RU215359U1 - wind power plant - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к ветрогенераторам и солнечным панелям и может быть использована для получения электроэнергии, используемой в быту, а также для получения электроэнергии транспортных средств. Ветроэнергетическая установка содержит солнечные панели, аккумулятор и симметричный корпус с вертикальными ребрами на боковой поверхности. Боковая поверхность корпуса сужается к верхнему полусферическому обтекателю, имеющему аэродинамический щиток. Диаметр аэродинамического щитка превышает диаметр закрепленного на вертикальных ребрах нижнего кольцевого обтекателя. Внутри нижнего кольцевого обтекателя установлено многолопастное ветроколесо, жестко закрепленное на вертикальном валу электрогенератора. Солнечные панели установлены внутри верхнего прозрачного полусферического обтекателя. Внешняя поверхность нижнего кольцевого обтекателя выполнена в виде поверхности круглого цилиндра. Внутренняя поверхность кольцевого обтекателя выполнена выпуклой и имеет полукруглое поперечное сечение. Технический результат заключается в повышении производительности ветроэнергетической установки.

The utility model relates to wind turbines and solar panels and can be used to generate electricity used in everyday life, as well as to generate electricity for vehicles. The wind power plant contains solar panels, a battery and a symmetrical body with vertical ribs on the side surface. The lateral surface of the hull tapers towards the upper hemispherical fairing, which has an aerodynamic shield. The diameter of the aerodynamic shield exceeds the diameter of the lower annular fairing fixed on the vertical ribs. Inside the lower annular fairing, a multi-blade wind wheel is installed, rigidly fixed to the vertical shaft of the electric generator. Solar panels are installed inside the upper transparent hemispherical fairing. The outer surface of the lower annular fairing is made in the form of a surface of a round cylinder. The inner surface of the annular fairing is made convex and has a semicircular cross section. The technical result is to increase the performance of the wind turbine.

Description

Полезная модель относится к ветрогенераторам и солнечным панелям и может быть использована для получения электроэнергии, используемой в быту, а также для получения электроэнергии транспортных средств.The utility model relates to wind turbines and solar panels and can be used to generate electricity used in everyday life, as well as to generate electricity for vehicles.

Известен энергетический модуль, содержащий симметричный корпус с размещенной над ним прозрачной торцовой оболочкой, фотопреобразователи солнечной энергии, расположенные под прозрачной торцовой оболочкой, аккумулятор и ветроколесо, закрепленное на вертикальном валу электрогенератора (RU 176074 U1, 27.12.2017).Known energy module containing a symmetrical body with a transparent end shell placed above it, solar energy photoconverters located under the transparent end shell, a battery and a wind wheel mounted on a vertical shaft of an electric generator (RU 176074 U1, 12/27/2017).

Недостатком известной конструкции является ее сложность, а также отсутствие элементов, а также низкая скорость движения воздуха через плоскость ветроколеса.The disadvantage of the known design is its complexity, as well as the absence of elements, as well as the low speed of air movement through the plane of the wind turbine.

Более близким аналогом полезной модели (прототипом) является ветроэнергетическая установка, известная из описания к патенту RU 191593 U1, 13.08.2019, содержащая солнечные панели и симметричный корпус с вертикальными ребрами на боковой поверхности, сужающейся к верхнему полусферическому обтекателю, имеющему аэродинамический щиток с диаметром, превышающим диаметр закрепленного на вертикальных ребрах нижнего кольцевого обтекателя, внутри которого установлено многолопастное ветроколесо, закрепленное на вертикальном валу электрогенератора.A closer analogue of the utility model (prototype) is a wind power plant, known from the description of the patent RU 191593 U1, 08/13/2019, containing solar panels and a symmetrical body with vertical ribs on the side surface, tapering to the upper hemispherical fairing, having an aerodynamic shield with a diameter exceeding the diameter of the lower annular fairing fixed on the vertical ribs, inside which a multi-blade wind wheel is installed, fixed on the vertical shaft of the electric generator.

Недостатком прототипа является расположение солнечных элементов на поверхности верхнего обтекателя. Такое расположение солнечных элементов приводит к тому, что неблагоприятные погодные условия (снег с дождем, пыльные бури, посторонние предметы, поднимаемые в воздух сильными ветрами, пыль, песок и т.д.) ухудшают производительность солнечных элементов и снижают выработку электроэнергии. Еще один недостаток известного технического решения заключается в слабом перепаде давлений относительно плоскости вращения ветроколеса, что не обеспечивает движение воздуха с высокой скоростью через плоскость ветроколеса.The disadvantage of the prototype is the location of the solar cells on the surface of the upper fairing. Such an arrangement of solar cells leads to the fact that adverse weather conditions (snow with rain, dust storms, foreign objects thrown into the air by strong winds, dust, sand, etc.) degrade the performance of solar cells and reduce power generation. Another disadvantage of the known technical solution lies in the weak pressure drop relative to the plane of rotation of the wind wheel, which does not ensure the movement of air at high speed through the plane of the wind wheel.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в создании конструкции, обеспечивающей улучшенные условия эксплуатации солнечных элементов и увеличение скорости движения воздушного потока, проходящего через плоскость вращения ветроколеса.The problem to be solved by the utility model is to create a structure that provides improved operating conditions for solar cells and an increase in the speed of the air flow passing through the plane of rotation of the wind wheel.

Технический результат полезной модели заключается в повышении производительности ветроэнергетической установки.The technical result of the utility model is to increase the performance of the wind turbine.

Сущность полезной модели выражается в совокупности существенных признаков, в которой ветроэнергетическая установка, содержащая, солнечные панели, аккумулятор и симметричный корпус с вертикальными ребрами на боковой поверхности, сужающейся к верхнему полусферическому обтекателю, имеющему аэродинамический щиток с диаметром, превышающим диаметр закрепленного на вертикальных ребрах нижнего кольцевого обтекателя, внутри которого установлено многолопастное ветроколесо, закрепленное на вертикальном валу электрогенератора, отличается от ближайшего аналога тем, что солнечные панели установлены внутри верхнего прозрачного полусферического обтекателя, при этом внешняя поверхность нижнего кольцевого обтекателя выполнена в виде поверхности круглого цилиндра, а внутренняя поверхность кольцевого обтекателя выполнена выпуклой и имеет полукруглое поперечное сечение. The essence of the utility model is expressed in a set of essential features, in which a wind power plant containing solar panels, a battery and a symmetrical housing with vertical ribs on the side surface, tapering to the upper hemispherical fairing, having an aerodynamic shield with a diameter exceeding the diameter of the lower annular fixed on the vertical ribs The fairing, inside which a multi-bladed wind wheel mounted on the vertical shaft of the electric generator, differs from the closest analogue in that the solar panels are installed inside the upper transparent hemispherical fairing, while the outer surface of the lower annular fairing is made in the form of a round cylinder surface, and the inner surface of the annular fairing is made convex and has a semicircular cross section.

В частном случае своего выполнения или использования ветроэнергетическая установка может содержать полусферический обтекатель, выполненный из винипласта.In a particular case of its implementation or use, the wind power plant may contain a hemispherical fairing made of vinyl plastic.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором The essence of the utility model is illustrated by the drawing, in which

на фиг.1 - дан общий вид сбоку ветроэнергетической установки;figure 1 - given a General side view of the wind turbine;

фиг.2 - вид сбоку на ветроэнергетическую установку в разрезе;figure 2 is a side view of the wind turbine in section;

фиг.3 - принципиальная схема движения воздушных масс относительно работающей ветроэнергетической установки с частичным разрезом;Fig.3 is a schematic diagram of the movement of air masses relative to a working wind turbine with a partial cut;

фиг.4 - принципиальная схема движения воздушных масс относительно работающей ветроэнергетической установки;Fig.4 is a schematic diagram of the movement of air masses relative to a working wind turbine;

фиг.5 - вид на ветроэнергетическую установку сверху.figure 5 - view of the wind turbine from above.

Ветроэнергетическая установка содержит солнечные панели 1, аккумулятор 2 и симметричный корпус 3 с вертикальными ребрами 4 на боковой поверхности.The wind power plant contains solar panels 1, a battery 2 and a symmetrical housing 3 with vertical fins 4 on the side surface.

Боковая поверхность корпуса 3 сужается к верхнему полусферическому обтекателю 5, имеющему аэродинамический щиток 6.The side surface of the body 3 tapers towards the upper hemispherical fairing 5, which has an aerodynamic shield 6.

Диаметр аэродинамического щитка 6 превышает диаметр закрепленного на вертикальных ребрах 3 нижнего кольцевого обтекателя 7.The diameter of the aerodynamic shield 6 exceeds the diameter of the lower annular fairing 7 fixed on the vertical ribs 3.

Внутри нижнего кольцевого обтекателя 7 установлено многолопастное ветроколесо 8, жестко закрепленное на вертикальном валу электрогенератора 9.Inside the lower annular fairing 7, a multi-blade wind wheel 8 is installed, rigidly fixed to the vertical shaft of the electric generator 9.

Солнечные панели 1 установлены внутри верхнего прозрачного полусферического обтекателя 5.Solar panels 1 are installed inside the upper transparent hemispherical fairing 5.

Внешняя поверхность нижнего кольцевого обтекателя 7 выполнена в виде поверхности круглого цилиндра.The outer surface of the lower annular fairing 7 is made in the form of a surface of a round cylinder.

Внутренняя поверхность кольцевого обтекателя 7 выполнена выпуклой и имеет полукруглое поперечное сечение. The inner surface of the annular fairing 7 is made convex and has a semicircular cross section.

Полусферический обтекатель 5 может быть выполнен из винипласта.Hemispherical fairing 5 can be made of vinyl plastic.

Ветроустановка работает следующим образом. Вне зависимости от направления ветра, воздушные массы, имея избыточное давление от кинетической энергии ветра, перемещаются в область пониженного давления (-) на верхнем полусферическом прозрачном обтекателе 5 и на аэродинамическом щитке 6 по сужающемуся симметричному корпусу 3 вдоль вертикальных ребер 4 до лопаток многолопастного ветроколеса 8, создавая аэродинамические силы, направленные в сторону вращения ветроколеса 8 (фиг.3). The wind turbine works as follows. Regardless of the direction of the wind, the air masses, having excess pressure from the kinetic energy of the wind, move to the area of low pressure (-) on the upper hemispherical transparent fairing 5 and on the aerodynamic shield 6 along the tapering symmetrical body 3 along the vertical ribs 4 to the blades of the multi-bladed wind turbine 8 , creating aerodynamic forces directed in the direction of rotation of the wind wheel 8 (figure 3).

Внешняя поверхность нижнего кольцевого обтекателя 7, выполненная в виде поверхности круглого цилиндра, и полукруглое поперечное сечение его выпуклой внутренней поверхности увеличивают скорость ветрового потока, обтекающего нижний кольцевой обтекатель, а выполнение аэродинамического щитка 6 с диаметром, превышающим диаметр закрепленного на вертикальных ребрах 3 нижнего кольцевого обтекателя 7, обеспечивает циркуляцию воздушных масс.The outer surface of the lower annular fairing 7, made in the form of the surface of a round cylinder, and the semicircular cross section of its convex inner surface increase the speed of the wind flow around the lower annular fairing, and the implementation of the aerodynamic shield 6 with a diameter exceeding the diameter of the lower annular fairing fixed on the vertical ribs 3 7, provides circulation of air masses.

Ветроколесо 8, которое жестко закреплено на валу электрогенератора 9, при своем вращении вырабатывает электроэнергию, накапливая её в аккумуляторе 2 для дальнейшей передачи потребителям. Пройдя плоскость вращения ветроколеса 8, воздушные массы продолжают перемещаться в область пониженного давления, которое образуется от ветра на верхней прозрачной части обтекателя 5, на внешней боковой поверхности аэродинамического щитка 6 и на внешней боковой поверхности нижнего кольцевого обтекателя 7 (фиг.4).The wind wheel 8, which is rigidly fixed on the shaft of the electric generator 9, generates electricity during its rotation, accumulating it in the battery 2 for further transmission to consumers. Having passed the plane of rotation of the wind wheel 8, the air masses continue to move into the area of low pressure, which is formed from the wind on the upper transparent part of the fairing 5, on the outer side surface of the aerodynamic shield 6 and on the outer side surface of the lower annular fairing 7 (figure 4).

В дневное время суток солнечные лучи через прозрачную поверхность верхнего обтекателя 5, воздействуя на солнечные панели 1 (фиг.5) вырабатывают, известным образом, электроэнергию, которая поступает в аккумулятор 2 вне зависимости от наличия и скорости ветра.In the daytime, the sun's rays through the transparent surface of the upper fairing 5, acting on the solar panels 1 (figure 5) produce, in a known way, electricity that enters the battery 2, regardless of the presence and speed of the wind.

Claims (2)

1. Ветроэнергетическая установка, содержащая солнечные панели, аккумулятор и симметричный корпус с вертикальными ребрами на боковой поверхности, сужающейся к верхнему полусферическому обтекателю, имеющему аэродинамический щиток с диаметром, превышающим диаметр закрепленного на вертикальных ребрах нижнего кольцевого обтекателя, внутри которого установлено многолопастное ветроколесо, закрепленное на вертикальном валу электрогенератора, отличающаяся тем, что солнечные панели установлены внутри верхнего прозрачного полусферического обтекателя, при этом внешняя поверхность нижнего кольцевого обтекателя выполнена в виде поверхности круглого цилиндра, а внутренняя поверхность кольцевого обтекателя выполнена выпуклой и имеет полукруглое поперечное сечение. 1. A wind power plant containing solar panels, a battery and a symmetrical housing with vertical ribs on the side surface, tapering to the upper hemispherical fairing, having an aerodynamic shield with a diameter exceeding the diameter of the lower annular fairing fixed on the vertical ribs, inside which a multi-bladed wind turbine is mounted, mounted on vertical shaft of the electric generator, characterized in that the solar panels are installed inside the upper transparent hemispherical fairing, while the outer surface of the lower annular fairing is made in the form of a round cylinder surface, and the inner surface of the annular fairing is made convex and has a semicircular cross section. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что полусферический обтекатель выполнен из винипласта.2. Installation according to claim 1, characterized in that the hemispherical fairing is made of vinyl plastic.

Images