RO133628B1 - Turbină eoliană verticală - Google Patents
Turbină eoliană verticală Download PDFInfo
- Publication number
- RO133628B1 RO133628B1 ROA201800143A RO201800143A RO133628B1 RO 133628 B1 RO133628 B1 RO 133628B1 RO A201800143 A ROA201800143 A RO A201800143A RO 201800143 A RO201800143 A RO 201800143A RO 133628 B1 RO133628 B1 RO 133628B1
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- wind turbine
- chassis
- vertical wind
- drums
- assembly
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims description 4
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims description 4
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 4
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002360 explosive Substances 0.000 claims description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor
- F03D3/005—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor the axis being vertical
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor
- F03D3/02—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor having a plurality of rotors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor
- F03D3/04—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels
- F03D3/0436—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels for shielding one side of the rotor
- F03D3/0445—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels for shielding one side of the rotor the shield being fixed with respect to the wind motor
- F03D3/0454—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels for shielding one side of the rotor the shield being fixed with respect to the wind motor and only with concentrating action, i.e. only increasing the airflow speed into the rotor, e.g. divergent outlets
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor
- F03D3/06—Rotors
- F03D3/061—Rotors characterised by their aerodynamic shape, e.g. aerofoil profiles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/20—Rotors
- F05B2240/21—Rotors for wind turbines
- F05B2240/211—Rotors for wind turbines with vertical axis
- F05B2240/213—Rotors for wind turbines with vertical axis of the Savonius type
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Description
RO 133628 Β1
Invenția se referă la o turbină eoliană verticală cu doi tamburi, cu ansamblu deflector și element de ghidare de preferință utilizată pentru o colectare eficientă a curenților de aer atmosferic de slabă intensitate și cu o viteză de cel puțin 1-2 m/s, inconstant sau în rafale existente la joasă înălțime deasupra solului, adaptata la unități consumatoare de energie electrică din mediul urban sau rural.
Există în prezent o cerere la nivel global pentru dezvoltarea unor sisteme alternative de energie durabile și ecologice. Energia eoliană a devenit una dintre resursele alternative de energie preferate, conducând la progrese tehnologice recente în acest domeniu, de exemplu, turbine cu eficiență ridicată.
Se cunosc două tipuri de turbine eoliene: cu rotorul având axa orizontală și cu rotorul având axa verticală.
Turbinele eoliene cu rotorul cu axa verticală oferă mai multe avantaje în comparație cu designul convențional cu rotorul cu axa orizontală.
Turbinele eoliene cu axa verticală se împart în două categorii: turbine de tip Darrieus și turbine de tip Savonius. Turbina Savonius are o eficiență destul de scăzută, 14%, comparativ cu turbinele eoliene Darrieus care au o eficiență de 32%.
Simplitatea constructivă a unei turbine eoliene primează de multe ori în fața eficienței. Un avantaj major al turbinelor eoliene cu axa verticală este faptul ca acestea sunt omnidirecționale, adică pot capta energia eoliană din toate direcțiile. Totuși, există un dezavantaj și anume cuplul negativ indus pe palele care acționează împotriva direcției fluxului de aer la finalul cursei.
Turbina eoliană de tip Savonius este prevăzută de obicei cu un rotor având două sau trei cupe. Datorita curburii, cupele opun mai puțină rezistență când se rotesc împotriva vântului decât atunci când se rotesc în direcția vântului. Diferența de tracțiune determina rotirea turbinei Savonius. Deoarece sunt dispozitive de tip glisant, turbinele Savonius extrag mult mai puțin din puterea vântului decât alte turbine de tip lift cu dimensiuni similare. O mare parte din suprafața curbată a unui rotor Savonius poate fi aproape de sol, ceea ce face ca extracția totală a energiei să fie mai puțin eficientă datorită vitezei mai scăzute a vântului la înălțimi mai joase. Turbinele Savonius sunt folosite ori de câte ori costurile sau fiabilitatea sunt mult mai importante decât eficiența.
Turbina eoliană de tip Darrieus este alcătuită dintr-un număr de paie curbate, montate pe un arbore sau cadru rotativ vertical. Curbura palelor permite ca suprafața acestora să fie tensionată numai la viteze mari de rotație. Palele sunt aranjate astfel încât acestea să fie simetrice și să aibă un unghi de manevră zero, adică unghiul pe care palele îl au în raport cu structura pe care sunt montate. Acest aranjament este la fel de eficient indiferent de direcția din care sufla vântul. O problemă cu designul este aceea ca unghiul de atac se modifică pe măsură ce turbina se rotește, astfel încât fiecare pală generează cuplul maxim la două puncte din ciclu sau partea din față și din spate a turbinei. Aceasta duce la un ciclu de putere sinusoidal (pulsatoriu) care complică designul. Cele mai multe turbine Darrieus au frâne mecanice sau alte dispozitive de control al vitezei complicând și mai mult construcția turbinei.
Este cunoscut documentul WO 2012/028893 A2 care prezintă o turbină eoliană alcătuită dintr-un șasiu, doi tamburi montați în interiorul șasiului și împărțiți pe mai multe rânduri dispuse perpendicular și uniform pe toată înălțimea tamburului, delimitate de niște elemente de separare circulare care sunt concentrice cu bazele respectivului tambur, fiecare rând fiind prevăzut cu același număr de pale, un ansamblu deflector situat între cei doi tamburi și care este format din două elemente deflectoare, fixate simetric si având înălțimea egală cu înălțimea șasiului, unghiul format de deflectoare cu planul despărțitor al celor doi tamburi fiind de cel puțin 45, dintr-un element de ghidare fixat la partea posterioară a șasiului și dintr-un ansamblu ce transformă mișcarea de rotație a tamburilorîn energie electrică.
RO 133628 Β1
Se cunoaște, de asemenea și documentul DE 19957141 A1 ce prezintă o turbină 1 eoliană care este alcătuită din doi tamburi prevăzuți cu pale, situați în interiorul unui șasiu dispus pe un suport vertical, un ansamblu deflector situat atât între cei doi tamburi cât și pe 3 părțile laterale și din niște deflectoare cu rol de ghidare la partea posterioară și dintr-un ansamblu ce transformă mișcarea de rotație a tamburilor în energie electrică. 5
Totodată, este cunoscut și documentul WO 2007/027113 A1 ce prezintă o turbină eoliană cu ax vertical alcătuită din doi tamburi prevăzuți cu niște pale curbe, un ansamblu 7 deflector frontal situat între cei doi tamburi și care este format din două elemente deflectoare fixate simetric și având înălțimea egală cu înălțimea tamburilor, un ansamblu deflector ce 9 este situat în partea din spate și având aceeași formă cu ansamblul deflector și un ansamblu ce transformă mișcarea de rotație a tamburilor in energie electrică. 11
Problema tehnică pe care o rezolvă prezenta invenție constă în menținerea palelor turbinei în direcția vântului, pentru captarea și direcționarea eficientă a curenților de aer 13 atmosferic cu ajutorul unui cuplu minim.
Invenția rezolvă problema tehnică propusă prin aceea că turbina eoliană verticală 15 cuprinde:
- un șasiu, având o parte frontală, o parte posterioară, două părți laterale, o parte 17 superioară și o parte inferioară;
- doi tamburi montați in interiorul sașiului și distanțați față de fiecare parte menționată 19 a șasiului;
- fiecare tambur având o bază circulară superioară și o bază circulară inferioară; 21
- fiecare tambur fiind conectat prin intermediul unor mijloace de conectare amplasate între partea superioară a șasiului și baza circulară superioară a fiecărui tambur și respectiv 23 între partea inferioara a șasiului și baza circulară inferioară a fiecărui tambur, fiecare având posibilitatea de a se roti în jurul unei axe centrale proprii, perpendiculară pe bazele 25 superioară și inferioară și care unește centrele respectivelor baze, în sens opus unul față de celălalt către un plan despărțitor dintre cei doi tamburi; 27
- axele centrale ale celor doi tamburi fiind paralele între ele, verticale și distanțate astfel încât bazele celor doi tamburi să fie la o distanță minimă predefinită față de planul 29 despărțitor dintre cei doi tamburi;
- fiecare tambur fiind împărțit într-o multitudine de rânduri, dispuse perpendicular și 31 uniform pe toată înălțimea tamburului și delimitate de o multitudine de elemente de separare circulare care sunt concentrice cu bazele respectivului tambur; 33
- fiecare rând fiind prevăzut cu un același număr n de pale, formând astfel un ansamblu de pale; 35
- fiecare pală având un profil și înălțimea egală cu înălțimea rândului asociat;
- fiecare pală de pe un același rând fiind decalată cu 360/n grade față de pala 37 învecinată;
- ansamblul de pale de pe fiecare rând fiind decalat cu 360/2n grade față de 39 ansamblul de pale de pe rândul/rândurile învecinate cu acesta;
- un ansamblu deflector format dintr-un prim element deflector și un al doilea element 41 deflector, fixați vertical și simetric unul față de celălalt, la partea frontală a șasiului și având înălțimea egală cu înălțimea șasiului, astfel încât, în funcționare, să asigure direcționarea 43 curenților de aer captați către ansamblul de pale;
- unghiul format de fiecare dintre primul element deflector și al doilea element 45 deflector cu planul despărțitor al celor doi tamburi fiind de cel puțin 45°;
- un element de ghidare fixat vertical la partea posterioară a șasiului, și având 47 înălțimea mai mare în raport cu cea a șasiului, fixat distanțat față de șasiu prin intermediul unui cadru; 49
RO 133628 Β1
- planul elementului de ghidare fiind substanțial același cu planul despărțitor al celor doi tamburi;
- un subansamblu de forma inelară, format dintr-o multitudine de bobine circulare, fixat prin intermediul unor mijloace elastice la partea inferioară a șasiului;
- un subansamblu de forma inelară, format dintr-o multitudine de magneți permanenți dispuși circular cu polaritatea schimbată în vecinătate unul față de celălalt, orientat către ansamblul de bobine, fixat pe baza inferioară a fiecărui tambur și concentric cu respectiva bază inferioară;
- fiecare bobină din subansamblul de bobine menționat fiind dispusă distanțat și concentric respectiv cu un magnet asociat din ansamblul de magneți menționat;
- un suport vertical, fixat pe o suprafață, pe care este montat șasiul, astfel încât ansamblul format din șasiu, magneți, bobine, tamburi, ansamblul deflector și elementul de ghidare poate pivota în raport cu suportul, pe direcția axelor centrale, și se poate roti în jurul unei axe verticale a suportului, pentru captarea curenților de aer.
Avantajele turbinei eoliene verticale, conform invenției sunt:
- poate funcționa la viteze mici ale vântului, cel puțin 1-2 m/s indiferent de direcția și intensitatea acestuia;
- eficiența crescută datorită ansamblului format din cei doi tamburi și deflectorul care asigură captarea și direcționarea curenților de aer existenți;
- randament ridicat datorita formei constructive a profilului ansamblului de paie;
- construcție ușoară, simplificată;
- costuri reduse de producție;
- funcționează în condiții extreme de temperatura și variații ale vitezei vântului datorită sistemului format din subansamblul de magneți permanenți și ansamblul de bobine;
- datorită înălțimilor mici la care funcționează instalația de fixare, ancorare a turbinei eoliene ocupă mult mai puțin spațiu/suprafață de teren;
- sunt mai ușor de întreținut deoarece părțile componente sunt plasate la o înălțime joasă;
- zgomot redus în funcționare.
Se prezintăîn continuare un exemplu de realizare a invenției, în legătură cu fig. 1 ...5, care reprezintă:
- fig. 1, reprezintă o vedere în perspectivă a turbinei eoliene conform invenției, vedere dinspre elementul de ghidare (zona de ieșire a curenților captați);
- fig. 2, reprezintă o vedere în perspectiva turbinei eoliene, vedere dinspre ansamblul deflector (zona de intrare a curenților captați);
- fig. 3, reprezintă o vedere frontală a turbinei eoliene conform invenției;
- fig. 4, reprezintă o vedere laterală a turbinei eoliene conform invenției;
- fig. 5, reprezintă o vedere de sus a turbinei eoliene conform invenției.
Doi tamburi 1, 2, conform invenției, sunt piese cilindrice goale la interior, cu capete în forma de disc, având câte o baza 1a, 2a superioară și câte o bază 1b, 2b inferioară. Tamburii 1, 2 sunt montați în interiorul unui șasiu S și distanțați față de fiecare parte menționată a șasiului S cu o distanță determinată de oscilația dată în timpul funcționării la viteze mari ale vântului cât și de înălțimea tamburilor 1,2 și de grosimea materialului din care este confecționat un ansamblu Pn de pale P prevăzut pe fiecare tambur 1,2. Fiecare tambur 1, 2 este conectat prin niște mijloace 10a, 10'a, 10b, 10'b de conectare, nereprezentate, amplasate între partea superioară a șasiului S și baza 1a, 2a superioară, a fiecărui tambur 1,2 și respectiv între partea inferioară a șasiului S și baza 1 b, 2b inferioară, a fiecărui tambur 1,2,
RO 133628 Β1 fiecare având posibilitatea de a se roti în jurul unei axe Y1, Y2 centrale proprii, perpendi- 1 culară pe bazele 1a, 2a, 1b, 2b superioară și inferioară ale tamburilorși care unește centrele respectivelor baze 1 a, 2a, 1 b, 2b, în sens opus unul față de celălalt către un plan despărțitor 3 dintre cei doi tamburi 1, 2. De preferință, mijloacele 10a, 10'a, 10b, 10'b de conectare pot fi un ansamblu de rulmenți oscilanți cu ghidaje dimensionați pentru preluarea sarcinii speci- 5 fice greutății tamburilor 1, 2 cât și pentru preluarea forțelor centrifuge generate prin rotația tamburului. Prinderea de șasiu S a mijloacelor 10a, 10'a, 10b, 10'b de conectare se poate 7 realiza prin intermediul unor ansambluri filetate prinse pe o placă metalică fixată, de exemplu, prin sudură de șasiu S, acesta fiind întărit și ranforsat în acea zonă. 9
Axele Y1, Y2 centrale ale celor doi tamburi 1, 2 sunt paralele între ele, verticale și distanțate astfel încât bazele 1a, 2a, 1b, 2b celor doi tamburi 1, 2 să fie la o distanță dmin 11 minimă predefinită față de planul despărțitor dintre cei doi tamburi 1,2. De preferat, distanța dmin dintre tamburi 1, 2 trebuie să fie suficient de mare pentru a se evita coliziunea dintre 13 cei doi tamburi 1,2 în timpul funcționării, dar nu foarte mare pentru a nu reduce randamentul turbinei. Distanța dintre tamburi poate fi, de exemplu, egală cu distanța determinată de 15 oscilația data în timpul funcționarii la viteze mari ale vântului cât și de înălțimea tamburilor 1, 2 și de grosimea materialului din care este confecționat ansamblul Pn de pale prevăzut 17 pe fiecare tambur 1, 2.
Fiecare tambur 1, 2 este împărțit într-o multitudine de rânduri R1, R2, R3...Rn, 19 dispuse perpendicular și uniform pe toată înălțimea tamburului și delimitate de o multitudine de elemente S11, S12, S21, S22...Sn de separare circulare care sunt concentrice cu bazele 21 1a, 2a, 1b, 2b respectivului tambur 1, 2, fiecare rând R1, R2, R3...Rn fiind prevăzut cu un același număr n de pale P, formând astfel un ansamblu Pn de pale. Fiecare pală P de pe un 23 același rând este decalată cu 360/n grade față de pala învecinată și ansamblul Pn de pale de pe fiecare rând R1, R2, R3...Rn este decalat cu 360/2n grade față de ansamblul de pale 25 Pn de pe rândul/rândurile învecinate cu acesta. Fiecare pală P are un profil d și înălțimea egală cu înălțimea rândului R1, R2, R3...Rn asociat. 27
Cu referire la fig. 5, de preferință, profilul d al fiecărei pale are forma literei „S”, prezintă două deschideri, convexă d1, respectiv concavă d2, cu deschiderea concavă d2 29 orientată în direcția sensului de rotație al fiecărui tambur 1,2. Acest profil permite producerea unui cuplu pozitiv pe axul central al fiecărui tambur 1, 2, crescând astfel viteza de rotație, iar 31 partea concavă d2 a fiecărei pale permite pornirea turbinei chiar și în condiții de vânt slab.
Palele P pot fi fabricate, de preferință, dintr-un material ușor, de preferință aluminiu, 33 fibra de carbon, lemn stratificat.
Totodată, tamburii 1, 2 sunt montați pe șasiu cu posibilitate de rotație în jurul propriei 35 axe, de preferință prin intermediul unor mijloace 10a, 10'a, 10b, 10'b de conectare. Mijloacele de conectare la șasiu pot fi ansambluri filetate. 37
Mijloacele 10a, 10'a, 10b, 10'b de conectare a tamburilor la șasiu sunt amplasate între partea superioară a șasiului S și baza 1a, 2a circulară superioară a fiecărui tambur și39 respectiv între partea inferioară a șasiului și baza 1b, 2b circulară inferioară a fiecărui tambur. Aceste mijloace asigură fixarea prin prevederea unui ansamblu de rulmenți oscilanți41 dimensionați pentru preluarea sarcinii specifice greutății cât și a forțelor centrifuge care apar în timpul mișcării de rotație a tamburilor.43
Pe de altă parte, cei doi tamburi 1, 2 pot conține la interior, un cilindru închis ermetic în interiorul cărui a poate fi un gaz neexplozibil, mai ușor decât aerul, de preferință argon, 45 neon sau heliu pentru a asigura o poziționare cât mai precisă în timpul funcționării turbinei. De asemenea, cei doi tamburi 1, 2 sunt prevăzuți cu două supape de umplere, respectiv 47 golire cu gaz.
RO 133628 Β1
Cu referire la fig. 2, 3 și 4, turbina eoliană conform invenției cuprinde un ansamblu deflector D format dintr-un prim element D1 deflector și un al doilea element D2 deflector, fixați vertical și simetric unul față de celălalt, la partea frontală a șasiului S și având înălțimea egală cu înălțimea șasiului S, astfel încât, în funcționare, să asigure direcționarea curenților de aer captați către ansamblul Pn de pale. Elementele deflectoare ale ansamblului deflector D pot avea forma plană sau curbată. Elementele D1, D2 deflectoare ale ansamblului deflector sunt de preferință egale.
Montarea ansamblului deflector conduce la creșterea mișcării de rotație a celor doi tamburi, palele P nu sunt înfrânate, iar vântul este ghidat către deschiderea concavă a palelor, astfel randamentul de funcționare al turbinei crește. Unghiul format de fiecare dintre primul element D1 deflector și al doilea element D2 deflector cu planul despărțitor al celor doi tamburi 1,2 este de cel puțin 45°. Materialele din care este confecționat ansamblul deflector D, de preferință, sunt materiale metalice ușoare, preferabil aluminiu, fibră de carbon, lemn stratificat.
Turbina eoliană, conform invenției cuprinde, de asemenea, un element G de ghidare fixat vertical la partea posterioara a șasiului S, și având înălțimea mai mare în raport cu cea a șasiului S, fixat distanțat fata de acesta prin intermediul unui cadru 8. Elementul G de ghidare are, de preferință, înălțimea mai mare cu cel puțin 20% față de înălțimea șasiului, fiind teșit în partea frontală superioară la un unghi de cel puțin 45°. Prezența elementului G de ghidare asigură creșterea randamentului turbinei asigurând orientarea turbinei în vânt, în vederea captării curenților de aer prin ansamblul deflector D.
Planul elementului G de ghidare este substanțial același cu planul despărțitor al celor doi tamburi 1,2. Cadrul 8 pe care este montat elementul G de ghidare este realizat din bare metalice fixate între ele, de preferință prin sudură, formând un cadru rigid triunghiular având o bază fixată pe șasiul S. Elementul G de ghidare este de preferință, realizat din materiale metalice ușoare, preferabil aluminiu, fibră de carbon, lemn stratificat.
Turbina eoliană cuprinde și un ansamblu de transformare a mișcării de rotație a tamburilor în energie electrică prin intermediul unor magneți 3, 4 și a unor bobine 5, 6. Magneții 3, 4 sunt amplasați pe partea inferioară 1b, 2b a fiecărui tambur 1, 2, pe un inel interior al acestuia având axa de simetrie concentrică cu axul fiecărui tambur 1, 2. Bobinele 5, 6 sunt montate pe șasiu S în dreptul magneților 3, 4 având un amplasament de forma inelară, format dintr-o multitudine de bobine circulare 5,6, fixat prin intermediul unor mijloace 9a, 9b elastice la partea inferioară a șasiului S. Ansamblul de forma inelară, format dintr-o multitudine de magneți 3, 4 permanenți este dispus circular cu polaritatea schimbată în vecinătate unul față de celălalt, orientat către subansamblul de bobine 5, 6, fixat pe baza 1b, 2b inferioară a fiecărui tambur 1, 2 și concentric cu respectiva bază 1b, 2b inferioară. Mijloacele 9a, 9b elastice sunt ansambluri filetate cu resorturi de revenire. Totodată, fiecare bobină este dispusă distanțat și concentric cu un magnet asociat din subansamblul de magneți 3, 4. Fiecare bobină 5, 6 are același diametru cu cel al magnetului asociat. Subansamblul de bobine 5, 6 este fixat pe șasiu, culisează paralel cu subansamblul de magneți 3, 4 permanenți în funcție de viteza, respectiv forța vântului generând o intensitate a curentului electric ce variază direct proporțional cu cea a intensității vântului. Energia electrică produsă de ansamblul magnet/bobina se poate transmite către consumatori, către relee de încărcare și stabilizare, respectiv în vederea stocării în acumulatori.
în funcție de complexitatea turbinei, se poate adăuga un controler (pentru a putea vedea producția instantanee de curent sau producția pe o perioadă predefinită) și un circuit ce poate întrerupe transferul de curent de la turbină către acumulatori în vederea stocării,
RO 133628 Β1 atunci când acumulatorii sunt plini și nu există consum. în cazul unui vânt puternic se pre- 1 vede o protecție, o frână electrodinamică ce încetinește turbina, pentru a putea preveni deteriorarea acesteia. 3 în plus, turbina eoliană conform invenției poate fi amplasată pe un suport 7 vertical, fixat pe o suprafață de montaj, prevăzut cu un cap de pivotare pe care este fixat șasiul S, 5 astfel încât ansamblul format din șasiul S, magneții 3,4, bobinele 5, 6, tamburii 1,2, ansamblul deflector D și elementul G de ghidare, poate pivota în raport cu suportul 7 pe direcția 7 axelor Y1, Y2 centrale și se poate roti în jurul unei axe Y verticale a suportului 7, pentru captarea curenților de aer. Pe de altă parte, suportul vertical 7 poate fi fixat pe suprafața de 9 montaj prin mijloace convenționale și poate fi ancorat de preferință prin intermediul unor cabluri metalice tensionate. 11
Turbina eoliană conform invenției este prietenoasă cu natura prin faptul că șasiul S poate fi prevăzut, pe toate părțile componente exterioare cu un mijloc de protecție, de 13 exemplu împotriva păsărilor, cum ar fi, o plasă de protecție.
Totodată, turbina eoliană conform invenției poate fi utilizată pentru exploatarea 15 curenților de aer produși în mod natural sau artificial.
Este evident faptul ca exemplele care tocmai au fost expuse nu sunt decât niște 17 ilustrări particulare și în niciun caz limitative în ceea ce privește domeniul de aplicare a invenției. 19
Claims (14)
1. Turbină eoliană verticală ce cuprinde un șasiu (S) prevăzut la interior cu doi tamburi (1, 2) cu posibilitate de rotire în jurul unei axe centrale proprii (Y1, Y2), fiecare tambur fiind împărțit pe mai multe rânduri (R1, R2, R3... Rn) dispuse perpendicular și uniform pe toată înălțimea tamburului, delimitate o multitudine de elemente (S11, S12, S21, S22...Sn) de separare circulare, de asemenea fiecare rând este prevăzut cu același număr de pale (P) cu înălțimea egală cu cea a unui rând, iar distanța dintre două pale învecinate este de 3607η, iar fiecare pală de pe același rând este decalată cu 3607η față de fiecare pală de pe rândul, respectiv rândurile învecinate, turbina mai cuprinde un ansamblu deflector (D), care asigură direcționarea curenților de aer captați de pale (P), este dispus în partea frontală a șasiului (S), având aceeași înălțime cu acesta, la partea posterioară șasiul (S) este prevăzut cu un element (G) de ghidare fixat vertical printr-un cadru (8) și având înălțimea mai mare în raport cu cea a șasiului (S), turbina cuprinde și un ansamblu ce transformă mișcarea de rotație a tamburilor (1, 2) în energie electrică constituit dintr-un subansamblu de formă inelară alcătuit dintr-o multitudine de bobine (5, 6) circulare și un alt subansamblu de formă inelară alcătuit dintr-o multitudine de magneți (3, 4) permanenți, în partea inferioară turbina cuprinde un suport (7) vertical prevăzut cu un cap de pivotare, pe care este dispus șasiul (S) care împreună cu subansamblul de magneți (3, 4), subansamblul de bobine (5, 6), cei doi tamburi (1,2), ansamblul deflector (D) și elementul (G) de ghidare poate pivota în raport cu suportul (7) vertical pe direcția axelor centrale (Y1, Y2) ale tamburilor, pentru captarea curenților de aer, caracterizată prin aceea că fiecare pală (P) are un profil (d) de forma literei „S”, având două deschideri, convexă (d1), respectiv concavă (d2), unde deschiderea concavă este orientată în direcția sensului de rotație al fiecărui tambur.
2. Turbină eoliană verticală, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că palele (P), ansamblul deflector (D) și elementul (G) de ghidare sunt confecționate dintr-un material ușor, preferabil aluminiu, fibră de carbon, lemn stratificat.
3. Turbină eoliană verticală, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că ansamblul deflector (D) este alcătuit dintr-un prim element (D1) deflector și un al doilea element (D2) deflector, fixați vertical și simetric unul față de celălalt, având dimensiuni egale.
4. Turbină eoliană verticală, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că fiecare tambur (1,2) este prevăzut la interior cu un cilindru închis ermetic în interiorul căruia este un gaz neexplozibil mai ușor decât aerul, respectiv argon, neon, heliu.
5. Turbină eoliană verticală, conform revendicării 4, caracterizată prin aceea că cilindrii tamburilor (1, 2) sunt prevăzuți cu două supape de umplere, respectiv de golire gaz.
6. Turbină eoliană verticală, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că șasiul (S) este realizat din bare metalice fixate între ele prin sudură, formând un cadru rigid.
7. Turbină eoliană verticală, conform revendicării 4, caracterizată prin aceea că tamburii (1,2) sunt prevăzuți cu niște mijloace (10a, 10'a, 10b, 10'b) de conectare constituite dintr-un ansamblu de rulmenți oscilanți cu ghidaje.
8. Turbină eoliană verticală, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că elementul (G) de ghidare are înălțimea mai mare cu cel puțin 20% față de înălțimea șasiului, și este teșit în partea frontală superioară la un unghi de cel puțin 45°.
9. Turbină eoliană verticală, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că respectivul cadru (8) al elementului (G) de ghidare este realizat din bare metalice fixate între ele prin sudură, formând un cadru rigid, cu o formă triunghiulară, cu baza fixată pe șasiu (S).
RO 133628 Β1
10. Turbină eoliană verticală, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că 1 fiecare bobină (5,6) are același diametru cu cel al magnetului (3, 4) asociat.
11. Turbină eoliană verticală, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că 3 subansamblul de formă inelară, alcătuit din bobine (5, 6) este fixat la partea inferioară a șasiului (S) prin niște mijloace (9a, 9b) elastice, constituite din ansambluri filetate cu resorturi 5 de revenire.
12. Turbină eoliană verticală, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că 7 suportul (7) vertical este ancorat pe o suprafață prin intermediul unor cabluri metalice tensionate. 9
13. Turbină eoliană verticală, conform revendicărilor precedente, caracterizată prin aceea că este utilizată pentru exploatarea curenților de aer produși atât natural, cât și 11 artificial.
14. Turbină eoliană verticală, conform revendicărilor precedente, caracterizată prin 13 aceea că șasiul (S) este prevăzut cu un mijloc de protecție pe toate părțile sale exterioare componente, respectiv o plasă de protecție. 15
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ROA201800143A RO133628B1 (ro) | 2018-03-01 | 2018-03-01 | Turbină eoliană verticală |
EP19733163.0A EP3755900A1 (en) | 2018-03-01 | 2019-03-01 | Vertical wind turbine |
PCT/RO2019/000006 WO2019172792A1 (en) | 2018-03-01 | 2019-03-01 | Vertical wind turbine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ROA201800143A RO133628B1 (ro) | 2018-03-01 | 2018-03-01 | Turbină eoliană verticală |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RO133628A1 RO133628A1 (ro) | 2019-09-30 |
RO133628B1 true RO133628B1 (ro) | 2024-06-28 |
Family
ID=67003583
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ROA201800143A RO133628B1 (ro) | 2018-03-01 | 2018-03-01 | Turbină eoliană verticală |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3755900A1 (ro) |
RO (1) | RO133628B1 (ro) |
WO (1) | WO2019172792A1 (ro) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT202200011225A1 (it) * | 2022-05-27 | 2023-11-27 | Bau Gianni | Sistema di generatori eolici ad asse di rotazione verticale con turbine di tipo savonius |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19526129A1 (de) * | 1995-07-18 | 1997-01-23 | Friedrich Hensberg | Selbstregelnde Windkraftanlage |
KR20120051893A (ko) * | 2010-11-15 | 2012-05-23 | 해성쏠라(주) | 복합형 발전장치 |
US20160084222A1 (en) * | 2012-08-20 | 2016-03-24 | Chuy-Nan Chio | Omni-directional wind power harnessing device |
CN106545464A (zh) * | 2017-01-21 | 2017-03-29 | 孟英志 | 可伸缩型风机风轮或叶片及风力发电机 |
-
2018
- 2018-03-01 RO ROA201800143A patent/RO133628B1/ro unknown
-
2019
- 2019-03-01 WO PCT/RO2019/000006 patent/WO2019172792A1/en active Application Filing
- 2019-03-01 EP EP19733163.0A patent/EP3755900A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RO133628A1 (ro) | 2019-09-30 |
WO2019172792A4 (en) | 2019-11-21 |
WO2019172792A9 (en) | 2020-01-16 |
EP3755900A1 (en) | 2020-12-30 |
WO2019172792A1 (en) | 2019-09-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2602466C (en) | Vertical axis windmill with guiding devices | |
US8157501B2 (en) | Vertical axis sail-type windmill power transfer device | |
EP2556244A2 (en) | Wind energy conversion device | |
WO2018120073A1 (zh) | 自适应变桨的垂直轴风力发电机驱动装置及风力风电机 | |
CN105781896A (zh) | 一种桅杆式风力发电装置 | |
CN104696165B (zh) | 一种展翼减振式垂直轴风力发电机组 | |
RO133628B1 (ro) | Turbină eoliană verticală | |
CN205503365U (zh) | 一种桅杆式风力发电装置 | |
CN102979668A (zh) | 一种开窗式风力发电机风轮 | |
KR20140014185A (ko) | 하나 이상의 로터를 갖는 풍력을 이용하기 위한 장치 | |
CN201116512Y (zh) | 轻质结构垂直轴风力发电机风轮 | |
WO2008088921A2 (en) | Vertical windmills and methods of operating the same | |
CN103742370B (zh) | 一种展翼摆叶式垂直轴风力发电机组 | |
CN206942930U (zh) | 叶片自保护型风能发电装置 | |
CN104775989B (zh) | 一种半浮动减振式垂直轴风力发电机组 | |
CN103807101A (zh) | 一种大型变桨式垂直轴风力发电机组 | |
RU120152U1 (ru) | Ветроэлектрический генератор | |
CN106368897A (zh) | 风力发电设备及其风轮 | |
KR20100090023A (ko) | 풍력 발전 장치용 로터 블레이드 | |
CN207554265U (zh) | 可变叶面的桶式风力发电机 | |
RU2653641C2 (ru) | Вертикально-осевая ветротурбина | |
CN102305185A (zh) | 带有吊杆的多转子风力发电*** | |
CN214577515U (zh) | 一种风力发电机用升力聚风罩及一种水平轴风力发电机 | |
CN108061003A (zh) | 可变叶面的桶式风力发电机 | |
RO125465A2 (ro) | Rotor pentru turbina eoliană |