RU2791360C1 - Vertical wind power plant - Google Patents

Vertical wind power plant Download PDF

Info

Publication number
RU2791360C1
RU2791360C1 RU2022129562A RU2022129562A RU2791360C1 RU 2791360 C1 RU2791360 C1 RU 2791360C1 RU 2022129562 A RU2022129562 A RU 2022129562A RU 2022129562 A RU2022129562 A RU 2022129562A RU 2791360 C1 RU2791360 C1 RU 2791360C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wind
rotation
turbines
deflector
power plant
Prior art date
Application number
RU2022129562A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Василий Васильевич Байковский
Original Assignee
Василий Васильевич Байковский
Filing date
Publication date
Application filed by Василий Васильевич Байковский filed Critical Василий Васильевич Байковский
Application granted granted Critical
Publication of RU2791360C1 publication Critical patent/RU2791360C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: generation of electrical energy.
SUBSTANCE: invention relates to devices for generating electrical energy, to wind farms, and, in particular, to wind turbines with a vertical orientation of the housing in the working position. The wind power plant contains small and large bladed turbines that ensure the operation of the plant at low and high wind speeds. Turbines have a permanent geometry, which ensures a smooth transition in operation of the plant during the transfer from low to high wind speeds. The large and small bladed turbines, together with the wind deflector, act as diffusers, while the upper part of the unit acts as a confuser. The deflector is controlled by the controller of the wind power plant, the controller ensuring maximization of air flows at low wind speeds and the stability of operation in the rated power mode without overloading of the unit.
EFFECT: increased efficiency of electricity generation.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам генерации электрической энергии, к ветровым электростанциям, и, в частности, к ветроэнергетическим установкам с вертикальной ориентацией корпуса в рабочем положении [F03D3/00, F03D5/02, F03D7/00, F03D9/00].The invention relates to devices for generating electrical energy, to wind farms, and, in particular, to wind turbines with a vertical orientation of the housing in the working position [F03D3/00, F03D5/02, F03D7/00, F03D9/00].

Из уровня техники известна ВЕТРОВАЯ ТУРБИНА И ВЕТРОВАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ [EP4067644 (A1) - 2022-10-05], в которой предложен ветродвигатель с ротором с вертикальной осью, установленным в неподвижном цилиндрическом корпусе, снабженном открывающимися наружу створками. Ротор состоит из вращающегося сердечника, состоящего из лопастей сердечника, закрепленных между двумя круговыми основаниями и образующих ротор Угринского, и кольцевой крыльчатки, выполненной с возможностью независимого вращения вокруг упомянутого сердечника. Рабочее колесо содержит рабочие лопатки, закрепленные между двумя кольцеобразными основаниями и образующие продолжение основных лопаток, при этом образованы общие межлопастные каналы, сужающиеся к центру ротора. Предлагаются также ветроэнергетические установки на основе описанных выше ветроустановок, причем указанные турбины устанавливаются вертикально одна над другой с образованием генерирующей башни или устанавливаются на фасаде высотного здания. Технический результат заключается, в частности, в повышении КПД ветроустановки и возможности включения ветряных электростанций в городскую среду. Недостатком данного аналога является невозможность использования ветровых колебаний всех возможных диапазонов, поскольку используемые турбины ориентированы только на определенный диапазон.A WIND TURBINE AND WIND POWER PLANT [EP4067644 (A1) - 2022-10-05] is known from the prior art, which proposes a wind turbine with a vertical axis rotor installed in a fixed cylindrical housing provided with outward-opening flaps. The rotor consists of a rotating core consisting of core blades fixed between two circular bases and forming the Ugrinsky rotor, and an annular impeller made with the possibility of independent rotation around the said core. The impeller contains working blades fixed between two annular bases and forming a continuation of the main blades, while common interblade channels are formed, tapering towards the center of the rotor. Wind turbines are also proposed based on the wind turbines described above, wherein said turbines are installed vertically one above the other to form a generating tower or are installed on the façade of a high-rise building. The technical result consists, in particular, in increasing the efficiency of the wind turbine and the possibility of including wind power plants in the urban environment. The disadvantage of this analogue is the impossibility of using wind fluctuations of all possible ranges, since the turbines used are focused only on a certain range.

Также из уровня техники известна СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЭНЕРГИЕЙ ВЕТРА [TW202035857 (A) - 2020-10-01], содержащая множество ветряных турбин типа вертикальной оси, включающих вертикальную ось вращения, к которой присоединена, по меньшей мере, одна лопасть, и вокруг оси вращения которой, по меньшей мере, одна лопасть расположена для вращения во время использования, при этом ветряные турбины механически соединены друг с другом таким образом, что способ, которым каждая вторая ветряная турбина выполнена с возможностью вращения в первом направлении вращения, и что любая другая ветряная турбина системы выполнена с возможностью вращения во втором направлении вращения, которое противоположно первому направлению вращения. Недостатком данного аналога является невозможность использования ветровых колебаний всех возможных диапазонов, поскольку используемые турбины имеют определенные геометрические размеры и ориентированы только на определенный диапазон ветровых колебаний.Also known from the prior art is a WIND POWER SUPPLY SYSTEM [TW202035857 (A) - 2020-10-01], comprising a plurality of vertical axis type wind turbines, including a vertical axis of rotation, to which at least one blade is attached, and around the axis of rotation wherein at least one blade is positioned to rotate during use, wherein the wind turbines are mechanically coupled to each other such that the manner in which every second wind turbine is rotatable in the first direction of rotation, and that any other wind turbine the system is rotatable in a second direction of rotation, which is opposite to the first direction of rotation. The disadvantage of this analogue is the impossibility of using wind vibrations of all possible ranges, since the turbines used have certain geometric dimensions and are focused only on a certain range of wind vibrations.

Наиболее близким по технической сущности является ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР ВЕТРА И СВЕТА С ПОСТОЯННЫМ МАГНИТОМ [TW200815673 (A) - 2008-04-01]. Настоящее изобретение относится к интеллектуальному взаимодополняющему генератору ветра и света с постоянными магнитами, который включает в себя вращающуюся оболочку и неподвижное основание. Кольцевой ротор расположен под вращающейся оболочкой, а лопасти ветра расположены на внешней поверхности оболочки. На кольцевом роторе несколько магнитов из неодима, железа и бора расположены в последовательном порядке полюсов N и S. Статор сконфигурирован поверх неподвижного основания. На статоре основная обмотка, вторичная обмотка и обмотка возбуждения расположены в последовательном порядке. При отсутствии вращения на ветру ротор генератора вращается за счет подачи солнечной электроэнергии посредством программного управления на основную и вторичную обмотки. При низкой скорости вращения на ветру скорость вращения ротора генератора будет увеличиваться до нормального значения за счет дополнительного крутящего момента, создаваемого вторичной обмоткой. При сильном ветре возбуждающая обмотка будет возбуждаться, создавая тормозной момент для снижения скорости вращения генератора.The closest in technical essence is INTELLIGENT ADDITIONAL WIND AND LIGHT GENERATOR WITH PERMANENT MAGNET [TW200815673 (A) - 2008-04-01]. The present invention relates to an intelligent complementary permanent magnet wind and light generator that includes a rotating shell and a fixed base. The annular rotor is located under the rotating shell, and the wind blades are located on the outer surface of the shell. On the annular rotor, several neodymium, iron and boron magnets are arranged in sequential order of N and S poles. The stator is configured over a fixed base. On the stator, the main winding, secondary winding and excitation winding are arranged in series. In the absence of rotation in the wind, the generator rotor rotates due to the supply of solar electricity through software control to the main and secondary windings. At low wind speed, the generator rotor speed will increase to normal due to the additional torque generated by the secondary winding. In strong winds, the exciter winding will be energized, creating a braking torque to reduce the speed of the generator.

Основной технической проблемой прототипа является низкая эффективность генерации электроэнергии, из-за того, что сглаживание в разности скоростей ветра со стабилизацией режимов генерации электроэнергии происходит за счет солнечной энергии, из-за чего данная установка имеет низкую энергоэффективность в случае, когда одновременно скорость ветра является низкой и отсутствует солнечное освещение.The main technical problem of the prototype is the low efficiency of electricity generation, due to the fact that the smoothing of the difference in wind speeds with the stabilization of electricity generation modes occurs due to solar energy, which is why this installation has low energy efficiency when the wind speed is low at the same time. and there is no sunlight.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности генерации электроэнергии вертикальной ветроэнергетической установкой.The technical result of the invention is to increase the efficiency of electricity generation by a vertical wind turbine.

Заявленный технический результат достигается за счет того, что вертикальная ветроэнергетическая установка характеризующаяся тем, что содержит большую лопастную турбину, размещаемую на оси вращения внутри корпуса цилиндрической формы, при этом на оси вращения смонтирован электрогенератор соединенный с контроллером ветроэнергетической установки, отличающаяся тем, что содержит малую лопастную турбину, размещенную на вертикальной оси вращения над большой лопастной турбиной, малая и большая лопастные турбины имеют постоянную геометрию, малая и большая турбины размещены внутри корпуса цилиндрической формы, в днище которого смонтирован дефлектор, верхняя часть установки выполнена в виде усеченного конуса сужающегося в верхней части, вал вертикальной оси вращения соединен с электрогенератором, который соединен с накопителем электрической энергии, дефлектор соединен с контроллером, который выполнен с возможностью подачи управляющих команд для открытия воздуховодов дефлектора, в случае когда частота вращения вала вертикальной оси вращения меньше частоты вращения требуемой для выработки номинальной мощности ветроэнергетической установки и подачи управляющих команд для прикрытия воздуховодов дефлектора, в случае когда частота вращения вала вертикальной оси вращения больше частоты вращения требуемой для выработки номинальной мощности ветроэнергетической установки.The claimed technical result is achieved due to the fact that the vertical wind power plant is characterized by the fact that it contains a large bladed turbine placed on the axis of rotation inside the cylindrical housing, while the electric generator connected to the controller of the wind power plant is mounted on the axis of rotation, characterized in that it contains a small bladed a turbine placed on a vertical axis of rotation above a large bladed turbine, small and large bladed turbines have a constant geometry, small and large turbines are placed inside a cylindrical body, in the bottom of which a deflector is mounted, the upper part of the installation is made in the form of a truncated cone tapering in the upper part, the shaft of the vertical axis of rotation is connected to the electric generator, which is connected to the electric energy storage device, the deflector is connected to the controller, which is configured to issue control commands to open the deflector air ducts, in the case when The rotational speed of the vertical axis shaft is less than the rotational speed required to generate the rated power of the wind turbine and to issue control commands to cover the deflector air ducts, in the case when the rotational speed of the vertical axis shaft is greater than the rotational speed required to generate the rated power of the wind turbine.

Краткое описание чертежей.Brief description of the drawings.

На фиг. 1 показана схема устройства установки.In FIG. 1 shows a diagram of the installation device.

На фиг. 2 показан общий вид установки.In FIG. 2 shows a general view of the installation.

Дополнительно представлены акт экспертного заключения и экспертное заключение по предлагаемой вертикальной ветроэнергетической установки (ВВЭУ).Additionally, an act of expert opinion and an expert opinion on the proposed vertical wind power plant (VVEU) are presented.

На фигурах 1-2 обозначено: 1 - большая лопастная турбина, 2 - малая лопастная турбина, 3 - вертикальная ось вращения турбин, 4 - ветронаправляющий аппарат, 5 - нижняя крышка со встроенным дефлектором; 6 - верхняя часть установки; 7 - электрогенератор, 8 - накопитель электрической энергии, 9 - контроллер ветроэнергетической установки.Figures 1-2 indicate: 1 - large bladed turbine, 2 - small bladed turbine, 3 - vertical axis of rotation of the turbines, 4 - wind deflector, 5 - bottom cover with built-in deflector; 6 - the upper part of the installation; 7 - electric generator, 8 - electric energy storage device, 9 - wind turbine controller.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Вертикальная ветроэнергетическая установка (ВВЭУ) содержит большую лопастную турбину 1 и малую лопастную турбину 2, смонтированные на вертикальной оси вращения 3, при этом, малая лопастная турбина 2 располагается над большой лопастной турбиной 1. Обе турбины размещены внутри ветронаправляющего аппарата 4 выполненного в виде корпуса цилиндрической формы, в днище которого смонтирована нижняя крышка со встроенным дефлектором 5, в нижней части установки, на вертикальной оси вращения 3 смонтирован электрогенератор 7, скоммутированный с накопителем электрической энергии 8 и контроллером ветроэнергетической установки 9. Дефлектор выполнен с возможностью изменения интенсивности потока воздуха поступающего внутрь ветронаправляющего аппарата 4. Верхняя часть установки 6 выполнена в виде усеченного конуса, сужающегося в верхней части. Контроллер ветроэнергетической установки 9 также соединен с дефлектором на нижней крышке установки, с возможностью подачи управляющих команд для регулировки интенсивности потока воздуха, поступающего внутрь ветронаправляющего аппарата 4. Представленная ВВЭУ с вертикальной осью вращения турбин 3 включает большую лопастную турбину 1 и малую лопастную турбину 2, каждая из которых имеет постоянную геометрию. При этом ВВЭУ работает при переменной частоте вращения электрогенератора 7 на постоянных неодимовых магнитах и использует электрический преобразователь с регулятором мощности. Вертикальная ось вращения турбин 3 выполнена с валом ветротурбин на конце. Вал ветротурбин напрямую соединен с ротором синхронного электрогенератора 7, выполненного с возможностью возбуждения от постоянных магнитов. Обмотки электрогенератора 7 подключены к входу диодного выпрямительного моста, выход которого подключен к накопителю электрической энергии 8.The vertical wind power plant (VVEU) contains a large bladed turbine 1 and a small bladed turbine 2 mounted on a vertical axis of rotation 3, while the small bladed turbine 2 is located above the large bladed turbine 1. Both turbines are placed inside the wind deflector 4 made in the form of a cylindrical body form, in the bottom of which the bottom cover with a built-in deflector 5 is mounted, in the lower part of the installation, on the vertical axis of rotation 3, an electric generator 7 is mounted, connected to the electric energy storage device 8 and the wind turbine controller 9. The deflector is made with the ability to change the intensity of the air flow entering the wind guide apparatus 4. The upper part of the installation 6 is made in the form of a truncated cone, tapering in the upper part. The controller of the wind turbine 9 is also connected to the deflector on the bottom cover of the installation, with the possibility of sending control commands to adjust the intensity of the air flow entering the wind guide 4. of which has a constant geometry. In this case, the VVEU operates at a variable speed of the electric generator 7 on permanent neodymium magnets and uses an electric converter with a power controller. The vertical axis of rotation of the turbines 3 is made with a wind turbine shaft at the end. The shaft of the wind turbines is directly connected to the rotor of the synchronous electric generator 7, made with the possibility of excitation from permanent magnets. The windings of the electric generator 7 are connected to the input of the diode rectifier bridge, the output of which is connected to the electric energy storage device 8.

Изобретение используют следующим образом.The invention is used in the following way.

При работе ВВЭУ с изменением скорости воздушного потока изменяется напряжение на выходе электрогенератора 7 и выпрямителя соответственно.During operation of the VVEU with a change in the speed of the air flow, the voltage at the output of the electric generator 7 and the rectifier, respectively, changes.

В предлагаемой ВВЭУ реализована схема, где большая лопастная турбина 1, малая лопастная турбина 2, ветронаправляющий аппарат 4 выполняют роль диффузоров, при этом турбины предназначены для повышения коэффициента местного сопротивления, а верхняя часть установки 6 выполняет роль конфузора. При этом нижняя крышка со встроенными дефлекторами 5 под управлением контроллера ветроэнергетической установки 9 выполняет роль регулятора поступления ветра в установку. Подобная организация воздуховода внутри установки обеспечивает максимальный энергосъем энергии ветра.In the proposed VVEU, a scheme is implemented where a large bladed turbine 1, a small bladed turbine 2, a wind deflector 4 act as diffusers, while the turbines are designed to increase the local resistance coefficient, and the upper part of the installation 6 acts as a confuser. In this case, the bottom cover with built-in deflectors 5 under the control of the controller of the wind power plant 9 acts as a regulator of wind flow into the installation. Such an organization of the air duct inside the installation ensures maximum energy extraction of wind energy.

При малых ветрах (0,5 -1,5 м/с) частота вращения вала вертикальной оси вращения турбин 3 составляет 40-80 об/мин, в таком случае, с электрогенератора вырабатывается выходное напряжение величиной 8 - 10 В, что ниже напряжения на накопителе электрической энергии 8 (6 В). В таком случае, ток в накопителе электрической энергии 8 перестает течь, что приводит к снижению электромагнитного момента электрогенератора 7 на валу вертикальной оси вращения турбин 3. Дефлектор, в таком случае, открыт полностью, а заявленная скорость вращения вала вертикальной оси вращения турбин 3 обеспечивается за счет раскручивания малой лопастной турбины 2.At low winds (0.5 -1.5 m/s), the rotational speed of the shaft of the vertical axis of rotation of the turbines 3 is 40-80 rpm, in this case, an output voltage of 8 - 10 V is generated from the generator, which is lower than the voltage on electric energy storage device 8 (6 V). In this case, the current in the electric energy storage device 8 stops flowing, which leads to a decrease in the electromagnetic moment of the electric generator 7 on the shaft of the vertical axis of rotation of the turbines 3. The deflector, in this case, is fully open, and the declared speed of rotation of the shaft of the vertical axis of rotation of the turbines 3 is provided by spinning a small bladed turbine 2.

При увеличении скорости ветра до 2-12 м/с частота вращения вала вертикальной оси вращения турбин 3 увеличивается до 100 - 800 об/мин, что приводит к увеличению выходного напряжения генератора 12 - 120 В и росту тока в накопителе электрической энергии 8 до 20 - 80 А. Увеличение тока приводит к увеличению электромагнитного момента электрогенератора 7 на валу ветротурбин, что не позволяет ему разгоняться выше определенной частоты вращения (800 об/мин), чем достигается стабилизация вырабатываемой номинальной мощности равной 9,6 кВт. При этом дефлектор обеспечивает поступление ветра в установку, достаточное для поддержания стабильного вырабатываемой номинальной мощности, соответствующей частоте вращения 800 об/мин. При этом контроллер ветроэнергетической установки 9 осуществляет управление дефлектором таким образом, чтобы частота вращения не превышала 800 об/мин. Заявленная скорость вращения вала вертикальной оси вращения турбин 3 обеспечивается, в основном, за счет раскручивания большой лопастной турбины 1. При малых скоростях ветра 0,5 -1,5 м/с обеспечивается поддержание работоспособного состояния ВВЭУ за счет работы малой лопастной турбины 2 и полностью открытого дефлектора, при этом генерации энергии не происходит, в таком случае, частота вращения вала вертикальной оси вращения турбин 3 составляет 40-80 об/мин. При повышении скорости ветра до 2-12 м/с не тратиться дополнительная энергия и время, для раскрутки вала вертикальной оси вращения турбин 3, при этом, частота вращения вала вертикальной оси вращения турбин 3 достигая 800 об/мин, выходит на стабильный режим вырабатываемой номинальной мощности равной 9,6 кВт. Поддержание заданного режима - обеспечивается за счет управления дефлектором. При раскрутке более 800 об/мин контроллером ветроэнергетической установки 9 подается команда на уменьшение интенсивности потока воздуха через дефлектор. При падении оборотов менее 800 об/мин контроллером ветроэнергетической установки 9 подается команда на открытие дефлектора, благодаря чему достигается увеличение интенсивности потока воздуха.With an increase in wind speed up to 2-12 m/s, the frequency of rotation of the shaft of the vertical axis of rotation of the turbines 3 increases to 100 - 800 rpm, which leads to an increase in the output voltage of the generator 12 - 120 V and an increase in the current in the electric energy storage device 8 to 20 - 80 A. An increase in current leads to an increase in the electromagnetic torque of the electric generator 7 on the wind turbine shaft, which does not allow it to accelerate above a certain speed (800 rpm), which achieves stabilization of the generated rated power equal to 9.6 kW. At the same time, the deflector ensures that the wind enters the installation, sufficient to maintain a stable generated rated power corresponding to a rotation frequency of 800 rpm. In this case, the wind turbine controller 9 controls the deflector so that the rotation speed does not exceed 800 rpm. The declared speed of rotation of the shaft of the vertical axis of rotation of the turbines 3 is ensured mainly by spinning the large bladed turbine 1. an open deflector, while no energy is generated, in this case, the rotational speed of the shaft of the vertical axis of rotation of the turbines 3 is 40-80 rpm. When the wind speed rises to 2-12 m/s, additional energy and time are not wasted to spin the shaft of the vertical axis of rotation of the turbines 3, while the rotational speed of the shaft of the vertical axis of rotation of the turbines 3 reaches 800 rpm, reaches a stable mode of the generated nominal power equal to 9.6 kW. Maintaining the specified mode - is provided by controlling the deflector. When spinning up more than 800 rpm, the controller of the wind turbine 9 sends a command to reduce the intensity of the air flow through the deflector. When the speed drops below 800 rpm, the wind turbine controller 9 sends a command to open the deflector, thereby achieving an increase in the intensity of the air flow.

Исходя из вышесказанного, свойства ветротурбин и возможность регулировки интенсивности воздушного потока дефлектором, с формированием вихревого потока на малой ветротурбине посредствам большой ветротурбины, позволяет управлять мощностью ВВЭУ. Based on the foregoing, the properties of wind turbines and the ability to adjust the intensity of the air flow with a deflector, with the formation of a vortex flow on a small wind turbine by means of a large wind turbine, allows you to control the power of the wind turbine.

Использование вышеописанной конструкции ВВЭУ, позволяет осуществлять автоматическое изменение угла раскрытия воздуховодов дефлектора, приводящего к изменению аэродинамических характеристик ветротурбин в соответствие с изменяющейся скоростью ветра. Механизация представленной ВВЭУ с двумя ветротурбинами позволяет наиболее полно использовать энергию ветра в широком диапазоне рабочих скоростей.The use of the above-described design of the VVEU makes it possible to automatically change the opening angle of the deflector air ducts, which leads to a change in the aerodynamic characteristics of wind turbines in accordance with the changing wind speed. The mechanization of the presented VVEU with two wind turbines allows the most complete use of wind energy in a wide range of operating speeds.

Технический результат - повышение эффективности генерации электроэнергии вертикальной ветроэнергетической установкой, достигается за счет того, что ветроэнергетическая установка содержит малую 2 и большую 1 лопастные турбины, обеспечивающие функционирование установки при малой и большой скорости ветра. При этом, турбины имеют постоянную геометрию, что обеспечивает плавный переход в работе установки при переходе от малой к большим скоростям ветра. Большая лопастная турбина 1, малая лопастная турбина 2, ветронаправляющий аппарат 4 выполняют роль диффузоров, а верхняя часть установки 6 выполняет роль конфузора, что существенно повышает эффективность генерации электроэнергии за счет изменения интенсивности потока внутри установки. Также заявленный технический результат достигается благодаря наличию управляемого дефлектора под управлением контроллера ветроэнергетической установки 9, обеспечивающего максимизацию воздушных потоков при малых скоростях ветра и стабильную работы в режиме номинальной мощности - без перегрузок установки.EFFECT: increasing the efficiency of electricity generation by a vertical wind power plant is achieved due to the fact that the wind power plant contains small 2 and large 1 bladed turbines, which ensure the operation of the installation at low and high wind speeds. At the same time, the turbines have a constant geometry, which ensures a smooth transition in the operation of the plant during the transition from low to high wind speeds. The large bladed turbine 1, the small bladed turbine 2, the wind deflector 4 act as diffusers, and the upper part of the installation 6 acts as a confuser, which significantly increases the efficiency of electricity generation by changing the flow intensity inside the installation. Also, the claimed technical result is achieved due to the presence of a controlled deflector under the control of the wind turbine controller 9, which maximizes air flows at low wind speeds and stable operation in the rated power mode - without overloading the installation.

Заявителем в 2022 году было изготовлено заявленное устройство. Математическое моделирование его функционирования и опытная эксплуатация, подтвердила заявленный технический результат. Повышение эффективности генерации электроэнергии вертикальной ветроэнергетической установкой в диапазоне скоростей ветра на входе установки от 0,5 до 12 м/с составило в среднем 45%.The applicant manufactured the claimed device in 2022. Mathematical modeling of its functioning and trial operation confirmed the claimed technical result. An increase in the efficiency of electricity generation by a vertical wind power plant in the range of wind speeds at the installation inlet from 0.5 to 12 m/s averaged 45%.

Пример реализацииImplementation example

При апробации заявленного решения, в контроллере ветроэнергетической установки 9 был встроен частотомер вала вертикальной оси вращения турбин. При этом в контроллер ветроэнергетической установки 9 был настроен таким образом, что при частоте вращения вала до 800 об/мин дефлектор находился в полностью открытом состоянии, обеспечивая беспрепятственное прохождение воздуха через воздуховод в корпус установки. При частоте вращения от 800 об/мин до 850 об/мин дефлектор изменял угол наклона дефлектора так, чтобы обеспечить прохождение воздушного потока с 50% интенсивностью, относительно входящего. При частоте вращения более 850 об/мин контроллер изменял угол наклона дефлектора так, чтобы обеспечить закрытие воздуховодов дефлектора. Вышеописанная настройка контролера является примером реализации и не ограничивает область действия патента при других настройках регулировки интенсивности потока воздуха на входе установки.When approbating the claimed solution, the frequency meter of the shaft of the vertical axis of rotation of the turbines was built into the controller of the wind power plant 9. At the same time, the wind turbine controller 9 was configured in such a way that at a shaft speed of up to 800 rpm, the deflector was in a fully open state, ensuring unhindered passage of air through the air duct into the installation housing. At a rotation frequency of 800 rpm to 850 rpm, the deflector changed the angle of the deflector in such a way as to ensure the passage of the air flow with 50% intensity relative to the incoming one. At a speed of more than 850 rpm, the controller changed the angle of the deflector in such a way as to ensure the closing of the deflector air ducts. The controller setting described above is an example of implementation and does not limit the scope of the patent for other settings for adjusting the intensity of the air flow at the inlet of the installation.

Дополнительно представлены акт экспертного заключения и экспертное заключение по предлагаемой ВЭУ. Приведенные документы подтверждают заявленную эффективность.Additionally, an act of expert opinion and an expert opinion on the proposed wind turbine are presented. These documents confirm the declared effectiveness.

Claims (1)

Вертикальная ветроэнергетическая установка, характеризующаяся тем, что содержит большую лопастную турбину, размещаемую на оси вращения внутри корпуса цилиндрической формы, при этом на оси вращения смонтирован электрогенератор, соединенный с контроллером ветроэнергетической установки, отличающаяся тем, что содержит малую лопастную турбину, размещенную на вертикальной оси вращения над большой лопастной турбиной, малая и большая лопастные турбины имеют постоянную геометрию, малая и большая турбины размещены внутри корпуса цилиндрической формы, в днище которого смонтирован дефлектор, верхняя часть установки выполнена в виде усеченного конуса, сужающегося в верхней части, вал вертикальной оси вращения соединен с электрогенератором, который соединен с накопителем электрической энергии, дефлектор соединен с контроллером, который выполнен с возможностью подачи управляющих команд для открытия воздуховодов дефлектора, в случае, когда частота вращения вала вертикальной оси вращения меньше частоты вращения, требуемой для выработки номинальной мощности ветроэнергетической установки и подачи управляющих команд для прикрытия воздуховодов дефлектора, в случае, когда частота вращения вала вертикальной оси вращения больше частоты вращения, требуемой для выработки номинальной мощности ветроэнергетической установки.A vertical wind power plant, characterized in that it contains a large bladed turbine placed on the axis of rotation inside a cylindrical body, while an electric generator is mounted on the axis of rotation, connected to the controller of the wind power plant, characterized in that it contains a small bladed turbine placed on the vertical axis of rotation above the large bladed turbine, the small and large bladed turbines have a constant geometry, the small and large turbines are placed inside a cylindrical housing, in the bottom of which a deflector is mounted, the upper part of the installation is made in the form of a truncated cone, tapering in the upper part, the shaft of the vertical axis of rotation is connected to electric generator, which is connected to the electric energy storage device, the deflector is connected to the controller, which is configured to issue control commands to open the deflector air ducts, in the case when the rotational speed of the shaft of the vertical rotation axis is less than the frequency of rotation required to generate the rated power of the wind turbine and supply control commands to cover the deflector air ducts, in the case when the rotational speed of the shaft of the vertical axis of rotation is greater than the rotational speed required to generate the rated power of the wind turbine.
RU2022129562A 2022-11-15 Vertical wind power plant RU2791360C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2791360C1 true RU2791360C1 (en) 2023-03-07

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101813061A (en) * 2009-02-25 2010-08-25 王川 Pendulum speed control wind driven generator
RU106920U1 (en) * 2011-03-30 2011-07-27 Алексей Вадимович Бунякин WIND POWER PLANT
RU2663928C1 (en) * 2017-03-29 2018-08-13 Равиль Биктимирович Актуганов "potok" turbogenerator
CN114087123A (en) * 2021-12-02 2022-02-25 华北水利水电大学 Shaftless wind driven generator, maximum power tracking power generation and grid connection decoupling control method
CN114922774A (en) * 2022-05-12 2022-08-19 黄德荣 Wind wheel and wind power system with vertical ear type fan blades

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101813061A (en) * 2009-02-25 2010-08-25 王川 Pendulum speed control wind driven generator
RU106920U1 (en) * 2011-03-30 2011-07-27 Алексей Вадимович Бунякин WIND POWER PLANT
RU2663928C1 (en) * 2017-03-29 2018-08-13 Равиль Биктимирович Актуганов "potok" turbogenerator
CN114087123A (en) * 2021-12-02 2022-02-25 华北水利水电大学 Shaftless wind driven generator, maximum power tracking power generation and grid connection decoupling control method
CN114922774A (en) * 2022-05-12 2022-08-19 黄德荣 Wind wheel and wind power system with vertical ear type fan blades

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3368536B1 (en) Fluid power generator
US20100060001A1 (en) Wind turbine safety system and methods
KR101515642B1 (en) Wind and updraft turbine
KR101849052B1 (en) Ventilator using wind power induced by direction key and non-powered fan driving system
US20090060744A1 (en) Vertical Axis Self-Breaking Wind Turbine
JP2001517282A (en) Direct-drive low-speed wind turbine
ES2900555T3 (en) Improvements in the stabilization of hydraulic machines with characteristic with zone in S
WO2020083940A1 (en) Wind turbine
RU2791360C1 (en) Vertical wind power plant
KR102026954B1 (en) System of wind focus type electricity from wind energy
CN105649871A (en) Double-blade vertical-axis wind power generator
ES2969541T3 (en) Power increase rate control
KR100935713B1 (en) Wind power generator
US20100060002A1 (en) Wind turbine direct current control system and methods
RU2352809C1 (en) Bolotov's wind-driven electric plant
CN209692367U (en) A kind of wind power generating set double-feed current transformer bimodulus operating control device
RU193554U1 (en) ELECTRICITY POWER MODULE
EP0206750A1 (en) An improved wind energy convertor
CN218062515U (en) Novel water guide mechanism
RU2738294C1 (en) Wind-driven electric power station based on high-rise building
US20230366378A1 (en) Wind turbine for generating electrical energy from exhaust energy and a system thereof
Balashanmugam et al. Power generation from small wind mill
RU2162545C2 (en) Self-controlled windwheel
WO2018146069A1 (en) A vertical axis wind turbine, and method for operating such a wind turbine
KR101418673B1 (en) Louver guided wind turbine