Ветроэнергетическая установка Российский патент 2024 года по МПК F03D1/04 F03D1/02 

Изобретение относится к области ветроэнергетики, а именно, к устройствам, преобразовывающим энергию ветра в электрическую или другие виды энергии.

Известна установка, имеющая многоветряковое устройство с несколькими ветроколесами с ориентацией на ветер, которое содержит поворотную ферму, выполненную в виде двух установленных под углом рам, мачту и энергетические модули [Авторское свидетельство СССР №1409774 / A.M. Литвиненко / Ветроэнергетическая установка / опубл. БИ №26, 1988, F03D 5/04, заявка №4161164/25-06 от 08.12.1986].

Недостатком данного устройства является низкая способность противостоять буревым порывам ветра, а так же сложность конструкции.

Также известен ветроэлектрический агрегат с ветроколесом, расположенным за осью башни [Авторское свидетельство СССР №95035 / А.С. Добросердов, П.В. Пылков, заявка №686/445288 от 15.01.1952 в Бюро по делам изобретательства Главсевморпути]. Агрегат содержит поворотную башню со стержнем, на котором подвешена головка ветроколеса, поворотное основание, стрелу.

Недостатком данного устройства является высокая скорость ориентации на ветер, что приводит к большим динамическим нагрузкам, которые в пределе могут привести к разрушениям агрегата.

Так же известно ветроколесо ветроэлектрогенератора, содержащая ступицу, лонжероны и парусные плоскости, отличающиеся тем, что ступица выполнена в виде пластин, расположенных в параллельных плоскостях, между пластинами закреплены концы лонжеронов (пат. РФ №2684219, опубл. 05.04.2019 Бюл. №10).

Недостатком конструкции является ее сложность.

Так же известна ветроэнергетическая установка типа «ветровой» стены - см. книгу Д. Мак-Вейга «Применение солнечной энергии», Москва энергоиздат.1981 г. глава 7 с. 161 рис. 7.5.

Наиболее близким к заявленному по технической сущности является ветроэнергетическая установка по патенту РФ №2581301, заявка №2013151084/06 от 15.11.2013, опубл. 20.04.2016. Бюл. №11.

Ветроэнергетическая установка содержит две рамы с размещенными на них ветроэлектрогенераторами, вращающееся основание, вертикальную башню. Каждая из рам закреплена на нижних концах П-образной стойки, а верхняя перекладина П-образной стойки установлена в подшипниках, обоймы которых закреплены на вращающемся основании, расположенном на вертикальной башне. Технический результат заключается в обеспечении защиты установки от буревых порывов ветра и повышении надежности работы установки.

Недостатком данной конструкции является наличие общего для всех элементов основания, что является избыточным для местности в которой наблюдаются ветры преимущественно антипараллельной направленности. В этой ситуации нет необходимости обеспечивать поворот установки на 360 градусов, а достаточно обеспечить поворот модулей с ветрогенераторами на относительно небольшой угол при условии выполнения ветроколес с симметричными профилями.

Таким образом задачей изобретения является построения «ветровой» стены, которая однако допускает некоторую ориентацию модулей с генераторами.

Это достигается тем, что ветроэнергетическая установка содержащая неподвижные стойки с верхней перекладиной, в верхней перекладине установлены ветроэлектрогенераторы на поворотных основаниях, согласно изобретению ветроэлектрогенераторы снабжены ориентирующим устройством, которое в свою очередь содержит штыри установленные на оси вращения ветроэлектрогенератора, штыри снабжены обоймой с параллельными стенками которая может перемещаться из одного крайнего положения в другое в горизонтальном направлении причем обойма снабжена дефлектором, выполненным в виде двух поверхностей соприкасающихся по одной образующей.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежом, где на фиг. 1 изображена заявляемая ветроэнергетическая установка, вид спереди, на фиг. 2 - вид сверху, на фиг. 3 - показано действие поворотного устройства при двух противоположных направлениях ветра.

Ветроэнергетическая установка содержит неподвижные стойки 1, диффузоры 2, ветроэлектрогенераторы 3 с лопастями 4, симметричной формы. Ветроэлектрогенераторы могут быть собраны в гирлянды, например на фиг. 1 показаны 3 гирлянды, каждая из которых состоит из двух ветроэлектрогенераторов. Стойки 1 снабжены верхней перекладиной 5 с поворотными узлами 6, которые обеспечивают поворот ветроэлектрогенератора в пределах ограниченного угла. Ось вращения ветроэлектрогенератора снабжена ориентирующим устройством 7 (обоймой) с дефлекторами 8. Каждый дефлектор выполнен в виде двух поверхностей 9 и 10 соединенных по образующей 11. Таким образом ориентирующее устройство содержит штыри установленные на оси вращения ветроэлектрогенераторов, штыри снабжены обоймой с параллельными стенками, которая может перемещаться из одного крайнего положения в другое в горизонтальном направлении.

Работа установки происходит следующим образом: при наличии ветрового потока ветроколеса ветроэлектрогенераторов приходят в движение. При некотором смещении направления ветра, например по часовой стрелке примерно на 15 градусов как показано на фиг. 2, где ветровой поток направлен снизу-вверх происходит воздействие на поверхность 9, ближайшую к направлению на ветер, в следствии чего обойма 7 перемещается вверх как показано на фиг. 2, и взаимодействует со штырями 12 и 13 неподвижно соединенными с осью вращения ветроэлектрогенератора осуществляет поворот модулей с ветроэлектрогенератора на некоторый угол. Данная ситуация иллюстрируется видом сбоку на фиг.3 где направление ветра и координаты обоймы 7 показаны сплошными линиями, направление ветра слева-направо. Противоположное направление ветра и соответствующие координаты обоймы показаны пунктирными линиями.

Технико-экономическим преимуществом данного устройства является его упрощенная конструкция, которая не требует полномасштабного поворотного основания, имеет минимальное число элементов.

Изобретение относится к области ветроэнергетики, а именно к устройствам, преобразовывающим энергию ветра в электрическую или другие виды энергии. Ветроэнергетическая установка содержит неподвижные стойки с верхней перекладиной. В верхней перекладине установлены ветроэлектрогенераторы на поворотных основаниях. Ветроэлектрогенераторы снабжены ориентирующим устройством, которое в свою очередь содержит штыри, установленные на оси вращения ветроэлектрогенератора. Штыри снабжены обоймой с параллельными стенками, которая может перемещаться из одного крайнего положения в другое в горизонтальном направлении. Обойма снабжена дефлектором, выполненным в виде двух поверхностей, соприкасающихся по одной образующей. Техническим результатом является упрощение конструкции. 3 ил.

Ветроэнергетическая установка, содержащая неподвижные стойки с верхней перекладиной, в верхней перекладине установлены ветроэлектрогенераторы на поворотных основаниях, отличающаяся тем, что ветроэлектрогенераторы снабжены ориентирующим устройством, которое в свою очередь содержит штыри, установленные на оси вращения ветроэлектрогенератора, штыри снабжены обоймой с параллельными стенками, которая может перемещаться из одного крайнего положения в другое в горизонтальном направлении, причем обойма снабжена дефлектором, выполненным в виде двух поверхностей, соприкасающихся по одной образующей.