ВЕТРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ Российский патент 2009 года по МПК F03D5/04 

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для получения электрической энергии.

Известна ветряная станция, в которой ветроколесо соединено с электрогенератором и с электродвигателем с помощью ременной передачи (патент RU 2249721 С1, МПК F03D 3/04, опубл. 10.04.2005. Бюл. №10). Электродвигатель раскручивает ветроколесо до необходимой скорости вращения.

Недостатками такой станции являются обязательное наличие внешнего источника электрической энергии (линии электропередач), малая мощность.

Известна ветроэнергетическая установка (патент RU 2251022 С1, МПК F03D 3/00, 3/04, опубл. 27.04.2005. Бюл. №12), содержащая ветряное колесо, электрогенератор, накопитель энергии (аккумуляторную батарею) и фотоэлектрический преобразователь световой энергии. Бесперебойная работа установки обеспечивается фотоэлектрическим преобразователем и аккумуляторной батареей.

Недостатками такой ветроэнергетической установки является малая мощность, малое время работы при неблагоприятных погодных условиях.

Наиболее близкой по технической сущности является ветроэлектростанция (заявка на изобретение RU 2005119907 А, МПК F03D 9/00, 27.06.2005 г., опубл. 10.01.2007. Бюл. №1), содержащая ветроколесо, генератор постоянного тока и двигатель внутреннего сгорания. Бесперебойная работа ветроэлектростанции обеспечивается двигателем внутреннего сгорания, соединенного с генератором постоянного тока через муфту. Однако электростанция вырабатывает напряжение постоянного тока, что затрудняет преобразование и передачу электрической энергии. К недостаткам также относится небольшая мощность ветроэлектростанции.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в создании автономной ветряной электростанции большой мощности для применения в удаленных и северных районах, сохраняющей работоспособность и при слабых ветровых потоках.

Поставленная задача достигается тем, что ветроэлектростанция, содержащая ветряные движители, электрогенераторы, двигатели внутреннего сгорания, электрооборудование, в отличие от прототипа выполнена в виде кольцевой железной дороги, снабженной путепроводами, снегоочистителями и токосъемными проводами, с расположенным на ней подвижным составом тележек, на которых размещены управляемые ветряные движители, электрогенераторы, подключенные к токосъемникам, двигатели внутреннего сгорания, обеспечивающие разгон и движение состава при слабом ветровом потоке, причем на тележках размещен балласт для увеличения механической энергии, запасаемой составом.

Кроме того, ветряные движители могут быть выполнены парусного типа.

Электростанция снабжена измерительными, контролирующими и регулирующими приборами. Внутри железнодорожного кольца расположены трансформаторная подстанция, складские и прочие помещения.

На фиг.1 схематично показан общий вид ветроэлектростанции. На фиг.2 и 3 показаны тележка с ветряным движителем и тележка-генератор.

На кольцевой железной дороге 1 расположен подвижный состав из тележек 2 с управляемыми ветряными движителями 3 и тележек-генераторов 4 с генераторами 5 и двигателями внутреннего сгорания 6. По внутренней стороне железной дороги расположены токосъемные провода 7, к которым подсоединены токосъемники 8, расположенные на тележках-генераторах 4.

Ветроэлектростанция работает следующим образом.

При наличии ветра ветровой поток воспринимается ветряными движителями 3 и приводит состав в движение. При попутном движении тележек 2 с направлением ветра движители 3, расположенные на этих тележках, направлены так, чтобы воспринимать давление ветра и обеспечивать скорость движения, необходимую для генерации тока промышленной частоты, при встречном так, чтобы давление ветра на движители 3 было минимальным. Энергия ветра при этом преобразуется в механическую (кинетическую) энергию движения состава. Балласт 9 на тележках 2 служит для увеличения массы состава и, соответственно, для увеличения кинетической энергии, запасаемой составом. Механическая энергия движения в генераторах 5 преобразуется в электрическую энергию переменного тока промышленной частоты. Электрическая энергия подается на трансформаторную подстанцию 10 через токосъемники 8 и токосъемные провода 7.

При слабом ветровом потоке бесперебойная работа ветроэлектростанции обеспечивается двигателями внутреннего сгорания 6, расположенными на тележках-генераторах 4, которые поддерживают требуемую скорость движения состава. Двигатели внутреннего сгорания 6 также могут быть использованы для разгона состава.

Количество ветряных движителей 3, генераторов 5, двигателей внутреннего сгорания 6 выбирается исходя из требуемой мощности электростанции и массы состава.

Управление ветряными движителями 3 при движении, включение и отключение двигателей внутреннего сгорания производится измерительными, контролирующими и регулирующими приборами в зависимости от направления и скорости ветра, направления движения каждой конкретной тележки относительно ветрового потока, скорости движения состава.

Увеличение мощности предлагаемой ветроэлектростанции обеспечивается за счет увеличения количества ветряных движителей, бесперебойное снабжение потребителей электрической энергией обеспечивается за счет двигателей внутреннего сгорания и за счет большого количества механической энергии, запасаемой составом.

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для получения электрической энергии. Ветроэлектростанция выполнена в виде кольцевой железной дороги, снабженной путепроводами, снегоочистителями и токосъемными проводами, с расположенным на ней подвижным составом тележек, на которых размещены управляемые ветряные движители, электрогенераторы, подключенные к токосъемникам, двигатели внутреннего сгорания, обеспечивающие разгон и движение состава при слабом ветровом потоке. На тележках размещен балласт для увеличения механической энергии, запасаемой составом. Технический результат: создание автономной ветряной электростанции большой мощности для применения в удаленных и северных районах, сохраняющей работоспособность и при слабых ветровых потоках. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Ветроэлектростанция, содержащая ветряные движители, электрогенераторы, двигатели внутреннего сгорания, электрооборудование, отличающаяся тем, что выполнена в виде кольцевой железной дороги, снабженной путепроводами, снегоочистителями и токосъемными проводами, с расположенным на ней подвижным составом тележек, на которых размещены управляемые ветряные движители, электрогенераторы, подключенные к токосъемникам, двигатели внутреннего сгорания, обеспечивающие разгон и движение состава при слабом ветровом потоке, причем на тележках размещен балласт для увеличения механической энергии, запасаемой составом.2. Ветроэлектростанция по п.1, отличающаяся тем, что ветряные движители выполнены парусного типа.