ВЕТРОДИЗЕЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ Российский патент 2022 года по МПК F03D7/04 F03D9/11 H02J3/38 

Изобретение относится к альтернативной энергетике и может быть использовано для непрерывного электроснабжения потребителей.

Известна система автономного электроснабжения (патент РФ №113309), содержащая ветроэнергетические установки, дизель-генераторы, синхронный компенсатор и электробойлер, а также автоматическую систему, которая осуществляет управление всеми элементами системы.

Недостатком аналога является сложная конструкция системы автономного электроснабжения, содержащая дизель-генераторы, синхронный компенсатор и электробойлер, а также сложную автоматическую систему управления. Применение данной ветродизельной системы целесообразно только для достаточно больших мощностей.

Известна ветродизельная система автономного электроснабжения (патент РФ №2588613), содержащая ветрогенератор, дизель-генератор, два выпрямительно-зарядных устройства, аккумуляторную батарею, инвертор, распределительное устройство для подключения электроприемников, датчик мощности ветрогенератора, датчик мощности дизель-генератора, датчик мощности нагрузки, сумматор, элементы сравнения, задатчики номинальных мощностей электроприемников, блоки разрешения включения с кнопками управления.

Недостатком аналога является сложная конструкция ветродизельной системы автономного электроснабжения, имеющая два выпрямительно-зарядных устройства, распределительное устройство, сумматор, элементы сравнения, задатчики номинальных мощностей и сложную схему управления, не позволяющую обеспечить непрерывность электроснабжения потребителей от ветроустановки.

Известна ветродизельная система автономного электроснабжения (патент РФ на полезную модель №45060), выбранная в качестве прототипа, содержащая ветроэлектрическую установку, к выходу которой подключено первое выпрямительно-зарядное устройство, дизельэлектрическую установку, к выходу которой подключено второе выпрямительно-зарядное устройство, инвертор, вход которого подключен к выходам первого и второго выпрямительно-зарядных устройств, а выход соединен с нагрузкой, систему управления, включенную на вход дизельэлектрической установки.

Недостатком прототипа является сложная конструкция ветродизельной системы автономного электроснабжения, включающая два выпрямительно-зарядных устройства, постоянно работающую дизельэлектрическую установку и сложную схему управления ветродизельной системой автономного электроснабжения.

Задачей изобретения является упрощение конструкции ветродизельной электростанции и ее непрерывная работа.

Технический результат достигается за счет того, что ветродизельная установка, содержащая ветротурбину, соединенную с генератором переменного тока, электродвигатель постоянного тока с механической передачей для поворота корпуса ветроустановки относительно мачты, блок управления с подключенными к нему анемометром и датчиком направления ветра, выпрямитель, контроллер заряда-разряда, аккумуляторную батарею, инвертор, дизель с генератором постоянного тока, работающем в режиме двигателя для пуска дизеля и в режиме генератора для подзарядки аккумуляторной батареи. Предлагаемая упрощенная конструкция ветродизельной электростанции обеспечит непрерывность ее работы и, следовательно, бесперебойную подачу электроэнергии потребителю.

Сущность изобретения поясняется чертежом (фиг. 1).

Конструкция содержит ветротурбину 1, генератор переменного тока 2, анемометр 3, датчик направления ветра 4, электродвигатель постоянного тока 5, комбинированный блок управления 6, выпрямитель 7, контроллер заряда-разряда 8, аккумуляторную батарею 9, дизель 10, генератор постоянного тока 11, инвертор 12, корпус 13, мачту 14, механическую передачу 15.

Устройство работает следующим образом. Под действием ветра ветротурбина 1 вращает генератор переменного тока 2, с него ток поступает на выпрямитель 7, а постоянный ток с выхода выпрямителя 7 подается через контроллер заряда-разряда 8 на аккумуляторную батарею 9. Постоянный ток с аккумуляторной батареи 9 через контроллер заряда-разряда 8 поступает на инвертор 12, в котором он преобразуется в переменный ток частотой 50 Гц заданного напряжения и поступает по назначению.

При изменении направления и скорости ветра ветродизельная электростанция работает следующим образом. Сигналы с датчика направления ветра 4 и анемометра 3 поступают на информационный вход комбинированного блока управления 6. Силовая часть комбинированного блока управления 6 подает постоянный ток на двигатель 5, который поворачивает через механическую передачу 15 (зубчатую, фрикционную и т.п.) корпус 13 относительно мачты 14 на определенный угол или на 180 градусов относительно направления ветра для остановки ветротурбины 1, поэтому балластная нагрузка не требуется. При разряде аккумуляторной батареи 9 ниже минимально допустимого значения, достаточного для работы генератора 11 в режиме двигателя, необходимого для пуска дизеля, с контроллера заряда-разряда 8 подается сигнал на комбинированный блок управления 6, силовая часть которого подает постоянный ток на генератор 11, работающий в режиме двигателя для запуска дизеля 10. После запуска дизеля 10 генератор 11 переходит на работу в генераторный режим и подзаряжает аккумуляторную батарею 9 через контроллер заряда-разряда 8. При полной зарядке аккумуляторной батареи 9 по сигналу с комбинированного блока управления 6 электромагнитный клапан подачи топлива дизеля закрывается, останавливая работу дизеля. После остановки дизеля клапан автоматически переходит в открытое состояние.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к ветродизельным электростанциям. Технический результат заключается в упрощении конструкции ветродизельной электростанции и ее непрерывной работе. Достигается тем, что ветродизельная электростанция содержит ветротурбину, соединенную с генератором переменного тока, выпрямитель, контроллер заряда-разряда, аккумуляторную батарею, инвертор и дополнительно включает в себя электродвигатель постоянного тока с механической передачей для поворота корпуса ветроустановки относительно мачты, подключенные к комбинированному блоку управления анемометр и датчик направления ветра, дизель с генератором постоянного тока, работающим в режиме двигателя для пуска дизеля и в режиме генератора для подзарядки аккумуляторной батареи, и комбинированный блок управления ветродизельной электростанцией. 1 ил.

Ветродизельная электростанция, содержащая ветротурбину, соединенную с генератором переменного тока, блок управления, выпрямитель, контроллер заряда-разряда, аккумуляторную батарею, инвертор, дизель-генератор, отличающаяся тем, что ветродизельная электростанция содержит электродвигатель постоянного тока с механической передачей для поворота корпуса ветроустановки относительно мачты, подключенные к комбинированному блоку управления анемометр и датчик направления ветра, дизель с генератором постоянного тока, работающим в режиме двигателя для пуска дизеля и в режиме генератора для подзарядки аккумуляторной батареи, и комбинированный блок управления ветродизельной электростанцией.