RU2645891C1 - Solar-wind power plant - Google Patents
Solar-wind power plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2645891C1 RU2645891C1 RU2016149004A RU2016149004A RU2645891C1 RU 2645891 C1 RU2645891 C1 RU 2645891C1 RU 2016149004 A RU2016149004 A RU 2016149004A RU 2016149004 A RU2016149004 A RU 2016149004A RU 2645891 C1 RU2645891 C1 RU 2645891C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solar
- bell
- fixed
- aerodynamic
- vertical
- Prior art date
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 31
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 18
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 5
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 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
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 14
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 206010011878 Deafness Diseases 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Images
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
- F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D1/06—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
- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
- F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
- F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S10/00—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
- H02S10/10—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power including a supplementary source of electric power, e.g. hybrid diesel-PV energy systems
- H02S10/12—Hybrid wind-PV energy systems
-
- 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
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- 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
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in 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)
- Power Engineering (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области возобновляемых источников энергии: ветровой и солнечной энергетики и может быть использовано в устройствах получения электроэнергии за счет использования силы ветра и солнечного излучения.The invention relates to the field of renewable energy: wind and solar energy and can be used in devices for generating electricity through the use of wind power and solar radiation.
Известна ГЕЛИОВЕТРОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА (патент RU 2187693), содержащая ветроагрегат, электрогенератор которого установлен на вертикальном стволе, и солнечные батареи. К тыльной части электрогенератора прикреплена балка на подвижном шарнире, при этом одна горизонтальная и две боковые солнечные батареи, связанные между собой поворотными шарнирами и подпружиненные с обоих концов, прикреплены на шарнирах к верхней части балки, а дугообразные солнечные батареи прикреплены на шпильках и стержнях к стволу по его высоте, причем между тыльной частью электрогенератора и глухим днищем балки установлен клин, связанный с ручным приводом через сухарь, прикрепленный к нижней части электрогенератора с помощью планки.A known HELIOVETER POWER INSTALLATION (patent RU 2187693) containing a wind turbine, an electric generator of which is mounted on a vertical shaft, and solar panels. A beam on a movable hinge is attached to the back of the generator, while one horizontal and two side solar panels connected by rotary hinges and spring-loaded at both ends are hinged to the top of the beam, and arcuate solar panels are mounted on studs and rods to the trunk according to its height, and between the back of the generator and the deaf bottom of the beam there is a wedge connected to a manual drive through a cracker attached to the bottom of the generator using a plan ki.
Недостатком гелиоветровой энергетической установки является низкая эффективность преобразования ветровой и солнечной энергий в электрическую и сложная конструкция для ориентирования по направлению ветра.The disadvantage of a solar wind power plant is the low efficiency of converting wind and solar energy into electrical energy and a complex structure for orientation in the direction of the wind.
Известна ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ВЕТРОВОЙ И СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ (патент RU 2347942), содержащая платформу, на которой в подшипниковых опорах установлен вертикальный вал, сообщающийся с ротором электрогенератора, при этом на вертикальном валу жестко закреплены коромысла, на концах которых размещены аэродинамические лопасти, также установка содержит солнечные батареи.A POWER PLANT FOR USING WIND AND SUNNY ENERGY (patent RU 2347942) is known, comprising a platform on which a vertical shaft is mounted in the bearings, communicating with the rotor of the generator, while the rocker arms are rigidly fixed to the vertical shaft, the ends of which are mounted contains solar panels.
Недостатком энергетической установки является низкая эффективность преобразования солнечной энергии в электрическую, связанная с расположением солнечных батарей в одной плоскости, а также сложность конструкции, ее большие масса и габаритные размеры. The disadvantage of the power plant is the low efficiency of converting solar energy into electrical energy, associated with the location of solar panels in one plane, as well as the complexity of the design, its large mass and overall dimensions.
Также известна ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ВЕТРОВОЙ И СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ (патент RU 2347942), содержащая расположенный на фундаменте вертикальный вал с электрогенератором, состоящим из статора и ротора, и коромыслами, на которых установлены лопасти. На фундаменте дополнительно установлена неподвижная ось, выполненная в виде цилиндрической трубы, вертикальный вал выполнен в виде цилиндрической трубы, охватывающей неподвижную ось и расположенной соосно с ней, лопасти установлены неподвижно по отношению к коромыслам и имеют аэродинамический профиль, состоящий из выпуклой и плоской поверхности, причем лопасти состоят из нескольких параллельных ярусов, разделенных промежутками, верхняя часть неподвижной оси снабжена неподвижной плоской круглой площадкой, на которой установлена солнечная батарея.Also known is an ENERGY INSTALLATION FOR USING WIND AND SOLAR ENERGY (patent RU 2347942), comprising a vertical shaft located on the foundation with an electric generator consisting of a stator and a rotor, and rocker arms on which the blades are mounted. The foundation is additionally equipped with a fixed axis, made in the form of a cylindrical pipe, a vertical shaft is made in the form of a cylindrical pipe, covering the fixed axis and located coaxially with it, the blades are fixed in relation to the rocker arms and have an aerodynamic profile consisting of a convex and flat surface, and the blades consist of several parallel tiers separated by gaps, the upper part of the fixed axis is equipped with a fixed flat round platform on which salt echnaya battery.
Недостатком указанной энергетической установки является низкая эффективность преобразования ветровой и солнечной энергий в электрическую. Из-за сравнительно ограниченного диапазона скоростей ветра, при которых может работать ветровая установка: при низких скоростях ветра 3 м/с и менее ветровые лопасти просто не смогут начать вращаться, а при скорости ветра больше максимально допустимой оно будет работать на излом лопаток до полной их поломки. Солнечные же батареи имеют ограниченную площадь, что приводит к снижению относительной эффективной мощности электроэнергии, производимой установкой.The disadvantage of this power plant is the low efficiency of converting wind and solar energy into electrical energy. Due to the relatively limited range of wind speeds at which the wind turbine can operate: at low wind speeds of 3 m / s or less, the wind blades simply can’t start to rotate, and at a wind speed greater than the maximum allowable speed, it will work to break the blades to their full breakdowns. Solar batteries have a limited area, which leads to a decrease in the relative effective power of electricity produced by the installation.
Прототипом выбрана ВЕТРОГЕЛИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА (полезная модель RU 148242), содержащая платформу, на которой в подшипниковой опоре установлен вертикальный вал, сообщающийся с ротором электрогенератора и солнечные батареи, размещенные сверху. На вертикальном валу жестко закреплена неподвижная аэродинамическая конструкция, содержащая вертикально установленные панели, на которых размещены солнечные батареи, электрические выходы которых параллельно соединены с обмоткой ротора электрогенератора и блоком преобразования напряжения, к которому также подключена обмотка стартера электрогенератора. Аэродинамическая конструкция состоит из нижнего и верхнего основания, которые соединены вертикальными аэродинамическими лопастями, вокруг аэродинамической конструкции на платформе установлен корпус, который состоит из нижнего основания, жестко установленного на платформе, и верхнего основания, соединенного с нижним основанием направляющими панелями, при этом на поверхности верхнего основания корпуса и на поверхности направляющих панелей размещены солнечные батареи. Электрические выходы солнечных батарей и/или стартера электрогенератора подключены к аккумуляторной батареи, к выходу которой подключен блок преобразования напряжения.A VETROHELIO-ENERGY INSTALLATION (utility model RU 148242) is selected as the prototype. It contains a platform on which a vertical shaft is installed in the bearing support, communicating with the rotor of the electric generator and solar panels placed on top. A fixed aerodynamic structure is rigidly fixed on the vertical shaft, containing vertically mounted panels on which solar panels are placed, the electrical outputs of which are connected in parallel with the rotor winding of the electric generator and the voltage conversion unit, to which the electric generator starter winding is also connected. The aerodynamic structure consists of a lower and upper base, which are connected by vertical aerodynamic blades, around the aerodynamic structure on the platform there is a casing, which consists of a lower base rigidly mounted on the platform and an upper base connected to the lower base by guide panels, while on the surface of the upper the base of the case and on the surface of the guide panels are solar panels. The electrical outputs of the solar panels and / or the starter of the generator are connected to the battery, the output of which is connected to a voltage conversion unit.
Недостатками устройства-прототипа являются:The disadvantages of the prototype device are:
1. Недостаточно высокий коэффициент полезного действия (КПД) установки, связанный со следующими причинами:1. The insufficiently high coefficient of performance (COP) of the installation, associated with the following reasons:
- наличие свободно открытой аэродинамической конструкции, при которой значительная часть воздушного потока не попадает на аэродинамические лопасти, так как она отгорожена и отбивается направляющими панелями в стороны от направления ветра;- the presence of a freely open aerodynamic structure, in which a significant part of the air flow does not fall on the aerodynamic blades, as it is fenced off and deflected by the guide panels to the sides of the wind direction;
- вращающее воздействие потока воздуха на аэродинамическую лопасть осуществляется только на половину ветрового миделя лопасти (которая при вращении уходит от ветра), а вторая половина его, которая при вращении лопасти находит на встречный поток, тормозит ее вращение, даже при неподвижном воздухе;- the rotational effect of the air flow on the aerodynamic blade is carried out only on half of the wind mid-section of the blade (which away from the wind during rotation), and the second half of it, which, when the blade rotates, finds on the oncoming stream, slows down its rotation, even with still air;
- недостаточно развитая площадь установленных солнечных элементов для преобразования солнечной энергии в электрическую;- insufficiently developed area of installed solar cells to convert solar energy into electrical energy;
- отсутствие резервирования составных частей устройства для возможного их использование по двойному применению.- lack of redundancy of the component parts of the device for their possible use for dual use.
2. Недостаточно высокая надежность и срок работы устройства из-за отсутствия резервирования частей устройства и применения традиционных металлических материалов, более тяжелых и менее прочных по сравнению с современными, например, композиционными материалами. Это не только снижает прочность прототипа, но и увеличивает его массу и стоимость устройства.2. Insufficiently high reliability and durability of the device due to the lack of redundancy of parts of the device and the use of traditional metallic materials, heavier and less durable compared to modern, for example, composite materials. This not only reduces the strength of the prototype, but also increases its mass and cost of the device.
3. Не решен вопрос передачи электрической энергии от вращающейся части установки к стационарной части, связанной с потребителем энергии.3. The issue of the transfer of electrical energy from the rotating part of the installation to the stationary part associated with the energy consumer has not been resolved.
Задачами заявленного устройства являются:The objectives of the claimed device are:
- повышение КПД и надежности работы устройства;- increased efficiency and reliability of the device;
- снижение массы и повышение прочности конструкции;- weight reduction and increased structural strength;
- увеличение срок службы устройства;- increase the service life of the device;
- снижение стоимости устройства.- reducing the cost of the device.
Решение поставленных задач заявленного устройства выполнено за счет следующих его отличительных признаков:The solution of the tasks of the claimed device is due to the following distinctive features:
1. Аэродинамическая конструкция выполнена в виде горизонтально расположенного своей продольной осью цилиндрического раструба с входом и выходом воздушного потока от ветра и с возможностью флюгерного вращения в горизонтальной плоскости. В полости цилиндрического раструба установлены вращающиеся аэродинамические лопасти непосредственно соединенные с ротором электрогенератора соосно с продольной осью раструба. Раструб жестко установлен своей нижней образующей линией на верхнем конце вращающегося вала своим центром тяжести, выполненным смещенным к входу раструба. Солнечные элементы закреплены непосредственно на верхней и боковых наружных поверхностях раструба. Вертикальный вращающийся вал выполнен трубчатым, в полости которого проходят электрокабели к блокам преобразования напряжения и распределения электроэнергии потребителям. Блоки преобразования напряжения и распределения электроэнергии потребителям установлены на неподвижной платформе, причем подвод электрокабелей к ним осуществлен посредством подвижных в горизонтальной плоскости и неподвижных электроконтактов. Конструкция подвижных электроконтактов выполнена заодно с трубчатым вертикальным валом на его конце в виде фланца, а конструкция неподвижных электроконтактов - на указанной неподвижной платформе.1. The aerodynamic design is made in the form of a cylindrical bell-shaped horizontally located with its longitudinal axis with the air inlet and outlet from the wind and with the possibility of vane rotation in the horizontal plane. In the cavity of the cylindrical socket mounted rotating aerodynamic blades directly connected to the rotor of the generator coaxially with the longitudinal axis of the socket. The bell is rigidly mounted with its lower generatrix line at the upper end of the rotating shaft with its center of gravity, offset to the inlet of the bell. Solar cells are mounted directly on the upper and lateral outer surfaces of the bell. The vertical rotating shaft is made tubular, in the cavity of which electric cables pass to the voltage conversion and power distribution units to consumers. The voltage conversion and power distribution units to consumers are mounted on a fixed platform, and the power cables are connected to them by means of movable in the horizontal plane and fixed electrical contacts. The design of the movable electrical contacts is made at the same time with the tubular vertical shaft at its end in the form of a flange, and the design of the fixed electrical contacts is on the indicated fixed platform.
2. Солнечно-ветровая энергетическая установка снабжена по меньшей мере одним дополнительным раструбом, выполненным аналогично основному и установленным своей нижней образующей линией по верхней образующей линии основного раструба.2. The solar-wind power plant is equipped with at least one additional bell, made similar to the main one and installed with its lower generatrix line along the upper generatrix line of the main bell.
3. Солнечно-ветровая энергетическая установка выполнена с плоским вертикально расположенным килем, лежащим в плоскости расположения продольной оси основного раструба, или в плоскости расположения продольных осей основного и дополнительного раструбов. Киль вертикально расположен сзади выхода основного раструба или выходов основного и дополнительного раструбов, а также снизу и сверху от выходов основного и дополнительного раструбов. С обеих сторон киля закреплены солнечные элементы солнечных батарей.3. The solar-wind power plant is made with a flat vertically arranged keel lying in the plane of the longitudinal axis of the main bell, or in the plane of the longitudinal axes of the main and additional bell. The keel is vertically located behind the outlet of the main bell or the exits of the main and additional sockets, as well as from the bottom and top of the exits of the main and additional sockets. Solar cells are fixed on both sides of the keel.
4. В солнечно-ветровой энергетической установке раструбы, аэродинамические лопасти и плоский вертикально расположенный киль выполнены из композиционного материала, например углепластика.4. In the solar-wind power plant, the bells, aerodynamic blades and a flat vertically arranged keel are made of composite material, for example carbon fiber.
5. В солнечно-ветровой энергетической установке над верхней образующей линией дополнительного раструба и параллельно ей выполнена жидкостная магистраль с равномерно расположенными снизу нее отверстиями для слива через них жидкости, например спирта, для смывания снега, или обледенения с раструбов. Подвод жидкости к указанной горизонтальной жидкостной магистрали выполнен к среднему ее участку снизу посредством вертикальной жидкостной магистрали. Вертикальная жидкостная магистраль выполнена проходящей насквозь через раструбы и полость вертикального вращающегося вала. На нижней выступающей из вала части вертикальной магистрали жестко установлен насос с возможностью управления его работой, например, посредством автоматики. Насос подает жидкость в горизонтальную жидкостную магистраль через трубчатый заборник, который выполнен ниже насоса. При этом трубчатый заборник вращается вместе с вертикальным валом и своим концом погружен в жидкость неподвижной емкости, установленной на платформе. Неподвижная емкость выполнена с крышкой, снабженной уплотнителем для прохода в нее вращающегося трубчатого заборника. Неподвижная емкость выполнена с вертикальной жидкостной трубкой для подачи в нее жидкости с земли с автоматическим управлением по датчикам уровня жидкости в указанной неподвижной емкости.5. In the solar-wind power installation, above the upper generating line of the additional bell and parallel to it, a liquid line is made with holes evenly located below it to drain liquids, such as alcohol, for washing off snow, or icing from the bells. The fluid supply to the specified horizontal fluid line is made to its middle section from below by means of a vertical liquid line. The vertical fluid line is made passing through the sockets and cavity of a vertical rotating shaft. A pump is rigidly mounted on the lower part of the vertical line protruding from the shaft with the ability to control its operation, for example, by means of automation. The pump delivers fluid to the horizontal fluid line through a tubular intake, which is made below the pump. In this case, the tubular intake rotates together with the vertical shaft and is immersed at its end in a liquid of a fixed container mounted on the platform. The fixed container is made with a lid equipped with a seal for passage of a rotating tubular intake into it. The fixed tank is made with a vertical liquid tube for supplying liquid from the ground into it with automatic control by liquid level sensors in the indicated fixed tank.
6. В солнечно-ветровой энергетической установке в каждом цилиндрическом раструбе установлено по меньшей мере по одной дополнительной аэродинамической лопасти соосно с основной аэродинамической лопастью со своим самостоятельным электрогенератором или без него, напрямую соединенной своей осью вращения с осью вращения основной аэродинамической лопасти.6. In the solar-wind power installation in each cylindrical socket, at least one additional aerodynamic blade is installed coaxially with the main aerodynamic blade with or without its own electric generator, which is directly connected by its axis of rotation with the axis of rotation of the main aerodynamic blade.
Предложенное техническое решение поясняется чертежом.The proposed technical solution is illustrated by the drawing.
На фиг. 1 показан общий вид солнечно-ветровой энергетической установки.In FIG. 1 shows a general view of a solar-wind power plant.
Предложенная солнечно-ветровая энергетическая установка, содержит: неподвижную платформу 1, на которой в подшипниковой опоре 2 установлен вертикальный вращающийся вал 3, на верхнем конце которого жестко закреплена аэродинамическая конструкция 4 с аэродинамическими лопастями 5 и солнечные батареи с солнечными элементами 6, которые функционально соединены посредством электропроводов с обмоткой ротора электрогенератора 7, аккумуляторную батарею (не показана) и блоки 8, 9 преобразования напряжения и распределения электроэнергии потребителям.The proposed solar-wind power installation includes: a
Аэродинамическая конструкция 4 выполнена в виде горизонтально расположенного цилиндрического раструба 10 со своей продольной осью, с входом 11 и выходом 12 воздушного потока от ветра и с возможностью флюгерного вращения в горизонтальной плоскости. В полости цилиндрического раструба 10 установлены вращающиеся аэродинамические лопасти 5, непосредственно соединенные с ротором электрогенератора 7, соосно с продольной осью раструба 10. Раструб 10 жестко установлен нижней образующей линией на верхнем конце вращающегося вала 3 со своим центром тяжести 13, выполненным смещенным к входу 11 раструба 10.The aerodynamic structure 4 is made in the form of a horizontally arranged
Солнечные элементы 6 закреплены непосредственно на верхней и боковых наружных поверхностях раструба 10.
Вертикальный вращающийся вал 3 выполнен трубчатым, в полости которого проходят электрокабели 14 от ротора электрогенератора 7 к блокам 8, 9 преобразования напряжения и распределения электроэнергии потребителям, установленным на неподвижной платформе 1. Подвод электрокабелей 14 к блокам 8, 9 неподвижной платформы 1 осуществлен посредством подвижных в горизонтальной плоскости электроконтактов 15 и неподвижных электроконтактов 16. Конструкция подвижных электроконтактов 15 выполнена заодно с трубчатым вертикальным валом 3 на его конце в виде фланца, а неподвижная конструкция электроконтактов 16 - на указанной неподвижной платформе 1.The vertical
Предложенная солнечно-ветровая энергетическая установка снабжена по меньшей мере одним дополнительным раструбом 17, выполненным аналогично основному раструбу 10 и установленным своей нижней образующей линией по верхней образующей линии основного раструба 10.The proposed solar-wind power plant is equipped with at least one
Предложенная установка выполнена с плоским вертикально расположенным килем 18, лежащим в плоскости расположения продольной оси основного раструба 10, или в плоскости расположения продольных осей основного 10 и дополнительного 17 раструбов. Киль расположен сзади выхода 12 основного раструба 10 или выходов 12, 19 основного 10 и дополнительного 17 раструбов, а также снизу и сверху от выходов 12, 19 основного 10 и дополнительного 17 раструбов. С обеих сторон киля 18 закреплены солнечные элементы 6 солнечных батарей.The proposed installation is made with a flat vertically arranged
В предложенной установке цилиндрические раструбы 10, 17, аэродинамические лопасти 5 и плоский вертикальный киль 18 выполнены из композиционного материала, например углепластика.In the proposed installation,
В предложенной установке над верхней образующей линией дополнительного раструба 17 и параллельно ей выполнена жидкостная магистраль 20 с равномерно расположенными снизу нее отверстиями 21 для слива через них жидкости, например спирта, для смывания снега или обледенения с раструбов 10, 17. Подвод жидкости к указанной горизонтальной жидкостной магистрали 20 выполнен к среднему ее участку снизу посредством вертикальной жидкостной магистрали 22, выполненной проходящей насквозь через раструбы 10, 17 и полость вертикального вращающегося вала 3. На нижней выступающей из вала 3 части горизонтальной жидкостной магистрали 20 жестко установлен насос 23 с возможностью управления его работой, например, посредством автоматики для подачи жидкости в горизонтальную жидкостную магистраль 20 через трубчатый заборник 24 вертикальной жидкостной магистрали 22. Трубчатый заборник 24 выполнен ниже насоса 23. Трубчатый заборник 24 вращается вместе с вертикальным валом 3 и своим концом погружен в жидкость неподвижной емкости 25, установленной на платформе 1. Неподвижная емкость 25 выполнена с крышкой 26, снабженной уплотнителем 27 для прохода в ней вращающегося трубчатого заборника 24. Неподвижная емкость 25 выполнена с вертикальной жидкостной трубкой 28 для подачи в нее жидкости с земли с автоматическим управлением по датчикам 29 уровня жидкости в указанной неподвижной емкости 25.In the proposed installation, above the upper generatrix line of the
В предложенном устройстве в каждом цилиндрическом раструбе 10, 17 установлено по меньшей мере по одной дополнительной аэродинамической лопасти 30, соосно с основной аэродинамической лопастью 5, со своим самостоятельным электрогенератором 31, или без него, напрямую соединенной свое осью вращения с осью вращения основной аэродинамической лопасти 5.In the proposed device, in each
Предложенная солнечно-ветровая энергетическая установка работает следующим образом. Так как установка 4 выполнена по принципу флюгера, то она под действием ветра все время разворачивается своими продольными осями раструбов по направлению ветра и своими входами 11 раструбов к ветру. Это обеспечивается особенностями конструкции установки. Так, если ветер подул сбоку, то сила его воздействия на части конструкции относительно ее оси вращения (вертикального вращающегося вала 3) будут пропорциональны их площадям. Так как площадь каждого раструба относительно оси вращения со стороны выхода 12, 19 больше, то именно эта сторона, под действием ветра, будет отворачиваться от него, и раструбы своими продольными осями будут постоянно занимать положение по направлению ветра, а своими входами 11 - навстречу ему. Продувая раструбы 10, 17, ветер будет вращать аэродинамическими лопастями 5, 30. Так как обдув аэродинамических лопастей 5, 30 осуществляется в условиях аэродинамической трубы, то он весь будет использоваться для создания вращательного движения лопастей 5, 30, за счет чего повышается КПД устройства. В прототипе же значительная часть потока ветра отбивается лопастью в сторону по направлению ветра, что приводит к снижению КПД использования потока ветра, находящего на лопасть.The proposed solar-wind power plant operates as follows. Since the installation 4 is made on the principle of a weathervane, it under the influence of the wind all the time unfolds with its longitudinal axes of the bells in the direction of the wind and with its
Установка по меньшей мере одной дополнительной аэродинамической лопасти 30 в раструбах 10, 17, соосно с основной аэродинамической лопастью 5 со своим самостоятельным электрогенератором 31, или без него, соединенной своей осью вращения с осью основной лопасти 5, позволяет дополнительно повысить КПД устройства.Installing at least one additional
На верхние и боковые поверхности раструбов 10, 17 непосредственно закреплены (например, наклеены) солнечные элементы 6, что позволяет двойное использование рабочей площади раструбов 10, 17 и тем самым снизить массу устройства. Солнечные элементы 6 преобразуют солнечную энергию в электрическую, часть которой подается на обмотку роторов электрогенераторов 7, 31 для повышения КПД их работы. Кроме того, двойное использование рабочей поверхности обеспечено килем 18, с одной стороны, для получения электроэнергии от солнечных элементов 6, закрепленных с обеих его сторон, а с другой стороны, для повышенной эффективности и надежности работы устройства даже при слабой скорости ветра, так как киль создает дополнительное усилие по ориентации и стабилизации раструбов 10, 17 с их направлением своими продольными осями по направлению движения ветра. Это не только повышает надежность работы устройства, но и дополнительно увеличивает его КПД, как и то, что солнечные элементы 6 закреплены с обеих сторон киля 18, что позволяет получать с них электроэнергию независимо от того, с какой стороны светит Солнце.
В предложенном устройстве цилиндрические раструбы 10, 17, аэродинамические лопасти 5, 30 и киль 18 выполнены из композиционного материала, например углепластика. Это позволило значительно облегчить и упрочнить конструкцию и, тем самым, увеличить ее срок службы и снизить стоимость. Действительно, если конструкция тяжелая, то монтаж и удержание ее на большой высоте требует более мощного основания, а значит более тяжелого и дорогостоящего.In the proposed device,
В предложенном устройстве над верхней образующей линией дополнительного раструба 17 и параллельно ей выполнена жидкостная магистраль 20 с равномерно расположенными снизу нее отверстиями 21 для слива через них жидкости, например спирта, для смывания снега, или обледенения с раструбов 10, 17. Подвод жидкости к указанной горизонтальной жидкостной магистрали 20 выполнен к среднему ее участку снизу посредством вертикальной жидкостной магистрали 22, выполненной проходящей насквозь через раструбы 10, 17 и полость вертикального вращающегося вала 3. На нижнем конце горизонтальной жидкостной магистрали 20, выступающем из вала 3, жестко установлен насос 23 с возможностью управления его работой, например, посредством автоматики для подачи жидкости в горизонтальную жидкостную магистраль 20 через трубчатый заборник 24 вертикальной жидкостной магистрали 22. Трубчатый заборник 24 выполнен ниже насоса 23 со своим концом, находящимся в неподвижной емкости 25 с жидкостью, установленной на платформе 1. Неподвижная емкость 25 выполнена с крышкой 26 с уплотнителем 27 для герметичного вращения заборника 24 в крышке 26.In the proposed device, above the upper generatrix line of the
Подача жидкости с земли в неподвижную емкость 25 выполнена посредством выполненной дополнительной вертикальной магистрали 28 с автоматическим управлением по датчикам уровня жидкости 29 в указанной неподвижной емкости 25. Это позволяет дополнительно повысить надежность и КПД устройства.The supply of liquid from the ground to the fixed
Предложенное изобретение в настоящее время находится на стадии подготовки к изготовлению действующего опытного образца с перспективой запуска его в серийное производство.The proposed invention is currently in preparation for the manufacture of a working prototype with the prospect of launching it in mass production.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016149004A RU2645891C1 (en) | 2016-12-13 | 2016-12-13 | Solar-wind power plant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016149004A RU2645891C1 (en) | 2016-12-13 | 2016-12-13 | Solar-wind power plant |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2645891C1 true RU2645891C1 (en) | 2018-02-28 |
Family
ID=61568440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016149004A RU2645891C1 (en) | 2016-12-13 | 2016-12-13 | Solar-wind power plant |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2645891C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU188712U1 (en) * | 2018-06-08 | 2019-04-22 | Сергей Аркадьевич Быков | Photoelectric autonomous power station |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU59161U1 (en) * | 2006-07-26 | 2006-12-10 | Алексей Николаевич Серьезнов | WIND POWER INSTALLATION |
| RU2349792C1 (en) * | 2007-06-13 | 2009-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Астраханский государственный университет" (АГУ) | Solar-wind power generating plant |
| CN204145367U (en) * | 2014-07-02 | 2015-02-04 | 葛少军 | A kind of wind-light complementing power generation device |
| CN204745987U (en) * | 2015-06-11 | 2015-11-11 | 仇登伟 | Air purification system of public domain |
| RU160736U1 (en) * | 2015-10-15 | 2016-03-27 | Анна Сергеевна Штейнберг | WIND TURBINE |
-
2016
- 2016-12-13 RU RU2016149004A patent/RU2645891C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU59161U1 (en) * | 2006-07-26 | 2006-12-10 | Алексей Николаевич Серьезнов | WIND POWER INSTALLATION |
| RU2349792C1 (en) * | 2007-06-13 | 2009-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Астраханский государственный университет" (АГУ) | Solar-wind power generating plant |
| CN204145367U (en) * | 2014-07-02 | 2015-02-04 | 葛少军 | A kind of wind-light complementing power generation device |
| CN204745987U (en) * | 2015-06-11 | 2015-11-11 | 仇登伟 | Air purification system of public domain |
| RU160736U1 (en) * | 2015-10-15 | 2016-03-27 | Анна Сергеевна Штейнберг | WIND TURBINE |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU188712U1 (en) * | 2018-06-08 | 2019-04-22 | Сергей Аркадьевич Быков | Photoelectric autonomous power station |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7230348B2 (en) | Infuser augmented vertical wind turbine electrical generating system | |
| US8979494B1 (en) | Vertical axis hinged sail wind energy machine | |
| CN102840108B (en) | High-altitude tower embedded type vertical type wind power generation system | |
| KR101183624B1 (en) | An aerogenerator with at least two generators | |
| US9537371B2 (en) | Contra rotor wind turbine system using a hydraulic power transmission device | |
| RU2645891C1 (en) | Solar-wind power plant | |
| KR100531220B1 (en) | Wind Force Generation Apparatus | |
| CN101122282A (en) | Generation method and equipment | |
| RU2340789C1 (en) | Windmill system | |
| CN201786576U (en) | Multifunctional wind-driven and hydroelectric power generating and energy storage device | |
| CN203463230U (en) | Power device of vertical gathering fan housing wind power generation power package | |
| RU2393365C1 (en) | Installation for utilisation of wind power | |
| CN107327369A (en) | Blade Self-protecting wind electricity generating system | |
| RU148242U1 (en) | WIND-HELIO POWER INSTALLATION | |
| WO2017131551A1 (en) | Aerostatic floating wind turbine | |
| WO2016007039A1 (en) | Wind and solar energy installation | |
| CN103195667A (en) | Distributive-type liquid control frequency-stabilization vertical-axis wind power generating system | |
| KR101697228B1 (en) | A Blade Variable Turbine | |
| CN109185061A (en) | A kind of wind paroxysm electric system | |
| KR101339299B1 (en) | Wind power Generation | |
| RU217787U1 (en) | WIND SOLAR POWER PLANT | |
| RU2802564C1 (en) | Wind and solar power plant | |
| RU217734U1 (en) | WIND SOLAR POWER PLANT | |
| CN103423097A (en) | Wind-water supplementary power generating system | |
| RU2802563C1 (en) | Wind and solar power plant |