ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2187693
ГЕЛИОВЕТРОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА
Имя изобретателя: Бирюлин И.Б.; Чудаков А.А.
Имя патентообладателя: Астраханский инженерно-строительный институт
Адрес для переписки: 414056, г.Астрахань, ул. Татищева, 18, АИСИ, патентный отдел
Дата начала действия патента: 2000.02.22
Изобретение относится к гелио- и ветроэнергетике и может быть использовано для
преобразования солнечной и ветровой энергии в электрическую. Технический результат,
заключающийся в увеличении мощности и повышении эффективности работы установки,
обеспечивается за счет того, что гелиоветровая энергетическая установка, содержащая
ветроагрегат, электрогенератор которого установлен на вертикальном стволе, и
солнечные батареи, согласно изобретению дополнительно содержит хвостовую балку и
аккумулятор, причем балка выполнена коробчатого сечения и прикреплена к тыльной части
электрогенератора 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.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к гелио- и ветроэнергетике и может быть использовано для
преобразования солнечной и ветровой энергии в электрическую.
Известна энергоустановка, содержащая концентратор солнечной энергии в виде
ветроколеса с лопастями, приемник солнечной энергии и электрогенератор, вал которого
кинематически связан с валом ветроколеса (см. SU 918707 А, кл. F 24 J 3/02, 07.04.1982).
Известная энергоустановка имеет невысокий КПД и сложна по конструкции.
Известна солнечно-ветровая энергоустановка, содержащая приемники солнечной и
ветровой энергии, параллельно подключенные через преобразователь к электролизеру,
электрогенератор, ресиверы и насос, сообщенный на выходе с электролизером и
электрически подключенный к генератору (см. SU 1725038 А1, кл. F 24 J 2/42, F 03 D 9/02, 07.04.1992). Известная
энергоустановка имеет низкую эффективность, сложна по конструкции и требует
значительных затрат на эксплуатацию и обслуживание.
Известна гелиоветровая энергетическая установка, содержащая ветроагрегат,
электрогенератор которого установлен на вертикальном стволе, и солнечные батареи (см.
DE 3614110 А1, кл. F 03 D 3/00, 29.10.1987), по совокупности существенных признаков изобретения
принятая за ближайший аналог (прототип).
Известная установка имеет низкую мощность и эффективность работы, поскольку
содержащиеся в ней солнечные батареи преобразуют энергию солнечной радиации только в
постоянный электрический ток.
Технический результат, заключающийся в увеличении мощности и повышении эффективности
работы установки, обеспечивается за счет того, что гелиоветровая энергетическая
установка, содержащая ветроагрегат, электрогенератор которого установлен на
вертикальном стволе, и солнечные батареи, согласно изобретению дополнительно содержит
хвостовую балку и аккумулятор, причем балка выполнена коробчатого сечения и
прикреплена к тыльной части электрогенератора 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.
|
|
На фиг.1 изображена гелиоветровая энергетическая установка (общий вид);
на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.
Гелиоветровая энергетическая установка содержит ветроагрегат 1, электрогенератор 2
которого установлен на вертикальном стволе 3, одну горизонтальную солнечную батарею 4 и
две боковые батареи 5 и 6, хвостовую балку 7, выполненную коробчатого сечения, и
аккумулятор 8, причем балка 7 прикреплена к тыльной части электрогенератора 2 на
подвижном шарнире 9, при этом батареи 4, 5, 6 связаны между собой поворотными шарнирами 10 и
подпружинены с обоих концов пружинами 11 и 12 и прикреплены на шарнирах 13 и стержнях 14 к
верхней части балки 7, а дугообразные солнечные батареи 15 жестко прикреплены на
шпильках 16 и стержнях 17 к стволу 3 по его высоте, причем между тыльной частью
электрогенератора 2 и глухим днищем 18 балки 7 установлен клин 19, связанный посредством
шарового стержня 20 с ручным приводом 21, имеющим маховик 22. Привод 21 через ленточную
резьбу 23 контактирует с сухарем 24, прикрепленным к нижней части электрогенератора 2 с
помощью планки 25, при этом электрогенератор 2 на верхнем конце вертикального ствола 3
закреплен через поворотный подшипник 26, балка 7 имеет с боковых поверхностей окна 27.
Аккумулятор 8, заполненный теплоемкой средой (зимой антифризом), снабжен
электронагревателями 28, нагретую среду при отсутствии ветра и солнца подают в
термопреобразователь для получения и бесперебойного снабжения потребителей
электроэнергией. При этом боковые солнечные батареи 5 и 6 соединены с балкой 7 через
стержни 29, причем стержни 29 жестко прикреплены к балке 7 и имеют резиновые наконечники-амортизаторы
30.
Величину угла L расположения балки 7 по отношению к оси ветроагрегата 1 устанавливают на
период основного солнцестояния помесячно и определяют опытным путем.
Фотоэлектрические преобразователи 31 расположены в солнечных батареях 4, 5 и 6 и
максимально ориентированы к Солнцу. Ветроагрегат 1 вырабатывает переменный
электрический ток, а солнечные батареи 4, 5, 6 - постоянный. Электронагреватели 28 могут
быть подключены к любому источнику питания.
Гелиоветровая энергетическая установка работает следующим образом. Балка 7 с
установленными на ней солнечными батареями 4, 5 и 6 служит для ветроагрегата 1 в качестве
оперения и разворачивает ветроколесо навстречу ветровым потокам круглосуточно.
Электрогенератор 2 при этом вырабатывает электроэнергию, поступающую в общую
электрическую сеть. Солнечные батареи 4, 5, 6 и 15 с помощью фотоэлектрических
преобразователей 31, эффективно использующих как прямую, так и рассеянную солнечную
радиацию за световой день, вырабатывают электроэнергию постоянного тока и подают в
общую электрическую сеть через умформер. Часть электроэнергии при этом поступает к
электронагревателям 28, аккумулятору 8. Нагретую теплоемкую среду подают из
аккумулятора 8 на термопреобразователь, который восполняет дефицит энергии в период
отсутствия ветра и солнечной радиации. Солнечные батареи 15 жестко прикреплены к стволу
3 своей поверхностью в виде полукруга и направлены в сторону траектории движения
Солнца с целью максимального получения и преобразования солнечной энергии в
электрическую. Солнечные батареи 4, 5 и 6 подвижны относительно горизонтальной оси
ветроагрегата 1 и могут быть установлены на определенный угол L в зависимости времени
года и солнцестояния. Оптимальное значение угла L по месяцам может быть определено
экспериментальным путем. Подъем солнечных батарей 4, 5 и 6 осуществляется путем
ввертывания ручного привода 21 в сухарь 24, далее перемещение передается на шаровой
стержень 20, который перемещает клин 19 вверх. Клин 19 своей правой плоскостью отжимает
через глухое днище 18 балку 7 и поворачивает ее относительно поворотного шарнира 9 также
вверх. При вращении маховика 22 в обратном направлении привод 21 будет опускаться,
вытягивать клин 19 из зазора между электрогенератором 2 и балкой 7, которая будет
опускаться вниз. Пружины 11 и 12 окна 27 и наконечники-амортизаторы 30 предназначены для
снижения уровня вибрации солнечных батарей во время работы ветроагрегата 1. Установка
на балке 7 солнечных батарей, а также их прикрепление к стволу 3 увеличит мощность
энергоустановки в целом. При отсутствии ветра или солнечной энергии энергоустановка с
пониженной мощностью с использованием аккумулятора 8 и термопреобразователя будет
обеспечивать потребителей электрической энергией. Все основные элементы
энергоустановки располагаются на высоте, загрязнение окружающей среды исключено.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Гелиоветровая энергетическая установка, содержащая ветроагрегат,
электрогенератор которого установлен на вертикальном стволе, и солнечные батареи,
отличающаяся тем, что дополнительно содержит хвостовую балку и аккумулятор, причем,
балка выполнена коробчатого сечения и прикреплена к тыльной части
электрогенератора 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.
Версия для печати
Дата публикации 02.02.2007гг
вверх
|
