний зазор определяется высотой соединителей, закреплённых на верхних торцах лопастей и на вращающемся кольце, которое вращается в кольцевом желобе диффузора, и внутренняя поверхность которого имеет форму горловины.

В обоих технических решениях, представленных выше, предпочтительно, чтобы отношения верхних и нижних зазоров к соответствующим длинам хорд профилей на торцах лопастей имели значения в диапазоне 0,20-0,25, предпочтительно 0,6-1,2.

Предпочтительно в турбине без вращающегося кольца, чтобы каждая из лопастей устанавливалась на ступицу с помощью двух соединителей с круглым поперечным сечением, которые закреплены в радиальном направлении у окончаний профилей нижних торцов лопастей.

Предпочтительно в турбине c вращающимся кольцом, чтобы каждая из лопастей устанавливалась на вращающееся кольцо и на ступицу с помощью двух соединителей с круглым поперечным сечением, закрепленных в радиальном направлении у окончаний профилей верхнего кольца и нижнего торца лопастей.

Также предпочтительно, чтобы (боковая) сторона гондолы имела форму, являющуюся зеркальным отражением сечения профиля внутренней поверхности диффузора, концы сечения определяются точками пересечения прямой линии, параллельной оси диффузора, и линии, проведенной через переднюю точку выступающего вперед носка диффузора и точку пересечения этой линии и профиля открытой части диффузора.

В другом предпочтительном варианте осуществления отношение площади осевой проекции лопастей на плоскость горловины к рабочей площади потока в горловине имеет значение в диапазоне 0,02-0,30, предпочтительно 0,10-0,15.

Также предпочтительно, чтобы отношение зоны входного отверстия к рабочей зоне потока в горловине имело значение в диапазоне 1,0-1,6, предпочтительно 1,20-1,30, и в отношении зоны выходного отверстия оно имело значение в диапазоне 0,5-0,9 и наиболее предпочтительно 0,65-0,75.

Изобретение достигает оптимальных результатов, когда сохраняются конкретные геометрические отношения диффузора, которые определяют его тупой угол. Отношение длины диффузора к диаметру горловины должно иметь значение в диапазоне 0,3-1,1, предпочтительно 0,6-0,8, и в отношении диаметра выходного отверстия значение должно находиться в диапазоне 0,1-0,9, предпочтительно 0,4-0,6, при этом по отношению к диаметру входного отверстия значение должно находиться в диапазоне 0,2-1,0, предпочтительно 0,5-0,7.

В варианте осуществления турбины с вращающимся кольцом предпочтительно, чтобы кольцевой желоб образовывался круглой опорной рамой с поперечным сечением С-образной формы, открытой в направлении оси вращения ротора, и на которую крепятся композиционные покрытия, определяющие авиационный профиль диффузора и нижний модуль комплекта подшипников вертикальной оси вращения на мачте турбины для обеспечения ориентации турбины по направлению ветра.

Генератор электрического тока в варианте осуществления турбины без вращающегося кольца является генератором, встроенным в гондолу, ротор которой приводится в движение от ступицы ротора, в турбине с вращающимся кольцом, генератор тока встроен внутрь опорной рамы, неподвижные магниты монтируются на внешнюю окружность вращающегося кольца, и индукционные катушки крепятся на опорную раму.

В турбине большой мощности, изготовленной в соответствии с изобретением, элементы с большими габаритными размерами: диффузор, его опорная рама, покрытия авиационного профиля, вращающееся кольцо и элементы генератора тока разделяются на круговые секции с максимальными размерами, позволяющими транспортировку в стандартных контейнерах; секции взаимно соединяются на месте эксплуатации в требуемую рабочую форму.

Техническое решение турбины в соответствии с изобретением в слоях стенки диффузора и гондолы образует вихревые конструкции, имеющие оси, в основном параллельные оси диффузора, и значительную энергию, при этом одновременно сводя к минимуму вихревые конструкции, имеющие перпендикулярные оси. Влияние завихрений, вызванных изобретением, создает изменения давления, предотвращающие отрыв струй воздуха от поверхности и диффузора, и гондолы. Явления действуют, когда используются указанные размеры зазоров и размерные отношения. Сопротивление потока предпочтительно сводится к минимуму окружной симметризацией потока, получаемой зеркальной формой диффузора и гондолы.

Изобретение будет полностью понятным из описания примеров осуществления турбины, изображенной на чертеже, отдельные фигуры которого представляют:

фиг. 1 - вид спереди турбин со стороны схода воздуха, представляющий:

– на верхней половине: вариант осуществления с лопастями ротора, соединенными на обоих концах соединителями с вращающимся кольцом и со ступицей гондолы, и

– на нижней половине: вариант осуществления с лопастями ротора, соединенными соединителями только со ступицей гондолы, в варианте осуществления без вращающегося кольца,

фиг. 2 – осевое сечение по линии А-А на фиг. 1,

фиг. 3 – деталь B чертежа на фиг. 2,

фиг. 4 - поперечное сечение по линии С-С на фиг. 3,

фиг. 5 – деталь D чертежа на фиг. 2,

фиг. 6 – поперечное сечение по линии Е-Е на фиг. 5,

фиг. 7 – осевое сечение диффузора и гондолы с отметкой характеристических размеров диффузора,

фиг. 8 –вид спереди опорной рамы турбины с вращающимся кольцом,

фиг. 9 – деталь F чертежа на фиг. 8 в перспективе,

фиг. 10 – деталь G чертежа на фиг. 8 в перспективе,

фиг. 11 – подетальный вид в перспективе элементов турбины с вращающимся кольцом и генератором тока в диффузоре,

фиг. 12 – график влияния относительных размеров верхнего зазора и нижнего зазора на механическую мощность турбины в соответствии с данными, полученными при испытании примера осуществления с вращающимся кольцом,

фиг. 13 – график влияния отношения размера верхнего зазора и нижнего зазора к соответствующим длинам хорд торцов лопастей на механическую мощность турбины, график составлен для примера осуществления с вращающимся кольцом.

Турбины туннельного типа в соответствии с изобретением, аналогично известным решениям, имеют диффузор 1 и ротор 2, который монтирован с помощью подшипников со ступицей 3 в гондолу 4, закрепленную соосно тремя радиальными ребрами 5 перед горловиной Rt диффузора 1. Диффузор 1 имеет форму тела вращения, стенка которого имеет форму вогнуто-выпуклого авиационного профиля в осевом сечении. Авиационный профиль диффузора 1 направлен носком в сторону поступающего воздуха. Диффузор 1 в нижней точке внешней стенки стороны имеет гнездо для комплекта подшипников 6 для выравнивания турбины в направлении ветра, вертикальной оси вращения, и с которой турбина опирается на стойку, не изображенную на чертеже. Ротор 2, например, с 11 лопастями 7 вращается в плоскости горловины Rt диффузора 1.

На фиг. 1 представлены два базовых возможных варианта осуществления турбин в соответствии с изобретением, отличающихся конструкцией ротора 2. В варианте осуществления, изображенном в верхней половине фиг. 1, верхние торцы лопастей 7 соединены распорными соединителями 8 с вращающимся кольцом 9, расположенным в желобе 10 диффузора, и внутренняя область которого имеет форму профиля горловины Rt диффузора 1. С другой стороны, в варианте осуществления в соответствии с нижней половиной фиг. 1 верхние торцы лопастей 7 свободны. В обоих вариантах осуществления нижние торцы лопастей 7 соединены промежуточными соединителями 8 со ступицей 3, имеющей контур, согласующейся с аэродинамическим профилем гондолы 4. Между верхними торцами лопастей 7 и поверхностью горловины Rt диффузора 1 имеются верхние зазоры z1, которые в варианте осуществления с вращающимся кольцом 9 определяются длиной соединителей 8. Нижние торцы лопастей 7 находятся поодаль от поверхности ступицы 3 на расстояние нижнего зазора z2 длины соединителей 8, установленных на нижние торцы лопастей 7 и на ступицу 3. Размеры верхнего зазора z1 и нижнего зазора z2 могут быть равными или разными, но их значения всегда должны находиться в диапазоне 0,5-15% радиуса горловины Rt. Для прототипа варианта осуществления это отношение доходит до 3,2% с типичными размерами турбины:

верхний зазор z1, нижний зазор z2, z1= z2 = 50 мм,

длина хорды верхнего торца лопасти c1 = 50 мм,

длина хорды нижнего торца лопасти c2 = 66 мм,

радиус горловины диффузора Rt = 1530 мм,

радиус входного отверстия Ri = 1700 мм,

радиус выходного отверстия Ro = 2026 мм,

радиус гондолы Rh = 165 мм,

длина диффузора Ld = 2170 мм,

длина гондолы Lh = 1360 мм,

поверхность осевой проекции 11 лопастей x 25240 мм2 = 277641 мм2

Отношение размеров верхних зазоров z1 и нижних зазоров z2 к соответствующим длинам хорд с1 и с2 на торцах лопастей 7 профилей также важно для эффективности структуры завихрений в турбине в соответствии с изобретением. Их значения должны варьироваться в диапазоне 0,20-2,5, и в настоящем примере осуществления, где z1 = z2, они равны 7 и 1,0 соответственно. В обоих вариантах осуществления лопасти 7 ротора 2 крепятся к ступице 3 через два соединителя 8 круглого поперечного сечения, которые закреплены посредством в радиальном направлении и рядом с окончаниями профилей нижних торцов лопастей 7. В варианте осуществления с вращающимся кольцом 9 верхние торцы лопастей 7 также соединены теми же стержневыми соединителями 8 к вращающемуся кольцу 9. Окружная симметризация потока через диффузор 1 также важна для изобретения. Она была достигнута в результате придания гондоле 4 формы в соответствии с зеркальным отражением сечения профиля внутренней поверхности диффузора 1, концы сечения определяются точками пересечения прямой линии li, параллельной оси диффузора O-O, и линии, проходящей через переднюю точку выступающего вперед носка 17 диффузора, и точкой lh внутренней поверхности открытой части диффузора. Высокая эффективность воздействия инициированной системы завихрений достигается при сохранении надлежащих размерных отношений, которые в рассматриваемой турбине составляют:

– отношение осевой проекции лопастей 7 на плоскость горловины Rt к рабочей площади потока в горловине Rt с учетом дросселя гондолы имеет значение 0,12,

– отношение площади входного отверстия Ri к рабочей площади потока в горловине Rt имеет значение 1,22,

– отношение площади входного отверстия Ri к площади выходного отверстия Ro имеет значение 0,7,

– отношение длины Ld диффузора 1 к диаметру горловины Rt имеет значение 0,7,

– отношение длины Ld диффузора 1 к диаметру выходного отверстия Ro имеет значение 0,53, и

отношение длины Ld диффузора 1 к диаметру входного отверстия Ri имеет значение 0,64. Тупой угол 9° получается из размеров рассматриваемого диффузора 1 как угол между хордой авиационного профиля и осью диффузора O-O.

Кроме того, кольцевой желоб 10 в диффузоре 1 для вращающегося кольца 9 образуется круглой опорной рамой 11 с поперечным сечением С-образной формы, открытой в направлении оси диффузора O-O, и на которую крепятся композиционные покрытия, переднее 12 и заднее 13, определяющие авиационный профиль диффузора 1 и нижний модуль 14 комплекта 6 подшипников для обеспечения ориентации турбины по направлению ветра. В вариантах осуществления турбины без вращающегося кольца 9, но также с вращающимся кольцом 9, генератор тока может быть электрогенератором 15, встроенным в гондолу 4, при этом ротор приводится в движение от ступицы 3 ротора 2. С другой стороны, в варианте осуществления с вращающимся кольцом 9 генератор 16 тока предпочтительно встроен в опорную раму 11, при этом фиксированные магниты монтируются на внешнюю окружность вращающегося кольца 9, а индукционные катушки крепятся на опорную раму 11. Также возможен вариант осуществления турбины с генератором 16 тока в диффузоре 1 и электрогенератором 15 в гондоле 4 также возможен.

Из-за значительных размеров турбины высокой мощности и возникающих из-за этого проблем с транспортировкой, диффузор 1, его опорная рама 11, покрытия 12, 13, 14 с авиационным профилем, вращающееся кольцо 9 и детали генератора 16 тока разделяются на круговые секции с максимальными размерами, позволяющими транспортировку в стандартном контейнере. На месте эксплуатации они собираются путём взаимного соединения посредством крепежей 18 в необходимую рабочую форму турбины.

Прототип турбины в варианте осуществления с вращающимся кольцом 9 проходил испытания в аэродинамической трубе. При скорости ветра 5 м/с турбина в соответствии с описанным вариантом осуществления изобретения показала значительное увеличение механической мощности PQ относительно мощности турбины Pb, имеющей тот же диффузор и ротор без нижнего зазора z2 = 0 и с маленьким верхним зазором z1 = 6 мм, составляющим 0,39% радиуса горловины Rt = 1530 мм. График на фиг. 12 показывает увеличение мощности. Результаты испытания воздействия отношения размеров верхнего зазора z1 и нижнего зазора z2 к соответствующим длинам хорд c1 и c2 торцов лопастей на увеличение механической мощности показаны на графике на фиг. 13. Оба графика подтверждают увеличение мощности турбины с отличительными признаками изобретения, которые инициируют завихрения, приводящие к существенно более стабильному и уменьшенному сопротивлению потока воздуха.

Для конструктора, являющегося специалистом в данной области, решение турбины, содержащее существенные отличительные признаки данного изобретения очевидно – то есть конкретно указанные в размерах верхние зазоры z1 и нижние зазоры z2, формирующие предпочтительную систему завихрений – конструкция турбины дополняется механизмом изменения угла опережения лопастей 7, и механизм встроен в гондолу.

ПЕРЕЧЕНЬ ОБОЗНАЧЕНИЙ НА ФИГУРАХ

1 – диффузор;

2 – ротор;

3 – ступица;

4 – гондола;

5 – ребро;

6 – комплект подшипников;

7 – лопасть;

8 – соединитель;

9 – вращающееся кольцо;

10 – желоб;

11 – опорная рама;

12 – переднее покрытие профиля;

13 – заднее покрытие профиля;

14 – нижний модуль с комплектом подшипников;

15 – электрогенератор;

16 – генератор тока:

17 – носок авиационного профиля;

18 – крепеж;

z1 – верхний зазор:

z2 – нижний зазор;

c1 – длина хорды верхнего торца лопасти;

c2 – длина хорды нижнего торца лопасти;

O-O – ось диффузора;

Rt – радиус горловины диффузора;

Ri – радиус входного отверстия;

Rh – радиус ступицы гондолы;

Ro – радиус выходного отверстия;

Ld – длина диффузора;

Lh – длина гондолы;

li – прямая линия, параллельная оси диффузора, проведенная через переднюю точку выступающего вперед носа;

lh – точка пересечения прямой линии lj и внутренней поверхности профиля диффузора

Po – механическая мощность турбины в соответствии с примером осуществления изобретения;

Pb – механическая мощность турбины с таким же диффузором при z1 = 6 мм и z2 = 0 мм.

1. Ветротурбина туннельного типа с горизонтальной осью вращения ротора, включающая в себя

диффузор (1) в форме тела вращения, стенка которого имеет, в осевом сечении, форму выпукло-вогнутого авиационного профиля, при этом его носок (17) направлен к поступающему воздуху, и который опирается на стойку турбины с помощью комплекта (6) подшипников вертикальной оси вращения на мачте турбины для обеспечения ориентации турбины по направлению ветра, и

ротор (2) с лопастями (7), вращающимися в плоскости горловины (Rt) диффузора (1), и нижние торцы лопастей соединены со ступицей (3), установленной соосно с диффузором (1) и имеющей контур, согласующийся с аэродинамическим профилем гондолы (4), которая соединена ребрами (5) с диффузором (1), отличающаяся тем, что нижние торцы лопастей (7) расположены поодаль поверхности ступицы (3) на расстояние нижнего зазора (z2), размер которого определяется высотой соединителей (8), установленных на нижние торцы лопастей (7) и на ступицу (3), размеры верхнего зазора (z1) между верхними торцами лопастей (7) и поверхностью горловины (Rt) и нижнего зазора (z2) имеют размеры в диапазоне 0,5-15% радиуса горловины (Rt), предпочтительно 3-8%.

2. Ветротурбина по п. 1, отличающаяся тем, что верхний зазор (z1) определяется высотой соединителей (8), закрепленных на верхних торцах лопастей (7) и на вращающемся кольце (9), которое вращается в кольцевом желобе (10) диффузора (1), и внутренняя поверхность которого имеет форму горловины (Rt).

3. Ветротурбина по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что отношение размеров верхних зазоров (z1) и нижних зазоров (z2) к соответствующим длинам хорд (с1, с2) на торцах лопастей (7) профилей имеет значение в диапазоне 0,20-2,5, предпочтительно 0,6-1,2.

4. Ветротурбина по п. 1, отличающаяся тем, что каждая из лопастей (7) устанавливается на ступицу (3) с помощью двух соединителей (8), имеющих круглое поперечное сечение, и которые закреплены в радиальном направлении у окончаний профилей нижних концов лопастей (7).

5. Ветротурбина по п. 2, отличающаяся тем, что каждая из лопастей (7) монтируется на вращающееся кольцо (9) и на ступицу (3) с помощью двух соединителей (8), имеющих круглое поперечное сечение (d), закреплённых в радиальном направлении соответственно с обращёнными к ним верхним торцом и нижним торцом профилей лопастей (7).

6. Ветротурбина по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что боковая стенка гондолы (4) имеет форму, являющуюся зеркальным отражением сечения профиля внутренней поверхности диффузора (1), концы сечения определяются точками пересечения прямой линии (li), параллельной оси (O-O) диффузора, и линии, проведенной через переднюю точку выступающего вперёд носка (17) диффузора (1) и точку (lh) внутренней поверхности в открытой части диффузора (1).

7. Ветротурбина по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что отношение площади осевой проекции всех лопастей (7) на плоскость горловины (Rt) к рабочей площади потока в горловине (Rt) имеет значение в диапазоне 0,02-0,30, предпочтительно 0,10-0,15.

8. Ветротурбина по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что отношение площади входного отверстия (Ri) к рабочей площади потока в горловине (Rt) имеет значение в диапазоне 1,0-1,6, предпочтительно 1,20-1,30.

9. Ветротурбина по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что отношение площади входного отверстия (Ri) к площади выходного отверстия (Ro) имеет значение в диапазоне 0,5-0,9, предпочтительно 0,65-0,75.

10. Ветротурбина по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что отношение длины (Ld) диффузора (1) к диаметру горловины (Rt) имеет значение в диапазоне 0,3-1,1, предпочтительно 0,6-0,8.

11. Ветротурбина по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что отношение длины (Ld) диффузора (1) к диаметру выходного отверстия (R₀) имеет значение в диапазоне 0,1-0,9, предпочтительно 0,4-0,6, причём длина (Ld) диффузора (1) по отношению к диаметру входного отверстия (Ri) имеет значение в диапазоне 0,2-1,0, предпочтительно 0,5-0,7.

12. Ветротурбина по п. 2, отличающаяся тем, что кольцевой желоб (10) в диффузоре 1 образован круглой опорной рамой (11) с поперечным сечением С-образной формы, открытой в направлении оси диффузора (1), и на которую крепятся композиционные покрытия (12, 13), определяющие авиационный профиль диффузора (1) и нижний модуль (14) комплекта (6) подшипников вертикальной оси вращения на мачте турбины для обеспечения ориентации турбины по направлению ветра.

13. Ветротурбина по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что она имеет электрогенератор (15), встроенный в гондолу (4) и ротор которого приводится в движение от ступицы (3) ротора (2).

14. Ветротурбина по п. 12, отличающаяся тем, что имеется генератор (16) тока, встроенный в опорную раму (11), при этом фиксированные магниты монтируются на внешнюю окружность вращающегося кольца (9), а индукционные катушки крепятся на опорную раму (11).