Ветроэнергетическая установка

Ветроэнергетическая установка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для повышения мощности ветроэнергетической установки, надежности и долговечности конструкции и обеспечения работы при слабом ветре. Парус 1 соединен канатами 2 с барабаном 3, связанным с электрической машиной 4. На вход управляющего устройства 6 поступает информация от электрических машин 4 и датчиков угла поворота их осей, а также о направлении и скорости ветра. Управляющие сигналы от устройства 6 поступают с его выхода к преобразователям 5 электрической энергии, которые соединены с электрическими машинами со стороны входа, а на выходе - друг с другом и подают энергию в сеть напряжения. Парус может быть выполнен в виде аэростата с перегородками, в виде нескольких секций, соединенных между собой, в форме звезды, многоугольника или кольцевым. Парус имеет дополнительные канаты, соединяющие между собой его отдельные точки, что повышает надежность конструкции установки. Упрощение конструкции и повышение ее долговечности достигается за счет выполнения барабанов в виде роторов электрических машин, а канатов - в виде лент, ширина которых равна длине барабана. При циклических движениях паруса увеличивается площадь ометаемой поверхности, что повышает мощность установки. 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю F 03 D 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ЕН 0ЮБИ иа й6К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4489556/25-06 (22) 03.10.88 (46) 07.09.90.Бюл. М 33 (72) К.Т.Михайлуца и Е.Ф.Новиков (53) 621.548.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1216416, кл. F 03 0 5/00, 1984. . (54) ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА (57) Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для повышения мощности ветроэнергетической, установки, надежности и долговечности конструкции и обеспечения работы при слабом ветре. Парус 1 соединен канатами 2 с барабаном 3. связанным с электрической машиной 4. На вход управляющего устройства 6 поступает информация от электрических машин 4 и датчиков угла поворота их осей, а также q направлении и скорости ветра. Управляющие сигналы от устройства 6,, Я „, 1590628 А1 поступают с его выхода к преобразователям

5 электрической энергии, которые соединены с электрическими машинами со стороны входа. а на выходе — друг с другом и подают энергию е сеть напряжения. Парус может быть выполнен в виде аэростата с перегородками, в виде нескольких секций, соединенных между собой, в форме звезды, . многоугольника или кольцевым. Парус имеет дополнительные канаты, соединяющие между собой его отдельные точки, что повышает надежность конструкции установки.

Упрощение конструкции и повышение ее долговечности достигается за счет выполнения барабанов в виде роторов электрических машин, а канатов — в виде лент, ширина которых равна длине барабана. При циклических движениях паруса увеличивается

- площадь аметаемой поверхности, что поды шает мощность установки, 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

1590628

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для получения электроэнергии, Цель изобретения — повышение мощности установки, а также повышение надежности конструкции установки, обеспечение работы при слабом ветре, упрощение конструкции установки и повышение еедолговечности.

На фиг.1 представлена механическая схема ветроэнергетической установки; на фиг.2 — структурная схема установки; на фиг.3 — соединение аэростатов с парусом; на фиг.4 — выполнение парусов в форме

: звезды или многоугольника; на фиг.5 — выполнение паруса кольцевым и размещение на нем дополнительных канатов.

Ветроэнергетическая установка содержит парус 1, соединенный канатом 2 с барабаном 3, связанным с электрической машиной 4. Установка снабжена преобразователями 5 электрической энергии, управляющим устройством 6 и по крайней мере двумя дополнительными электрическими машинами 4 с барабанами 3 и канатами 2, . прикрепленными к различным точкам пару са 1, причем барабаны 3 снабжены датчика ми угла поворота их осей (не показано), вход управляющего устройства 6 соединен с выходами датчиков и электрическими машинами 4, выход — с входами преобразователей 5 электрической энергии, другие входы которых связаны с электрическими машинами 4; а выходы — между собой и с потребителем.

Кроме того, парус 1 выполнен в виде аэростата 7 (фиг.3), а аэростат 7 снабжен перегородками (не показаны). Парус 1 может быть выполнен также в виде нескольких секций, соединенных между собой (фиг. 4 и

5). Возможно также выполнение паруса 1 в форме звезды, многоугольника или кольцевым. Парус 1 также снабжен дополнительными канатами 8, соединяющими между собой его отдельные точки, Аэростаты 7 связаны с канатами 2. Барабаны 3 выполнены в виде роторов (не показаны) электрических машин 4, а каждый канат 2 выполнен в виде ленты(не показана), ширина которой равна длине барабана.

Установка работает следующим образом.

Канаты 2 наматываются или сматываются с барабанов 3 при движении паруса 1 под действием ветра. Когда канат 2 сматывается с барабана 3, электрическая машина 4, связанная механически с этим барабаном, вырабатывает электрическую энергию, которая поступает в сеть через преобразователь 5 электрической энергии. Когда ка5

15 нат 2 наматывается на барабан 3, электрическая машина 4 потребляет энергию от сети либо через тот же преобразователь 5 если он обеспечивает передачу энергии в обе стороны, либо через другой преобразователь (не показан). Режимы работы электрических машин 4 и преобразователей 5 регулируются управляющим устройством 6, на вход которого постувает информация о направлении и скорости ветра на той высоте, на которой находится парус 1.

Если скорость движения паруса 1 относительно земли меньше, чем скорость движения ветра, то ветер оказывает давление на парус 1. Если парус 1 ориентирован наклонно относительно направления ветра, То давление ветра на парус 1 имеет составляющую, направленную поперек направления действия ветра, Изменяя длину канатов 2 путем вращения барабанов 3, всегда можно ориентировать парус 1 наклонно относительно направления ветра.

Вращая барабан 3 и контролируя длину канатов при помощи датчиков угла поворота, можно придать парусу 1 движение, направленное поперек направления ветра беэ изменения его ориентации относительна направления ветра. Составляющая усилия, оказываемого ветром на парус 1; направ30 ленная поперек направления ветра, будет при этом производить работу. Эта работа через канаты 2 и барабаны 3 передается электрическим машинам 4, которые вырабатывают электрический ток. При этом некото35 рые из канатов 2 наматываются на барабаны 3. Электрические машины 4, соединенные с этими барабанами, потребляют электроэнергию, Остальные канаты сматы. ваются с барабанов 3. и электрические ма40 шины, соединенные с этими барабанами, вырабатывают электроэнергию, количество которой превышает потребляемую другимв машинами. Это следует иэ закона сохранения энергии: энергия, передаваемая пару45 сом 1 на канаты 2, должна куда-то расходоваться. КПД барабанов 3, электрических машин 4 и преобразователей 5 достигает достаточно больших значений (более

90-95%}. Следовательно. потери в рассмат50 риваемой системе не могут поглотить всю энергию, получаемую от паруса 1. Часть энергии, получаемой от паруса 1, направляется в сеть напряжения через преобразователи 5.

55 Когда какой-либо из канатов 2 смотан с барабана 3 на максимально допустимую длину, ориентация. паруса 1 относительно направления ветра изменяется таким обрэзом, что угол атаки паруса 1 относительнк ветра изменяется на противоположный гк

1590628 знаку, после чего н направление движения 2. Устан паруса 1 относительно Земли та ли также меня- с я т . Установка по п.1, о т л и ч а ичающаяется на противоположн

Вз ное. я тем, что парус выполне н . та, я т, н в виде аэростаВ ависимости от направления и скорости ветра по сигналам от управляющего с3. Установка по п.2, о т л и ч а ю щ а я— . тройства 6 и щего ус- с я тем, что аэ канатов 2 щ ° po снабжен пеp op длин ми. одка, а также скорости их намат наба аб р баны 3 и сматывания с них. В ез льтывания 4, Уст дновка поп.1,отличаю эятате этого о и риентация паруса 1 в прос них. резуль- с я тем, что па рус выполнен в виде неско чающаястве, а остран- ких сек ий кольпе еме также направление и и скорость 10 5. Устан ц, соединенных между соб й. р щения паруса выполняются таким тановкапоп4.отличаю аяо . образом, что и происходит максимальный отяются таким с я тем, что па с арус имеет форму звезды. чающаябор энергии ветра. и от- 6. Установка по п.4, о т ..отличающаяс я тем. что парус имеет о м м

Форм л угольника. т ьорму многомула изобретения 15

1. Вет о

7. Установк держащая па рус, соединенный канатом с ка, со- с я тем. что. па рус выполнен кольцевым, барабаном, связанным с эле электрической ма- щ а м с 8. Установка по пп.1 — 7 — отличаюшиной, отл и ч а ю щаяся тем,что,сцелью эле - щ а я с я тем, чт о. с целью повышения надежности б 20 б управляю скои энергии, ми меж с е в щим устройством и по кр ду собой его отдельные точ и с арабанами и канатами. прио, с целью обеспечения работы крепленными к а

pe ycaoa c 6e a и- при слабом вет причем барабаны снабжен ны датчиками угла 10. Уста аэростатами, связанными и с канатами. поворота их осей, вход управляю . Установка по п.1. о т л и ч а ройства cîå ине щего уст- с я тем, что, с ющаяо, с целью упрощения констр кции барабаны выполне нами, выход — с входаны в виде ротв в укми преобразователей — электрических машин, и электрической энер- 30 элект ич р ескими машинами, а вы о х связаны с .с я тем чт, ыходы — меж- но т, то, с целью повышени ича ющаян я долговечду собой и с потребителе м. сти, каждый канат выпо т, лнен в виде ленты, ширина которой равна длине барабана.

1I590628

Фиг.4

1590628

Составитель В, Мосалев

Техред М.Моргентал Корректор О. Кравцова

Редактор Л. Зайцева

Производственно-издательский комбинат:"Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2620 Тираж 356 Подписное

ЗНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5