ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1994 года по МПК F03D9/02 

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для обеспечения потребителей энергией, запасенной в аккумуляторе сжатого воздуха.

Известна ветроэнергетическая установка, которая содержит ветродвигатель и воздушный компрессор, сжатый воздух последнего питает пневмодвигатель. В схеме использованы пневмоаккумулятор и электрогенератор (см. заявку Великобритании N 2112463, кл. F 03 D 9/02, опублик. 1983). Однако в этой установке применен поршневой пневмодвигатель и поэтому не используется отбор теплоты от жидкости, когда происходит всплытие расширяющегося объема газа внутри поплавка-колокола, что снижает КПД.

Известна также ветроэнергетическая установка, содержащая компрессор с ветросиловым приводом, подключенный к выходу компрессора аккумулятор сжатого воздуха и соединенный с ним пневмодвигатель (см. авт. св. СССР N 1163029, кл. F 03 D 3/00, 1983). Но в этой установке не используются механическая и тепловая энергия отработанного воздуха, что также снижает КПД.

Известна ветроэнергетическая установка, принятая за прототип, содержащая ветродвигатель, связанный с компрессором, сообщенным с аккумулятором сжатого воздуха, соединенным с поплавком пневмодвигателя. Хотя в прототипе использован поплавковый пневмодвигатель, но не разработаны расчетные формулы для определения действующего объема сжатого воздуха, первоначально подаваемого в поплавок, а это не позволяет определять параметры установки и приводит к снижению КПД.

Целью изобретения является повышение КПД ветроэнергетической установки.

В предложенной ветроэнергетической установке существенно то, что объем сжатого воздуха в поплавке определяется из соотношения
V_д = V_п(1+0,5Р), где V_д - объем сжатого воздуха в поплавке;
V_п - объем сжатого воздуха при первоначальном заполнении поплавка;
Р - коэффициент увеличения давления в зависимости от глубины погружения поплавка.

На фиг. 1 приведена схема ветроэнергетической установки; на фиг. 2 - диаграмма работы единицы объема сжатого воздуха.

Ветроэнергетическая установка содержит ветродвигатель 1, связанный с компрессором 2, сообщенным с аккумулятором сжатого воздуха 3, соединенным с поплавком 4 пневмодвигателя 5.

На фиг. 2 показано, как с уменьшением Н - высоты погружения поплавка 4, растет усилие всплытия и работа, так как при всплытии поплавка 4 уменьшается давление водяного столба, а воздух, поступающий из аккумулятора 3, имеет постоянное рабочее давление. При этом объем поплавка равен V = V_пР.

При работе установки сжатый воздух поступает в поплавок 4 из аккумулятора 3, поплавок 4 всплывает и приводит в действие рабочую машину (не показана). Количество работы, произведенное объемом воздуха V при всплытии с глубины Н, равно
A = V_п(1+0,5Р)Н или в (1+0,5Р) раз больше, чем количество работы, произведенное объемом герметичного поплавка.

Технико-экономическая эффективность выражается в извлечении энергии ветра из практически неисчерпаемого источника энергии, легко доступного и экологически чистого, как энергия, запасенная в воде и воздухе. (56) Авторское свидетельство СССР N 1413265, кл. F 03 D 9/02, 1986.

Изобретение позволяет повысить КПД установки. Установка содержит ветродвигатель, связанный с компрессором, сообщенным с аккумулятором сжатого воздуха, соединенным с поплавком пневмодвигателя. Объем сжатого воздуха в поплавке определяется из формулы V_д=V_п(1+0.5P) , где V_п - объем сжатого воздуха при первоначальном заполнении поплавка, а P - коэффициент увеличения давления в зависимости от глубины погружения поплавка. КПД повышается в извлечении энергии, запасенной в воде и воздухе. 2 ил.

ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА , содеpжащая ветpодвигатель, связанный с компpессоpом, сообщенным с аккумулятоpом сжатого воздуха, соединенным с поплавком пневмодвигателя, отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД, объем сжатого воздуха в поплавке опpеделяется из соотношения
V_д = V_п (1 + 0,5P),
где V_д - объем сжатого воздуха в поплавке;
V_п - объем сжатого воздуха при первоначальном заполнении поплавка;
P - коэффициент увеличения давления в зависимости от глубины погружения поплавка.