Способ генерации электроэнергии на основе накопления энергии, использующий природную энергию, и система генерации электроэнергии

Способ генерации электроэнергии на основе накопления энергии, использующий природную энергию, и система генерации электроэнергии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к системе генерации электроэнергии на основе накопления энергии и, в частности, относится к способу генерации электроэнергии на основе накопления энергии, с использованием природного энергетического ресурса ветра, и к системе генерации электроэнергии, реализующей указанный способ.

Уровень техники

Системы генерации электроэнергии на основе энергии ветра привлекают большое внимание во всем мире и в последнее время, ввиду неисчерпаемости энергии ветра, в этом направлении были сделаны огромные достижения. В стадию промышленного использования уже вошли и обычный ветровой генератор с лопастями, приводимыми в действие естественным ветром, и генератор, приводимый в действие механической энергией, преобразованной из солнечной энергии. Но все вышеуказанные конструкции, использующие энергию ветра и солнечную энергию, обладают недостатками, например зависимостью от естественных условий ветровой обстановки и солнечного излучения, сложной структурой и низким коэффициентом полезного действия. Здесь описаны средства использования комбинации энергии ветра с солнечной энергией, направленные на устранение указанных недостатков.

В настоящее время самая сложная техническая проблема при генерации электроэнергии на основе нестабильных источников природной энергии, таких как солнечная энергия, энергия ветра и т.д., состоит в невозможности получения стабильной электрической выходной мощности. Этот недостаток еще более очевиден при соединении с общественной электрической энергосистемой. Хотя в современных ветровых электростанциях и используется дорогая система согласования частоты, эта техническая проблема еще не имеет удовлетворительного решения. Это одно из узких мест, препятствующих широкому использованию такой экологически чистой энергии, как энергия ветра.

В заявке на патент Китая CN 201110259228.9 описан способ генерации электроэнергии на основе операций накопления и разделения энергии с использованием сжатого воздуха и устройства генерации электроэнергии. Способ генерации электроэнергии на основе операций накопления и разделения энергии с использованием сжатого воздуха содержит шаги, на которых: ветровое колесо преобразует кинетическую энергию ветра в механическую энергию; ветровое колесо запускает воздушный компрессор и производит сжатый воздух; сжатый воздух накапливают в резервуаре для хранения воздуха; сжатый воздух приводит в действие воздушный двигатель или паровую турбину; воздушный двигатель или паровая турбина приводит в действие генератор для генерации электроэнергии; а затем накапливают избыточную электроэнергию. Использующее сжатый воздух устройство генерации электроэнергии на основе накопления энергии ветра содержит ветровое колесо, увеличивающую скорость коробку передач, воздушный компрессор, резервуар для хранения воздуха, электрораспределитель, воздушный двигатель или паровую турбину и генератор. Хотя этот способ и устройство могут решить проблему со стабильностью электрической выходной мощности, но имеет место большой недостаток, связанный с производительностью и размерами электростанции, поскольку они могут быть применены только к малым электростанциям при достаточной энергии ветра.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение направлено на создание способа нового поколения, использующего природную энергию, в котором природная энергия, такая как энергия ветра, солнечная энергия, световая энергия, ночная солнечная энергия, геотермальная энергия, циклическая энергия механического тепла преобразуется сначала в энергию сжатого воздуха, а затем сжатый воздух рассматривают как источник мощности, подающий электроэнергию в электрическую сеть или подающий энергию для транспортных средств, так что наблюдаемая при известном уровне техники и связанная с нестабильным природным ресурсом техническая проблема решена здесь посредством технического решения с более низкой стоимостью, причем устранено узкое место, препятствующее использованию энергии ветра.

Настоящее изобретение также направлено на выполнение системы генерации электроэнергии, использующей природную энергию и реализующей вышеуказанный способ, такой как система генерации электроэнергии на основе энергии ветра.

Для достижения вышеуказанной цели настоящее изобретение сначала реализует способ генерации электроэнергии с использованием природной энергии системы генерации и накопления электроэнергии на основе накопления энергии, в котором использована объединенная электростанция для генерации электроэнергии и приведения в действие устройства сжатия воздуха, а также использовано устройство сжатия воздуха для получения сжатого воздуха в качестве среды аккумулирования энергии с последующим хранением сжатого воздуха в N группах устройств для хранения воздуха, причем затем сжатый воздух полагают основным источником движущей силы или вспомогательным источником движущей силы для других электростанций, чтобы достигнуть функции стабилизации и регулирования компенсации пиковой нагрузки.

Предпочтительно, чтобы указанная использующая объединенную энергию электростанция представляла собой ветровую электростанцию, причем, в частности, предпочтительно, чтобы она представляла собой использующую объединенную энергию электростанцию с воздуховодной шахтой.

Предпочтительно, чтобы указанная использующая объединенную энергию электростанция с воздуховодной шахтой генерировала электроэнергию посредством ветрового генератора, приводящего в действие воздушный компрессор, а сжатый воздух хранился в резервуарах для хранения воздуха; указанные резервуары для хранения воздуха присоединены к другим электростанциям, количество которых больше одной, причем сжатый воздух поступает на электростанцию в качестве основного источника движущей силы или в качестве источника для регулирования компенсации пиковой нагрузки.

Предпочтительно, чтобы указанная использующая объединенную энергию электростанция представляла собой гидроэлектростанцию.

Предпочтительно, чтобы указанная использующая объединенную энергию электростанция представляла собой электростанцию, использующую энергию волн.

Предпочтительно, чтобы указанная использующая объединенную энергию электростанция представляла собой электростанцию, использующую энергию приливов и отливов.

Предпочтительно, чтобы давление указанного сжатого воздуха составляло 120-180 атмосфер.

В настоящем изобретении также предложена использующая объединенную энергию система генерации электроэнергии на основе накопления энергии, которая содержит использующую природную энергию электростанцию на основе накопления энергии, причем указанная использующая естественную энергию электростанция на основе накопления и хранения энергии присоединена к устройству сжатия воздуха для создания сжатого воздуха в качестве среды аккумулирования энергии, а устройство сжатия воздуха присоединено к устройству для хранения воздуха, в котором хранится сжатый воздух, причем указанное устройство для хранения воздуха дополнительно присоединено к другим электростанциям, чтобы подавать энергию для стабильной генерации электроэнергии и регулировки компенсации пиковой нагрузки электростанции.

Предпочтительно, чтобы указанная использующая природную энергию электростанция на основе накопления энергии представляла собой гидроэлектростанцию.

Предпочтительно, чтобы указанная использующая природную энергию электростанция на основе накопления и хранения энергии представляла собой электростанцию, использующую энергию волн.

Предпочтительно, чтобы указанная использующая природную энергию электростанция на основе накопления и хранения энергии представляла собой электростанцию, использующую энергию приливов и отливов.

Предпочтительно, чтобы указанная использующая природную энергию электростанция на основе накопления и хранения энергии представляла собой использующую природную энергию электростанцию с воздуховодной шахтой.

Предпочтительно, чтобы указанная использующая природную энергию электростанция с воздуховодной шахтой содержала установленный в ней ветровой генератор, причем ветровой генератор присоединен к устройству сжатия воздуха, а устройство сжатия воздуха присоединено к устройству для хранения воздуха, используемому для хранения сжатого воздуха, и устройство для хранения воздуха дополнительно присоединено к другим электростанциям.

Предпочтительно, чтобы указанная другая электростанция представляла собой использующую объединенную энергию электростанцию с воздуховодной шахтой.

Предпочтительно, чтобы указанная использующая природную энергию электростанция с воздуховодной шахтой содержала воздушный двигатель, установленный в воздуховодной шахте, а выходной конец устройства для хранения воздуха был присоединен к входному концу воздушного двигателя.

Предпочтительно, чтобы указанный воздушный двигатель был присоединен к ветровому генератору указанной использующей объединенную энергию электростанции с воздуховодной шахтой посредством механического или электрического передаточного механизма.

Предпочтительно, чтобы указанная другая электростанция представляла собой электростанцию, использующую напорный турбогенератор, причем входной конец напорного турбогенератора присоединен к выходному концу устройства для хранения воздуха.

Предпочтительно, чтобы указанная другая электростанция представляла собой электростанцию, использующую лопастной ветровой генератор.

Указанный лопастной ветровой генератор предпочтительно содержит приводное устройство воздушной турбины, соединенное с приводным валом, причем входной конец приводного устройства воздушной турбины присоединен к выходному концу резервуара для хранения воздуха.

Предпочтительно, чтобы указанное устройство для хранения воздуха представляло собой N групп стальных железобетонных резервуаров для хранения воздуха, количество которых превышает единицу, способных выдерживать давление 120-180 атмосфер, и удовлетворяющую действующим в настоящее время гражданским стандартам на работающее под давлением оборудование емкость для воздуха, представляющую собой обернутую углеволокном емкость с облицовкой из алюминиевого сплава и клеем из эпоксидной смолы, выдерживающую давление 42 МПа.

В предпочтительном примере осуществления настоящего изобретения также предложена использующая объединенную энергию электростанция, содержащая воздуховодную шахту, которая перпендикулярна земле и на основании которой установлено несколько подводящих каналов, камеру для предварительного нагрева солнечным излучением, нижняя поверхность которой расположена на одном уровне с нижней поверхностью воздуховодной шахты, а верхняя поверхность которой расположена выше указанных подводящих каналов, окружающих указанное основание, по меньшей мере один ветровой генератор с воздушным приводным устройством, установленный в воздуховодной шахте, причем указанная камера для предварительного нагрева солнечным излучением содержит тепловой коллектор и оптический коллектор, который собирает солнечный свет к тепловому коллектору, устройство регулировки пиковой нагрузки, содержащее электрический воздушный компрессор, устройство зарядки и разрядки и устройство управления распределением энергии, присоединенное к указанному ветровому генератору, причем воздушный компрессор присоединен к группе резервуаров для хранения воздуха посредством трубопровода, отверстия для впуска воздуха, соответствующие указанным подводящим каналам, выполнены вокруг указанной камеры для предварительного нагрева солнечным излучением, связаны с указанными подводящими каналами через основной ветровой канал и дополнительно снабжены вентиляторами, сжимающими и подающими воздух в камеру для предварительного нагрева солнечным излучением.

Предпочтительно, чтобы верхняя поверхность камеры для предварительного нагрева солнечным излучением представляла собой верхнюю поверхность из прозрачного стеклянного покрытия, а указанная нижняя поверхность представляла собой рефлектор, способный отражать оптическое излучение вовнутрь.

Предпочтительно, чтобы указанная камера для предварительного нагрева солнечным излучением содержала трехслойную круговую окружающую стенку, расположенную концентрически и кольцеобразно с образованием трех групп концентрических и кольцевых пространств, причем каждая группа указанных пространств разделена на три слоя указанной верхней поверхностью, а двухслойная обшивка, образуемая оптическим коллектором, помещенным между верхней поверхностью и нижней поверхностью, разделена тремя слоями; каждый кольцевой канал снабжен каналом теплового потока, соединенным с основным ветровым каналом.

Предпочтительно, чтобы указанный оптический коллектор представлял собой собирающую линзу.

Предпочтительно, чтобы указанный тепловой коллектор представлял собой основанную на циклах аккумулирующую теплоту трубку, сообщающуюся с жидкой аккумулирующей теплоту средой и заполненную такой средой.

Предпочтительно, снаружи указанной камеры для предварительного нагрева солнечным излучением выполнен жидкостной солнечный тепловой коллектор, который присоединен к указанной основанной на циклах собирающей теплоту трубке.

Предпочтительно, чтобы указанная основанная на циклах собирающая теплоту трубка была дополнительно подсоединена к системе отвода тепла посредством жидкостного охлаждения воздушного компрессора.

Предпочтительно, чтобы указанная основанная на циклах собирающая теплоту трубка была дополнительно присоединена к наземному тепловому насосу, входящему в подземную систему водяного отопления.

Предпочтительно, более чем один воздушный двигатель, используемый для приведения в действие указанного ветрового генератора, установлен в воздуховодной шахте и присоединен к указанному резервуару для хранения воздуха, причем указанные воздушные двигатели присоединены к указанному ветровому генератору через механический или электрический передаточный механизм.

Предпочтительно, чтобы указанный вентилятор был присоединен к пневматическому двигателю и электродвигателю, причем пневматический двигатель присоединен к указанному резервуару для хранения воздуха, а электродвигатель присоединен к устройству зарядки и разрядки.

Предпочтительно, чтобы ветровой генератор, используемый в вышеуказанной электростанции с воздуховодной шахтой, представлял собой устройство, установленное внутри воздуховодной шахты и содержащее устройство сужения воздуховода с суженной частью; причем генератор установлен в этом устройстве сужения, а рабочее колесо, приводящее в действие генератор для совершения поворота, размещено в месте с наименьшим диаметром в суженной части указанного устройства сужения воздуховода, причем рабочее колесо присоединено к оси ротора генератора, ось ротора проходит через генератор, открытый конец оси ротора присоединен к нагнетательной турбине и относительно указанного рабочего колеса ось ротора идет во впускном направлении указанного устройства сужения.

Предпочтительно, чтобы входное отверстие и выходное отверстие устройства сужения воздуховода были одинаковы, а его внешняя стена имела цилиндрическую форму.

Предпочтительно, чтобы две стороны продольного сечения боковой стены указанного устройства сужения воздуховода были в виде симметричных гладких плавно изменяющихся кривых с направленной внутрь выпуклой частью, причем эта гладкая плавно изменяющаяся кривая формирует указанную суженную часть.

Предпочтительно, чтобы указанная симметричная гладкая плавно изменяющаяся кривая представляла собой симметричную гиперболу.

Предпочтительно, чтобы площадь поперечного сечения указанного ветрового генератора составляла меньше 50% от площади поперечного сечения воздуховодной шахты или была равна 50%.

Предпочтительно, чтобы указанное устройство сужения воздуховода было установлено коаксиально с воздуховодной шахтой.

Предпочтительно, чтобы составная структура указанного генератора с рабочим колесом и нагнетательной турбиной полностью находилась внутри линии внешнего контура указанного устройства сужения воздуховода.

Предпочтительно, чтобы указанное рабочее колесо было присоединено к осям ротора генератора посредством передаточного механизма, используемого для увеличения частоты.

Предпочтительно, чтобы указанная нагнетательная турбина содержала передаточный механизм, используемый для регулирования угловой частоты нагнетательной турбины между осями ротора.

Предпочтительно, чтобы указанный генератор представлял собой генератор переменной частоты на постоянных магнитах.

Электростанция с воздуховодной шахтой использует объединенную энергию согласно настоящему изобретению, в которой использовано любое из вышеуказанных ветровых генераторов.

Что касается конструкции ветровой башни, использующей объединенную энергию электростанции с воздуховодной шахтой согласно настоящему изобретению, то предпочтителен следующий вид ветровой башни: несколько групп опорных колец воздуховодной шахты, окружающих внешнюю стену воздуховодной шахты, установлены сверху донизу, несколько точек соединения воздуховодной шахты равномерно распределены вдоль окружности на каждой группе опорных колец воздуховодной шахты; стена несущей конструкции содержит несколько групп опорных колец несущей конструкции в положениях, соответствующих указанным поддерживающим кольцам воздуховодной шахты, кроме того, точки соединения несущей конструкции равномерно распределены вдоль окружности на указанных опорных кольцах несущей конструкции; указанная точка соединения воздуховодной шахты соединена с точкой соединения несущей конструкции, причем сохранена одинаковая высота вдоль опорного стержня, один конец указанного опорного стержня соединен с указанной точкой соединения воздуховодной шахты, а другой конец соединен с точкой соединения несущей конструкции на боковой стене несущей конструкции, причем все опорные стержни симметрично распределены в плоскости.

Предпочтительно, чтобы восемь точек соединения опорного кольца воздуховодной шахты были равномерно распределены вдоль окружности на указанном опорном кольце воздуховодной шахты по отдельности и двенадцать точек соединения несущей конструкции были равномерно распределены вдоль окружности на указанном опорном кольце несущей конструкции по отдельности. На двух соответствующих опорных кольцах одинаковой высоты четыре равномерно распределенные точки соединения воздуховодной шахты и соответствующие им четыре точки соединения несущей конструкции образуют крестообразную форму посредством четырех прямолинейных опорных стержней, распределенных вдоль радиального направления, указанные точки соединения несущей конструкции присоединены к точкам соединения воздуховодной шахты посредством наклонных опорных стержней и образуют симметричную конструкцию в форме восьмиугольника. Предпочтительно, чтобы указанная несущая конструкция представляла собой конструкцию в виде стальной фермы или железобетонной конструкции; причем воздуховодная шахта представляет собой железобетонную конструкцию.

Предпочтительно, чтобы воздуховодная шахта представляла собой сращенную конструкцию с предварительно разбитой на секции железобетонной трубой.

Предпочтительно, чтобы указанная конструкция в виде стальной фермы была облицована легкими композитными панелями.

Предпочтительно, чтобы указанная легкая композитная панель представляла собой цветную композитную панель из стали и пены полиуретана.

Предпочтительно, чтобы воздуховодная шахта была выполнена посредством сращивания предварительно разбитой на секции железобетонной трубы.

Предпочтительно, чтобы все опорные кольца воздуховодной шахты или одно такое опорное кольцо воздуховодной шахты, указанное опорное кольцо несущей конструкции, опорный стержень были выполнены посредством двутавровой балки.

Настоящее изобретение описывает использующую объединенную энергию электростанцию с воздуховодной шахтой, в которой для ветровой башни использована любая из вышеуказанных конструкций.

Что касается звукопоглощающего устройства, используемого в использующей объединенную энергию электростанции с воздуховодной шахтой в соответствии с настоящим изобретением, то предпочтительно звукопоглощающее устройство, установленное наверху воздуховодной шахты электростанции, причем звукопоглощающее устройство покрывает отверстие для выпуска воздуха из воздуховодной шахты и имеет сообщение с указанной воздуховодной шахтой.

Предпочтительно, чтобы указанное звукопоглощающее устройство содержало торцевую крышку, установленную сверху ветровой башни, причем звукопоглощающее устройство содержит несколько рассредоточенных выхлопных отверстий.

Предпочтительно, чтобы указанное звукопоглощающее устройство содержало несколько групп расположенных с некоторым интервалом и коаксиально цилиндрических шумоглушительных труб, причем несколько горизонтальных выхлопных отверстий выполнены на шумоглушительных трубах; указанные торцевые крышки покрывают самую выдающуюся во внешнем направлении из указанных шумоглушительных труб с некоторым интервалом; нижнее отверстие шумоглушительной трубы связано с верхним концом воздуховодной шахты.

Предпочтительно, чтобы горизонтальные выхлопные отверстия, выполненные на указанных соседних шумоглушительных трубах, были расположены в шахматном порядке относительно друг друга.

Предпочтительно, чтобы указанная шумоглушительная труба представляла собой цилиндрическую конструкцию, содержащую больше трех слоев, по отдельности коаксиально установленных относительно воздуховодной шахты.

Предпочтительно, чтобы общая площадь выхлопных отверстий на шумоглушительной трубе каждого слоя была больше или равна площади поперечного сечения выходного отверстия воздуховодной шахты.

Предпочтительно, чтобы указанные выхлопные отверстия представляли собой круговые отверстия.

Предпочтительно, чтобы указанные выхлопные отверстия представляли собой соединения в виде канавки.

Что касается указанного звукопоглощающего устройства, то оно содержит полый конусообразный конец, причем несколько выхлопных отверстий выполнены на конусной поверхности конусообразного конца.

Предпочтительно, чтобы верхний конец указанного полого конусообразного конца содержал устройство грозозащиты или предупреждения о грозе и сигнальное устройство.

Настоящее изобретение описывает использующую объединенную энергию электростанцию с воздуховодной шахтой, верхний конец ветровой башни которой содержит звукопоглощающее устройство согласно каждому устройству из вышеуказанных.

Настоящее изобретение относится к системе генерации и накопления электроэнергии, использующей природную энергию, к способу генерации и накопления электроэнергии, и к электростанциям с воздуховодной шахтой, использующим объединенную энергию, которая может быть подана в эту систему 5 генерации электроэнергии, причем принцип ее работы и положительные эффекты изложены ниже.

Электростанция, использующая объединенную энергию и, в частности, содержащая подводящие каналы в основании использующей объединенную энергию электростанции с воздуховодной шахтой, расположена в камере для предварительного нагрева солнечным излучением, которая окружает электростанцию, причем солнечное излучение нагревает трубу, заполненную аккумулирующей тепло средой, посредством оптического коллектора, состоящего из призмы и выпуклой поверхности. Согласно требованиям, предъявляемым к проектной температуре, труба может иметь многочисленные кольца и переплетения в камере для предварительного нагрева солнечным излучением, чтобы достичь достаточной температуры, причем труба может быть дополнительно присоединена к солнечному коллектору, который имеет повышенную эффективность нагрева, к системе отвода тепла посредством жидкостного охлаждения воздушного компрессора и к подземной системе водяного отопления и т.д., с целью полного использования тепловой энергии окружающей среды, так что труба может достичь гораздо более высокой температуры, чем при непосредственном воздействии солнечного излучения. При условии расположения труб с определенной плотностью окружающий трубы воздух может быть нагрет до более высокой температуры по сравнению с облучением только солнечным светом. Нагретый воздух поступает в подводящие каналы в основании воздуховодной шахты и затем образует повышенные скорость и давление воздуха в воздуховодной шахте. Изменение природных условий, таких как интенсивность ветра, наличие облаков, интенсивность солнечного света и т.д., приводит к флуктуациям воздушного потока. Например при возникновении хороших естественных условий, приводящих к генерации излишней электроэнергии, устройство регулировки пиковой нагрузки может направлять избыточную электроэнергию в аккумуляторную батарею посредством назначения, заданного системой управления распределением энергии, или приводить в действие воздушный компрессор для подачи сжатого воздуха в резервуар для хранения воздуха. Напротив, когда генерированной электроэнергии недостаточно, устройство регулировки пиковой нагрузки может высвободить вышеуказанную хранящуюся электроэнергию и подать ее на вентилятор для создания эффективного вспомогательного воздушного потока, а резервуар для хранения воздуха может приводить в действие воздушный двигатель в воздуховодной шахте для содействия работе генератора. Соответствующий размер регулируемой пиковой нагрузки может быть выбран согласно местным природным условиям, так что может быть обеспечена возможность сбалансированной генерации электроэнергии днем и ночью и на протяжении четырех времен года.

Равномерно распространяющийся восходящий воздушный поток в воздуховодной шахте имеет место в устройстве сужения воздуховода, причем воздушный поток вблизи стены воздуховодной шахты продолжает течь вверх согласно первоначальным направлению и частоты движения, а воздушный поток в центральной части воздуховодной шахты поступает в устройство сужения воздуховода. При нормальной работе нагнетательная турбина сжимает воздушный поток, поступающий во входное отверстие воздуховода, и ускоряет воздушный поток по направлению к верхнему рабочему колесу, причем воздушный поток дополнительно сжат суженной частью воздуховода с образованием параллельного потока с увеличенной скоростью и повышенным давлением, толкающего рабочее колесо для приведения в действие генератор для генерации электроэнергии. Тем временем, часть выходной мощности рабочего колеса отводится и поступает на нагнетательную турбину, что приводит в действие турбину с целью сжатия и ускорения введенного воздушного потока. Согласно принципам механики текучих сред внутренняя структура с симметричным гиперболическим сечением представляет собой форму сечения, заставляющую текучую среду течь по большей части равномерно с максимальным проявлением вытяжного эффекта, причем сечение имеет сравнительно большой проем и максимально приспособлено к уменьшению перепадов частоты и давления между впускаемыми или выпускаемыми воздушными потоками во входном или выходном отверстии воздуховода и окружающим воздушным потоком, и нет возможности легкого возникновения турбулентного потока, то есть возмущение всего перемещения воздушного потока минимально, и устранен основной источник шума. Таким образом, предпочтительно, чтобы продольное сечение боковой стены воздуховода представляло собой симметричную гиперболу. Согласно частоте вращения или частоте дополнительного генератора и конструкции воздуховода, разумные частоты вращения рабочего колеса и нагнетательной турбины вряд ли могут быть скоординированы. Соответствующий передаточный механизм может быть введен для координации частот вращения, так что и рабочее колесо, и нагнетательная турбина достигают оптимальной эффективности работы.

Устройство сужения воздуховода по возможности коаксиально установлено в центральной части воздуховодной шахты, и его площадь поперечного сечения не превышает 50% от площади поперечного сечения воздуховодной шахты. Такая конфигурация обеспечивает относительно малое вмешательство в окружающий воздушный поток и имеет преимущество, заключающееся в восстановлении частоты и давления рабочего воздушного потока, что гарантирует эффективную работу устройства генерации следующего уровня.

Выбор генератора переменной частоты на постоянных магнитах, имеющего простую конструкцию, может упростить техническое обслуживание. Такой генератор легко применим в условиях относительной нестабильности значения мощности на входе.

При использовании вышеуказанной структуры несущая конструкция поддерживает воздуховодную шахту в несущей конструкции и жестко формирует всю часть посредством симметрично распределенных опорных стержней, причем в несущей конструкции использована легко собираемая конструкция в виде стальной фермы, а симметрично распределенные опорные стержни обеспечивают стабильную сбалансированную поддержку в каждом направлении. Поскольку воздуховодная шахта не предназначена для поддержки нагрузки, она может быть выполнена из сращиваемых предварительно разбитых на секции железобетонных труб, что резко увеличивает эффективность строительства и уменьшает сложности при строительстве и, кроме того, гарантирует стандарт гладкости внутренней стены воздуховодной шахты. Такой подход выгоден для построения мощной электростанции с воздуховодной шахтой, в которой создаются высокие давление и скорость. Равномерный восходящий воздушный поток в воздуховодной шахте поступает в звукопоглощающее устройство через выходное отверстие шахты и выходит через многочисленные выпускные отверстия, распределенные по звукопоглощающему устройству. Больше не происходит резкое столкновение воздушного потока с внешней атмосферой, что делает выхлоп в большей степени равномерным, больше не возникает шум выхлопа и уменьшено непосредственное разрушение верхней структуры ветровой башни.

Устройство генерации и накопления электроэнергии, использующее объединенную энергию, производит и хранит сжатый воздух посредством воздушного компрессора, присоединенного к электростанции, в частности к использующей объединенную энергию электростанции с воздуховодной шахтой, так что сжатый воздух представляет собой аккумулирующую энергию среду и основную движущую силу для другой электростанции, использующей объединенную энергию, в частности, для подачи электроэнергии в электрическую сеть, или вспомогательную движущую силу для стабилизации частоты и регулировки пиковой нагрузки. Его конструкция проста, а стоимость намного меньше, чем у обычной электрической или механической системы управления с той же самой функцией.

В настоящем изобретении указанная объединенная энергия, в частности, относится к одному типу природной энергии, например к энергии ветра, гидроэнергии, солнечной энергии, энергии приливов и отливов, энергии волн или к комбинации этих типов.

Использующая объединенную энергию электростанция с воздуховодной шахтой по настоящему изобретению и технические решения, раскрытые в серии патентов заявителя и относящиеся к перемещению транспортных средств посредством двигателя на сжатом воздухе, образуют систему рециркуляции экологически чистой энергии.

Технические особенности настоящего изобретения далее подробно описаны посредством примеров осуществления изобретения со ссылками на чертежи.

Описание чертежей

На фиг. 1 схематически показана полная конфигурация одного предпочтительного варианта реализации использующей объединенную энергию электростанции с воздуховодной шахтой в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 2 схематически показано поперечное сечение каркасной конструкции в одном предпочтительном варианте реализации камеры для предварительного нагрева солнечным излучением в использующей объединенную энергию электростанции с воздуховодной шахтой в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 3 схематически показан вид с пространственным разделением частей ветрового генератора, применяемым в использующей объединенную энергию электростанции с воздуховодной шахтой.

На фиг. 4 схематически показан трехмерный вид рабочего колеса на фиг. 3.

На фиг. 5 схематически показан трехмерный вид нагнетательной турбины на фиг. 3.

На фиг. 6 схематически показан вид, иллюстрирующий структуру соединений в одном поперечном сечении ветровой башни на фиг. 1.

На фиг. 7 схематически показан вид с пространственным разделением частей одного предпочтительного варианта конструкции звукопоглощающего устройства, используемого в использующей объединенную энергию электростанции с воздуховодной шахтой.

На фиг. 8 схематически показана принципиальная блок-схема системы генерации и накопления электроэнергии, использующей объединенную энергию в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 9 схематически показан вид варианта реализации системы генерации и накопления электроэнергии, использующей объединенную энергию, на фиг. 8.

Список позиционных обозначений на чертежах:

использующая объединенную энергию электростанция 1 с воздуховодной шахтой, ветровая башня 10, несущая башня 11, воздуховодная шахта 12, опорное кольцо 110 несущей конструкции, точка 111 соединения несущей конструкции, опорное кольцо 120 воздуховодной шахты, точка 121 соединения воздуховодной шахты, опорный кронштейн 122 ветрового генератора, звукопоглощающее устройство 13, конусообразный конец 131, выхлопное отверстие 132, концевая крышка 133, шумоглушительная трубка 134, выхлопное отверстие 135, камера 20 предварительного нагрева солнечным излучением, отверстие 21 для впуска воздуха, канал 210 теплового потока 210, основной ветровой канал 211, стеклянное верхнее покрытие 22, окружающая стена 220, вертикально стоящая колонна 221, рефлектор 23, собирающая линза 24, основанная на циклах аккумулирующая теплоту труба 25, солнечный жидкостной тепловой коллектор 26, наземный тепловой насос 27, система 30 регулирования пиковой нагрузки, устройство 31 управления распределением энергии, резервуар 32 для хранения воздуха, устройство 33 зарядки и разрядки, кабель 34 цепи управления, электродвигатель 35, воздушный компрессор 36, вентилятор 37, напорный двигатель 38, воздушный канал 39, ветровой генератор 40, генератор 401, рабочее колесо 402, нагнетательная турбина 403, передаточный механизм 404, внутренняя стена 405 устройства сужения воздуховода, внешняя стена 406 устройства сужения воздуховода, выходное отверстие 407 устройства сужения воздуховода, входное отверстие 408 устройства сужения воздуховода, поддерживающий кронштейн 409 генератора, суженная часть Н устройства сужения воздуховода, кабельный трубопровод 41, зарядный кабель 42, воздушный двигатель 43, прямолинейный опорный стержень 50, наклонный опорный стержень 51, напорный турбогенератор 6, лопастный ветровой генератор 7.

Подробное описание вариантов реализации изобретения

На фиг. 1 показана использующая объединенную энергию электростанция с воздуховодной шахтой, содержащая ветровую башню 10. Ветровая башня перпендикулярна поверхности земли и содержит поддерживающий кронштейн 11 башни со стальной каркасной конструкцией или железобетонной конструкцией, окружающей и поддерживающей воздуховодную шахту 12. В основании воздуховодной шахты 12 установлены четыре подводящих канала, причем основание окружено камерой для предварительного нагрева солнечным излучением, которая может покрывать указанные подводящие каналы, и камера для предварительного нагрева солнечным излучением содержит отверстия для впуска воздуха, соот