Солнечно-ветровая энергоустановка Советский патент 1992 года по МПК F24J2/42 F03D9/02 

Изобретение относится к энергетике и предназначено для преобразования солнечной энергии и энергии ветра в электрическую.

Предлагается солнечно-ветровая энергоустановка (СВЭУ), основана на совместном использовании энергии солнца и энергии ветра, что гарантирует надежное накопление энергии в накопителе и последующее использование ее для привода силового питающего генератора стабилизированной частоты и напряжения. Предлагается энергоустановка буферного использования энергии, выполненная по двухконтурной схеме.

Конструкция СВЭУ целесообразна для энергоустановок высокой мощности, СВЭУ отвечает требованиям экологии и представляет собой перспективную альтернативу традиционным источникам энергии, загрязняющим природу и находящиеся в стадии истощения.

Ближайшей известной солнечно-ветровой установкой является установка, содержащая приемники солнечной и ветровой энергии, накопитель и генератор.

Недостатками вариантов солнечно-ветровых энергоустановок являются: приемники солнечно-ветровой энергии подключены в параллель на накопитель энергии непосредственно, а не через преобразователь; отсутствие компрессоров; газотурбинный генератор солнечно-ветровой энергоустановки подключен к электролизеру непосредственно.

Кроме того, известные СВЭУ лишены важного качества - экономии воды, подвергающейся электролизу.

Цель изобретения - повышение экономичности.

На чертеже показана СВЭУ.

С целью устранения отмеченных недостатков, повышения экономичности в конструкции предлагаемой СВЭУ введены перед ресиверами компрессоры, электрически подключенные к преобразователю, а на линии конденсата после двигателя установлен насос, сообщенный на выходе с электролизером и электрически подключенный к генератору.

СВЭУ состоит из приемников солнечной энергии (солнечных батарей) 1 и энергии ветра - ветродвигателя 2 с генератором, выходы которых через преобразователь 3 соединены с накопителем энергии - электролизером 4, связанным трубопроводами с откачивающими компрессорами водорода 5 и кислорода 6, причем компрессоры 5 и 6 связаны трубопроводом с ресиверами 7 и 8, выходами соединенными с двигателем 9,

соединенным с силовым питающим генератором 10 через редуктор. Двигатель 9 соединен трубопроводом с электролизером 4 через насос 11 откачки воды, причем насос

5 11 откачки воды электрически подключен к генератору ТО. Насос 11 включается автоматически по мере накопления воды - конденсата.

В СВЭУ применен роторный ветродви0 гатель, автоматически выходящий на оптимальный режим благодаря кинематической связи роторов с поворотной головкой.

СВЭУ работает в следующей последо- - вательности:

5 При наличии любого вида энергии - энергии солнечных лучей или энергии ветра, или их совместного воздействия, напряжение с генератора ветродвигателя и солнечных батарей поступает на преобразователь

0 3, выполняющий функции преобразования токов или напряжений с взаимной развязкой источников, а затем в электролизер 4, наполненный водою с незначительным количеством едкого натра (слабый водныйрас5 твор).

Приемники энергии солнца и ветра не имеют ограничений в приеме солнечной и ветровой энергии. Это особенно целесообразно для ветродвигателя, который в этом

0 случае не требует сложных устройств автоматического поддержания частоты вращения и момента ветроколеса. Техническое решение проблем регулирования скорости и момента существенно снижает эффектив5 ность использования энергии ветра. Использованный в качестве ветродвигателя СВЭУ роторный ветроагрегат в противовес обычным лопастным не требует в зависимости от скорости ветра изменения угла атаки

0 лопастей. Как показали расчеты КПД роторного ветроколеса выше, чем у лопастного, на 16%.

Водород и кислород, выделяющиеся на соответствующих электродах с помощью

5 компрессоров 5 и 6, закачиваются в ресиверы 7 и 8. Хранение водорода может производиться в виде гидридов (в контейнерах с порошком титана, магния, редкоземельных элементов) или в криогенном состоянии, что

0 энергетически менее целесообразно. Гид- ридное хранение водорода в настоящее время освоено практически. Существуют сплавы на основе магния, в которых водорода может накапливаться до 6,5% от веса

5 сплава.

Привод компрессоров откачки водорода и кислорода производится за счет энергии первичного контура, т.е. от солнечных батарей и ветродвигателя с выхода преобразователя 3. Водород и кислород из ресиверов-накопителей (для водорода - из контейнеров с гидридом водорода) подводятся к двигателю 9 (двигатель внутреннего сгорания, газотурбинный), на валу которого установлен силовой питающий генератор 10 (может устанавливаться через редуктор). Двигатель 9 может работать на кислороде воздуха, что безопаснее и позволяет работать СВЭУ в режиме кислорододобываю- щей станции. Конденсированная влага - вода откачивается насосом 11, запитывае- мым от силового питающего генератора 10 и направляется обратно в электролизер 4, обеспечивая замкнутый цикл движения воды, существенно экономия ее расход. Насос 11 включается в работу автоматически по мере накопления конденсата, что осуществляется поплавковым датчиком.

Предлагаемая СВЭУ перспективна тем, что может использоваться при достаточной мощности как генератор кислорода и водорода, имеющих широкое применение в народном хозяйстве. Предлагаемая конструкция СВЭУ может работать в режиме автозаправочной станции для автомобилей и работающих на водороде автомобилей.

Формула изобретения Солнечно-ветровая энергоустановка, содержащая приемники солнечной и ветровой энергии, параллельно подключенные

через преобразователь к электролизеру, выходы которого через ресиверы водорода и кислорода связаны на входе с двигателем питающего генератора, подключенным на выходе к линии конденсата, о т л и ч ающ а я с я тем, что, с целью повышения экономичности, перед ресиверами установлены компрессоры, электрически подключенные к преобразователю, а на линии конденсата после двигателя установлен насос, сообщенный на выходе с электролизером и электрически подключенный к генератору.

Изобретение относится к энергетике. Цель изобретения - повышение экономичности. Водород и кислород, выделяющиеся - М. СТАтике. омичиеся на электродах, с помощью компрессоров 5 и 6 закачиваются в ресиверы. Привод компрессоров осуществляется от солнечных батарей 1 и ветродвигателя 2. Водород и кислород из ресиверов подводятся к двигателю 9, например к двигателю 8 внутреннего сгорания, на валу которого установлен силовой генератор 10. Конденсированная влага - вода откачивается насосом 11, запи- тываемым от силового генератора 10. и направляется обратно в электролизер 4, обеспечивая замкнутый цикл движения воды. 1 ил.