Ветровая гидроаккумулирующая электростанция Советский патент 1993 года по МПК F03B13/00 

Изобретение относится к ветро- и гидроэнергетике и может быть использовано в качестве местной энергетической станции.

Известны ветроэнергетические установки, обеспечивающие аккумулирование ветровой энергии и, в частности, гидроаккумулирование. Известны также гидросиловые электростанции,.

Наиболее близким к изобретению является ветровая гидроаккумулирующая электростанция, установленная на две водоема,, содержащая гидронасос,

Недостатком ее является невысокий КПД.

Целью изобретения является повышение КПД станции. Положительный эффект при использовании изобретения обеспечивается благодаря снижению стоимости вырабатываемой электрической энергии и повышению мощности станции за счет непосредственного преобразования с помощью электрогенератора ветрового и водного потоков в электрическую энергию.

Сущность изобретения заключается в том, что ветровая гидроаккумулирующая электростанция, содержащая резервуар, установленный на дне водоема, размещенный в нем гидронасос, вал которого соединен с валом ветродвигателя и гидротурбину с электрогенератором, установленную в сквозной водоводной камере,, сообщенной входом с водоемом, а выходом - с резервуаром, при этом вход гидронасоса сообщен с резервуаром, а выход - с водоемом, отличается тем, что валы гидротурбины и ветродвигателя соединены со статором и ротором электрогенератора с возможностью их вращения в противоположные стороны, а верхний край резервуара размещен над водной поверхностью.

На фиг. 1 приведен вид станции сбоку со снятым бортом; на фиг. 2 - вид в плане.

Борта 1 возвышающиеся над поверхностью воды в водоеме 2, образуют вместе с дном 3 открытый сверху резервуар, в центре которого установлен ветродвигатель с вертикальным ротором (валом) 4 и воздушными лопастями 5. Ротор 4 опирается на подпятник 6. В нижней части резервуара имеется водоводная камера 7, сообщающаяся с внешним водоемом посредством сквозного (проточного) горизонтального водоводного

XI

Ю О vj

2

канала 8. Внутри камеры 7 установлена гидротурбина с рабочим колесом 9, соединенным посредством вала 10 с наружной вращающейся структурой (статором) герметизированного контрроторного электрогенератора 11. Внутренняя вращающаяся структура (ротор) генератора 11 соединена механически с вертикальным ротором 4 ветродвигателя. Ротор 4 соединен также с приводом объемного гидронасоса 12, водоприемная труба 13 которого опущена в резервуар, а напорная сливная труба 14 выведена над поверхностью водоема за пределы бортов 1 резервуара. В верхней части водоводной камеры 7 установлены затворы 15, перекрывающие водоток вверх, внутрь резервуара.

Наклон и профиль лопастей 5 ветродвигателя и лопастей рабочего колеса 9 гидротурбины ориентированы таким образом, что направления вращения ротора 4 и вала 10 взаимно противоположные и не зависят от направления ветра и водяного потока.

Электростанция работает следующим Образом/ ;;.: :, .л .-. : . .;;;;. . - /

При наличии ветрового потока лопасти 5 вращают ротор4 ветродвигателя, приводя в действие электрогенератор 11 и гидронасос 12. Последний откачивает воду из резервуара через сливную трубу 14 в водоем 12, понижая уровень воды в резервуаре. Через водовод 8 вода поступает в камеру 7 и, вращая рабочее колесо 9 гидротурбины, заполняет резервуар станции. При интенсивном ветровом потоке иди в случае ограничения доступа воды в резервуар из камеры 7с помощью затворов 15 процесс откачивания

0

5

0

5

0

5

преобладает над процессом поступления воды в резервуар, благодаря чему осуществляется гидроаккумулирование в водоеме энергии ветра. Гидротурбина вырабатывает электроэнергию и при наличии естественного водотока (течение в реке, прилив - отлив на море) в водоеме, проходящего в любом направлении сквозь водовод 8 и камеру 7 даже тогда, когда затворы 15 перекрывают доступ воды в резервуар. Перекрытие этих затворов целесообразно всегда в часы минимальной нагрузки местной электросети (например, ночью). Тогда, при наличии ветрового потока гидронасос 12 будет обеспечивать гидроаккумулирование энергии, откачивая воду из резервуара, то есть обеспечивая перепад уровня воды между водоемом и резервуаром. :..

Формул а изобретения Ветровая гидроаккумулирующая электростанция, содержащая резервуар, установленный на дне водоема, размещенный в нем гидронасос, вал которого соединен с валом ветродвигателя и гидротурбину с электрогенератором, установленную в сквозной водоводной камере, сообщенной входом с водоемом, а выходом с резервуаром, при этом вход гидронасоса сообщен с резервуаром, а выход - с водоемом, о т л и- чающаяся тем, что, с целью повышения КПД, валы гидротурбины и ветродвигателя соединены со статором и ротором электрогенератора с. возможностью их вращения в противоположные стороны, а верхний край резервуара размещен над водной поверхностью.

4Ъг. 2,

Сущность изобретения: в резервуаре, установленном на дне водоеме, размещен гидронасос, вал к-рого соединен с валом ветродвигателя. Гидротурбина с электрогенератором установлена в сквозной водоводной камере, сообщенной входом с водоемом, выходом - с резервуаром. Вход, гидронасоса сообщён с резервуаром, выход - с водоемом. Валы гидротурбины и ветродвигателя соединены с ротором и статором электрогенератора с возможностью их вращения в противоположные стороны. Верхний край резервуара размещен над водной поверхностью. 2 ил.