RU2125182C1 - Wind-electric power plant - Google Patents

Abstract

FIELD: alternative power supplies including those using wind energy. SUBSTANCE: plant has platforms joined together to form train so that first and last platforms are interconnected and placed on circular rail track; each platform mounts sails which make one revolution about their axes while platform rides rail track twice; provision is made for correcting sail position according to varying direction of wind. EFFECT: improved power capacity of plant comparable with that of thermal and hydroelectric stations attained by simple means. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области возобновляющихся источников энергии, а именно ветровой энергии, и преобразования ее в другие виды, преимущественно электрическую. The invention relates to the field of renewable energy sources, namely wind energy, and its conversion into other types, mainly electric.

Известны ветроэнергетические установки типа карусельного колеса А.С. N 1017814 1982 г., состоящие из вертикальной оси и закрепленных на ней парусных элементов таким образом, что парусность их с одной стороны максимальная, а с противоположной минимальная, что создает вращающий момент. Известна также ветроэнергетическая установка по патенту N 1119 1922 г., использующая круговой рельс с установленной на нем платформой, на которой закреплены два винтовых ветроагрегата таким образом, что изменение направления ветра поворачивает платформу так, чтобы наиболее эффективно использовать ветровую энергию. Known wind power plants such as rotary wheels A.S. N 1017814, 1982, consisting of a vertical axis and sailing elements fixed on it in such a way that their windage is maximum on one side and minimum on the opposite side, which creates a torque. A wind power installation according to patent No. 1119 of 1922 is also known, using a circular rail with a platform mounted on it, on which two screw wind turbines are mounted in such a way that changing the direction of the wind rotates the platform so that the wind energy is used most effectively.

К числу указанных и других ветроустановок относится недостаток, связанный с большой трудностью реализации агрегатов значительной мощности. Уже постройка ветроаграгата мощностью в 100 киловатт вызывает большие трудности, что является главным препятствием в широком использовании ветровой энергии. Among these and other wind turbines is the disadvantage associated with the great difficulty in implementing units of significant power. Already the construction of a 100 kilowatt wind turbine causes great difficulties, which is the main obstacle to the widespread use of wind energy.

Целью данного изобретения является значительное повышение мощности ветроэнергетической установки до соизмеримой с тепловой или гидравлической станцией, относительно простыми в техническом отношении средствами. The aim of this invention is to significantly increase the power of a wind power installation to be commensurate with a thermal or hydraulic station, relatively technically simple means.

Поставленная цель достигается применением новой конструкции ветроагрегата, с использованием основного рабочего элемента в виде паруса /системы парусов/, установленных на платформе, а платформы соединены в свою очередь в состав, начало и конец которого соединены вместе, то есть образует кольцо. Состав устанавливается на соответствующих размеров рельсовый путь, так как именно рельсовый путь имеет минимальные потери при перемещении платформы, а парус имеет наибольший коэффициент использования ветровой энергии. Мощность, развиваемая установкой, отбирается от вала колес платформы. Наиболее выгодным будет вариант, при котором вал генератора и вал колес общий. Наличие относительно большого количества платформ и генераторов позволяет значительно удешевить всю конструкцию, так как позволяет использовать типовое оборудование и хорошо разработанную теорию парусных судов. Относительно большое количество одновременно работающих генераторов в зависимости от скорости ветра можно пересоединять в последовательно-параллельные группы, поддерживая относительно стабильным общее выходное напряжение и максимально возможную загрузку генератора. Большая суммарная масса платформ защищает конструкцию от резких порывов ветра и стабилизирует скорость движения платформ. This goal is achieved by using the new design of the wind turbine, using the main working element in the form of a sail / sail system / installed on the platform, and the platforms are connected in turn to the composition, the beginning and end of which are connected together, that is, forms a ring. The train is installed on the appropriate rail track sizes, since it is the rail track that has the minimum losses when moving the platform, and the sail has the highest wind energy utilization. The power developed by the installation is taken from the platform wheel shaft. The most advantageous option will be in which the generator shaft and the wheel shaft are common. The presence of a relatively large number of platforms and generators makes it possible to significantly reduce the cost of the entire structure, as it allows the use of standard equipment and a well-developed theory of sailing ships. A relatively large number of simultaneously working generators, depending on the wind speed, can be connected in series-parallel groups, maintaining the overall output voltage and the maximum possible load of the generator relatively stable. The large total mass of the platforms protects the structure from sudden gusts of wind and stabilizes the speed of the platforms.

Парусные элементы, по мере продвижения платформы по кольцевому рельсовому пути, автоматически ориентируются таким образом, чтобы на подавляющем отрезке пути платформы парусом отбиралось максимально возможное количество ветровой энергии. Возможный вариант приведен на чертеже, где 1 - парус, 2 - платформа, 3 - сцепка. Sailing elements, as the platform moves along the annular rail track, are automatically oriented in such a way that the maximum possible amount of wind energy is taken out by the sail overwhelming part of the platform path. A possible option is shown in the drawing, where 1 is a sail, 2 is a platform, 3 is a hitch.

Ориентация паруса может быть механической, так как за два прохода платформой с парусом по кольцевому пути парус делает один оборот вокруг своей оси /мачты/. Первоначальная установка паруса производится в зависимости от направления ветра и заданного направления движения платформ. Поворот парусов на всех платформах синхронизирован и корректируется при изменении направления ветра. The orientation of the sail can be mechanical, since in two passes the platform with the sail along the annular path, the sail makes one revolution around its axis / mast /. The initial installation of the sail is made depending on the direction of the wind and the given direction of movement of the platforms. The rotation of the sails on all platforms is synchronized and adjusted when the wind direction changes.

Возможен также вариант управления положением паруса простым бортовым компьютером, решающим задачу сложения векторов, в этом случае платформы могут двигаться и по отличной от круга траектории. There is also the option of controlling the position of the sail with a simple on-board computer that solves the problem of adding vectors, in this case the platforms can move along a different path from the circle.

Мощность такой ветроэнергетической установки будет зависеть от мощности, развиваемой единичной платформой, и количества соединенных между собой платформ и практически не ограничена в пределах экономической целесообразности. The power of such a wind power installation will depend on the power developed by a single platform, and the number of interconnected platforms and is practically unlimited within the limits of economic feasibility.

Наиболее удачным будет расположение нескольких кольцевых дорог, а равно и установок на возвышенностях по террасному принципу, так как плотность ветровой энергии вблизи поверхности там выше, чем на равнине. The most successful will be the location of several ring roads, as well as installations on the hills according to the terrace principle, since the density of wind energy near the surface there is higher than on the plain.

Claims (1)

Ветроэнергетическая установка, содержащая парусные элементы, которые установлены на платформах, соединенных в состав так, что начало и конец их соединены вместе, а состав передвигается по замкнутому круговому рельсовому пути, отличающаяся тем, что за два прохода платформой по круговому рельсовому пути парусные элементы делают один оборот вокруг своей оси и поворот корректируется при изменении направления ветра. A wind power installation containing sailing elements that are mounted on platforms connected to the structure so that the beginning and end are connected together, and the composition moves along a closed circular rail track, characterized in that in two passes of the platform along the circular rail track, the sailing elements make one rotation around its axis and rotation is adjusted when the wind direction changes.