КАРУСЕЛЬНАЯ ГЕЛИОВЕТРОСТАНЦИЯ Российский патент 2001 года по МПК F03D3/00 

Изобретение относится к ветро- и гелиоэнергетике и касается электростанций, имеющих несколько солнечных батарей и ветроколес.

Известен карусельный ветродвигатель, содержащий вертикальный вал, радиальные лопасти, каждая из которых выполнена в виде прикрепленной к валу рамы и установленных в ней с возможностью поворота относительно горизонтальных осей параллельных пластин, причем удаленный от вала край каждой пластины отогнут на острый угол от ее плоскости (см. SU, 1537885 А1, кл. F 03 D 3/00, 23.01.1990, 2 с.).

К недостаткам ветродвигателя относятся низкий КПД и невысокая надежность при больших скоростях ветра.

Известна ветроустановка, содержащая башню, вертикальный вал, лопасти, установленные с возможностью поворота в вертикальной плоскости на периферийных шарнирах траверс, основные растяжки, при этом башня снабжена роликами с вертикальной осью вращения, а вал - втулкой, соединенной с верхним концом вала, имеющей стойку, беговую дорожку и шарнирные узлы, верхний конец стойки соединен при помощи дополнительных растяжек с периферийными концами траверс, основные растяжки соединены с лопастями на их концах и прикреплены к втулке, а все растяжки снабжены упругими элементами (см. SU, 1657724 А1, кл. F 03 D 3/06, 23.06.1991, фиг. 1, 3 с.).

К недостаткам установки относятся громоздкость конструкции и низкий коэффициент использования энергии ветра.

Известна карусельная гелиоветростанция, содержащая опору с нижним и верхним подшипниками, электрогенератор, солнечные батареи и карусельный ветродвигатель, по совокупности существенных признаков принятая в качестве ближайшего аналога (прототипа) изобретения (см. DE, 3614110 А1, кл. F 03 D 3/00, 29.10.1987, фиг. 1,4 с.).

К недостаткам гелиоветростанции относятся низкий КПД установки и большая энергоемкость.

Технический результат, заключающийся в снижении энергоемкости и увеличении выработки электроэнергии, достигается за счет того, что карусельная гелиоветростанция, содержащая опору с нижним и верхним подшипниками, электрогенератор, солнечные батареи и карусельный ветродвигатель, согласно изобретению, дополнительно содержит продольную балку, прикрепленную к нижнему подшипнику, и тросы, прикрепленные к балке и верхнему подшипнику, причем к низу балки прикреплен двусторонний магнит с расположенным в нем пустотелыми барабанами и указанный электрогенератор, взаимодействующий через прерывистый вал с пустотелыми барабанами и через редуктор - с карусельным ветродвигателем, установленным на конце балки, а перпендикулярно валу к концу балки и опорному подшипнику прикреплена вертикальная солнечная батарея, к верхнему тросу прикреплены две треугольные солнечные батареи, скрепленные между собой шарниром, а к балке - кронштейнами, при этом сверху барабанов, имеющих дугообразные продольные лопасти, прикреплены пустотелые ограничители, в которые заделаны электропроводные рамки, а барабаны, продольные лопасти и ограничители выполнены из немагнитного материала.

На фиг. 1 изображена карусельная гелиоветростанция, вид сбоку, правая часть.

На фиг. 2 изображен разрез по А-А, левое крыло симметрично правому.

На фиг. 3 изображена карусельная гелиоветростанция, общий вид.

Карусельная гелиоветростанция содержит опору 1, на которой установлены нижний поворотный подшипник 2 и верхний поворотный подшипник 3 с прикрепленной к нижнему подшипнику продольной балкой 4 и тросы 5. К низу балки 4 на подвесках 6 прикреплен электрогенератор 7, дугообразный, двусторонний магнит 8 и на подвеске 9 опорный подшипник 10, через который до электрогенератора 7 проложен прерывистый вал 11, жестко скрепленный с пустотелыми барабанами 12 и редуктором 13. Пустотелые барабаны 12 имеют снаружи продольные дугообразные пластины 14, прикрепленные к ним через шарниры 15, а также П- образные пустотелые ограничители 16, жестко прикрепленные к барабанам 12.

Внутри, в тело барабанов 12 и ограничителей 16 заделаны электропроводные рамки 17 и 18, взаимодействующие с магнитной индукцией В. Барабаны 12, пластины 14, шарниры 15 и ограничители 16 выполнены из немагнитного материала. К верхнему тросу 5 прикреплены две треугольной формы солнечные батареи 19 и 20, скрепленные между собой шарниром 21, а к балке 4 - кронштейнами 22. На конце балки 4, в отверстии с подшипником 23 установлен карусельный ветродвигатель, состоящий из рамы 24 с поворотными пластинами 25, укрепленными на осях 28, вертикального вала 27, соединенного с редуктором 13. Опорный подшипник 28, установленный в средней части двустороннего магнита 8, контактирует через вал 11 с барабанами 12. Перпендикулярно оси вала 11 к концу балки 4 и подшипнику 10 жестко прикреплена вертикальная солнечная батарея 29. Левая часть карусельной гелиоветростанции аналогична правой части и состоит из тех же самых составных элементов и устройств.

Карусельная гелиоветростанция работает следующим образом.

Солнечные батареи 29 левой и правой части гелиоветростанции разворачивают на нижнем и верхнем поворотных подшипниках 2 и 3 все четыре барабана 12 навстречу ветровому потоку. Верхние лопасти 14 на барабанах 12 откинуться от ограничителей 16, а нижние лопасти 14, наоборот, прижмутся к ограничителям 16 и ветровой поток приведет во вращение все барабаны 12. Электропроводные рамки 17, 18 будут пересекать магнитные силовые линии и в них будет появляться переменный электрический ток, снимаемый через коллекторы и щетки (не показаны) в электрическую сеть. От вращения барабанов 12 и карусельного ветродвигателя начнет вращаться вал 11 и поэтому в электрогенераторе 7 также будет вырабатываться переменный электрический ток, направляемый в общую электрическую сеть.

В дневное время при наличии солнечных лучей в солнечных батареях 19, 20 и 29 будет с помощью фотопреобразователей (не показаны) вырабатываться постоянный электрический ток, направляемый, например, на зарядку электрических аккумуляторов, или преобразовываться в переменный и подаваться в общую сеть.

Изобретение относится к солнечной ветроэнергетике и касается электростанций, имеющих несколько солнечных батарей и ветроколес. Технический результат, заключающийся в снижении энергоемкости и увеличении выработки электроэнергии, достигается за счет того, что карусельная гелиоветростанция, содержащая опору с нижним и верхним подшипниками, электрогенератор, солнечные батареи и карусельный ветродвигатель, согласно изобретению, дополнительно содержит продольную балку, прикрепленную к нижнему подшипнику, и тросы, прикрепленные к балке и верхнему подшипнику, причем к низу балки прикреплен двусторонний магнит с расположенным в нем пустотелыми барабанами и указанный электрогенератор, взаимодействующий через прерывистый вал с пустотелыми барабанами и через редуктор с карусельным ветродвигателем, установленным на конце балки, а перпендикулярно валу к концу балки и опорному подшипнику прикреплена вертикальная солнечная батарея, к верхнему тросу прикреплены две треугольные солнечные батареи, скрепленные между собой шарниром, а к балке - кронштейнами, при этом сверху барабанов, имеющих дугообразные продольные лопасти, прикреплены пустотелые ограничители, в которые заделаны электропроводные рамки. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Карусельная гелиоветростанция, содержащая опору с нижним и верхним подшипниками, электрогенератор, солнечные батареи и карусельный ветродвигатель, отличающаяся тем, что гелиоветростанция дополнительно содержит продольную балку, прикрепленную к нижнему подшипнику, и тросы, прикрепленные к балке и верхнему подшипнику, причем к низу балки прикреплен двусторонний магнит с расположенными в нем пустотелыми барабанами и указанный электрогенератор, взаимодействующий через прерывистый вал с пустотелыми барабанами и через редуктор с карусельным ветродвигателем, установленным на конце балки, а перпендикулярно валу к концу балки и опорному подшипнику прикреплена вертикальная солнечная батарея, к верхнему тросу прикреплены две треугольные солнечные батареи, скрепленные между собой шарниром, а к балке - кронштейнами, при этом сверху барабанов, имеющих дугообразные продольные лопасти, прикреплены пустотелые ограничители, в которых заделаны электропроводные рамки. 2. Карусельная гелиоветростанция по п.1, отличающаяся тем, что барабаны, продольные лопасти и ограничители выполнены из немагнитного материала.