Мобильная ветроэлектростанция Российский патент 2023 года по МПК F03D9/00 

Известны мобильные электростанции с приводом от дизель-генератора. Недостатки таких устройств: сравнительно небольшая мощность и использование органического топлива.

Цель изобретения, создание мобильной ветроэлектростанции значительной мощности использующей ветрогенераторы.

Недостатки стационарных ветрогенераторов значительной мощности- затраты на сооружение фундаментов и высотных башен для увеличения скорости ветра, зависимость от скорости ветра, которую возможно компенсировать, в определенной степени, расположением ветрогенератора на большой высоте, на аэростате.

Известно изобретение: Аэроэнергостат патент РФ №2703863 (прототип). К недостаткам следует отнести затраты на сооружение фундамента, использование газонаполненной оболочки и малую единичную мощность устройства.

Цель изобретения, создание мобильной ветроэлектростанции значительной мощности.

Мобильность ветроэлектростанции и значительная мощность достигается тем, что для расположения многочисленных ветрогенераторов на высоте используется «Дирижабль жесткой конструкции», патент РФ №2773735 на полу грузового отсека которого и на более высоких отметках отсека расположен ряд ветрогенераторов постоянного тока, на входе воздуха в которые расположены конфузоры с регулируемыми диафрагмами для ускорения потока воздуха, поступающего на ветровые лопасти ветрогенератора. В грузовом отсеке дирижабля располагают электрические лебедки, на барабанах которых намотаны необходимые запасы трос-кабелей, опорный подшипник, состоящий из нижней части, выполненной с возможностью надежного крепления к опорной поверхности и верхней части, выполненной с возможностью вращения вокруг вертикальной оси нижней части опорного подшипника. Верхняя часть опорного подшипника соединена с верхней частью двух закрытых контактных кольцевых шинопроводов. Нижняя часть опорного подшипника соединена с нижней частью двух закрытых кольцевых шинопроводов.

Как известно, мощность для горизонтально-осевых ВЭУ определяет формула:

,

где Р_вэу - мощность, V - скорость ветра, S - ометаемая площадь, ρ - плотность воздуха, с_р. лежит в диапазоне 0.45…0.52 для серийных современных ВЭУ по заявлению фирм производителей.

Использование конфузоров определяет существенное увеличение скорости воздуха поступающего в ветрогенератор, а значит и существенное увеличение мощности. Диафрагма конфузора используется для регулирования скорости воздуха поступающего на лопасти ветрогенератора и в системе автоматического регулирования для синхронизации напряжения электрогенераторов.

Каждый генератор постоянного тока соединен с концами двухжильного трос-кабеля, намотанного на барабан лебедки. Трос-кабель выполнен с наличием запаса кабеля между местами его крепления к тросу, что позволяет при натяжении троса не передавать усилия натяжения троса на кабель.

В полу грузового отсека (Фиг. 1) по центру расположено круговое отверстие-люк. По окружности люка расположены тросовые лебедки с расположением на барабанах лебедок определенного количества двухжильных трос-кабелей, подключенных к генераторам постоянного тока. Вторые концы трос-кабелей соединены с верхней кольцевой частью опорного подшипника выполненного с возможностью вращения вокруг вертикальной оси нижней части опорного подшипника. К верхней части опорного подшипника подсоединены верхние части двух кольцевых закрытых шинопроводов, содержащих контактные электрические щетки для подключения к ним электрических контактов трос-кабелей. Нижняя часть опорного подшипника содержит нижнюю часть изолированных контактных колец. Контактные кольца и щетки закрыты от атмосферных осадков. Нижняя часть контактных колец подсоединена изолированными шинами со сборными шинами РУ постоянного тока. От РУ постоянного тока питаются аккумуляторные батареи резервного электропитания. Сборные шины РУ постоянного тока соединены через разъединители с инверторами, преобразующими постоянное напряжение в переменное напряжение промышленной частоты, поступающее на сборные шины РУ переменного тока. От сборных шин РУ переменного тока питаются потребители.

В грузовом отсеке дирижабля расположены аккумуляторные батареи, РУ постоянного и РУ переменного тока, инверторы, изолированные шины постоянного тока, предназначенные для установки на площадке опорной поверхности вблизи расположения нижнего кольца опорного подшипника.

Краткое описание фигур. Фиг. 1. 1-10. Электрогенераторы с расположенными на них конфузорами, содержащими управляемые диафрагмы. 11. - Грузовой отсек дирижабля (вид сверху). 12. - один из электрогенераторов. 13. - двухжильные изолированные трос-кабели. 14. - электрические лебедки с намотанными на барабаны трос-кабелями. 15. Круговое отверстие в полу грузового отсека для пропуска через него трос-кабелей с барабанов электрических лебедок. 16. Трос-кабели (показаны при нахождении дирижабля на высоте). 17. - Верхняя часть опорного подшипника с закрепленными на нем трос-кабелями (вид сверху). 18. - Верхняя часть кольцевого шинопровода(+) (вид сверху). 19. - Верхняя часть кольцевого шинопровода(-) (вид сверху). Фиг. 2. 11. - грузовой отсек дирижабля (вид сбоку). 14. - электрические лебедки. 16. - трос-кабели. 17. - Верхняя часть опорного подшипника. 18. - Верхняя часть кольцевого шинопровода(+) вид сбоку. 19-Верхняя часть кольцевого шинопровода(-) вид сбоку. 20. - Нижняя часть опорного подшипника вид сбоку. 21. - Кронштен-водило трос-кабеля. 22. - Изолированные вводные кронштейны проводов с электрическими контактными щетками. 23. - Нижняя часть кольцевого шинопровода(+) вид сбоку. 24. - Нижняя часть кольцевого шинопровода(-) вид сбоку. 25. - Опорное крепление кольцевых шинопроводов к нижней части опорного подшипника. 26. - Изолированные шинопроводы подключения кольцевых шинопроводов к РУ постоянного тока. 27 - Один из электрогенераторов постоянного тока. 28.-Конфузор. 29. - Диафргма.

Мобильная электростанция используется следующим образом. 1. Доставляется дирижаблем к месту работы, где приземляется. 2. Нижнее кольцо опорного подшипника надежно закрепляют в опорной поверхности. 3. Вблизи опорного подшипника устанавливают аккумуляторные батареи, РУ постоянного и РУ переменного тока, инверторы, изолированные шины постоянного тока, которые соединяют электрически с нижними контактными кольцами кольцевых шинопроводов (собирают электрическую схему). Дирижабль поднимают на расчетную высоту с одновременной работой электрических лебедок обеспечивающих съем с барабанов трос-кабелей необходимой длины и натяжение тросов. Натяжение тросов определяет их работу в режиме растянутого стержня, что обеспечивает поворот верхней части опорного подшипника, предотвращая их закручивание при поворотах дирижабля навстречу ветру.

Для изменения места использования мобильной ветроэлектростанции дирижабль опускают с одновременным сматыванием трос-кабелей на барабаны электрических лебедок, отсоединяют нижнюю часть опорного подшипника от опорной поверхности, демонтируют РУ и другое электрооборудование с установкой на грузовой отсек дирижабля. Перемещают дирижабль на новое место использования.

Количество ветрогенераторов на Фиг. 1. показано условно и может быть увеличено. В конструкцию дирижабля заложена возможность дооборудования его крыльями, на которых могут быть расположены ветрогенераторы.

Мобильная ветроэлектростанция определяет экономические преимущества по сравнению со стационарными установками и прототипом за счет использования значительного количества ветроэлектрогенераторов, возможности их подъема дирижаблем на значительную высоту, возможности быстрой доставки к месту использования.

Изобретение относится к мобильной ветроэлектростанции. Мобильная ветроэлектростанция содержит дирижабль с грузовым отсеком. При этом в грузовом отсеке расположены ветрогенераторы постоянного тока, на входе воздуха в которые расположены конфузоры с регулируемыми диафрагмами для ускорения потока воздуха, поступающего на ветровые лопасти ветрогенератора. В полу грузового отсека по центру расположено круговое отверстие-люк. По окружности отверстия-люка расположены тросовые лебедки с расположением на барабанах лебедок трос-кабелей, одними концами подключенных к ветрогенераторам постоянного тока, а вторыми концами пропущенных через отверстие-люк и соединенных с верхней кольцевой частью опорного подшипника, выполненного с возможностью вращения вокруг вертикальной оси относительно его нижней части. При этом верхняя часть опорного подшипника соединена с верхней частью двух закрытых контактных кольцевых шинопроводов, а нижняя часть опорного подшипника соединена с нижней частью двух закрытых кольцевых шинопроводов. Цель изобретения - создание мобильной ветроэлектростанции значительной мощности, использующей ветрогенераторы. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Мобильная ветроэлектростанция, содержащая дирижабль с грузовым отсеком, отличающаяся тем, что в грузовом отсеке расположены ветрогенераторы постоянного тока, на входе воздуха в которые расположены конфузоры с регулируемыми диафрагмами для ускорения потока воздуха, поступающего на ветровые лопасти ветрогенератора, в полу грузового отсека по центру расположено круговое отверстие-люк, по окружности отверстия-люка расположены тросовые лебедки с расположением на барабанах лебедок трос-кабелей, одними концами подключенных к ветрогенераторам постоянного тока, а вторыми концами пропущенных через отверстие-люк и соединенных с верхней кольцевой частью опорного подшипника, выполненного с возможностью вращения вокруг вертикальной оси относительно его нижней части, при этом верхняя часть опорного подшипника соединена с верхней частью двух закрытых контактных кольцевых шинопроводов, а нижняя часть опорного подшипника соединена с нижней частью двух закрытых кольцевых шинопроводов.

2. Мобильная ветроэлектростанция по п. 1, отличающаяся тем, что ветрогенераторы соединены двухжильным трос-кабелем с барабанами лебедок с запасом длины трос-кабелей, лебедки выполнены с возможностью управляемого изменения длины трос-кабелей до точек крепления на верхней части опорного подшипника.