ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2197640
ВЕТРОЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОР
Имя изобретателя: Болотов Роберт Александрович; Черепанова Людмила Ивановна
Имя патентообладателя: Болотов Роберт Александрович; Черепанова Людмила Ивановна
Адрес для переписки: 650099, г.Кемерово, ул. Арочная, 33-8, Р.А. Болотову
Дата начала действия патента: 2000.01.10
Изобретение относится к области ветроэнергетики и предназначено для
преобразования энергии воздушного потока в энергию электрического тока. Технический
результат, заключающийся в упрощении конструкции и повышении мощности генератора,
обеспечивается за счет того, что в ветроэлектрогенераторе, содержащем крылья,
электрогенератор тока, опору, редуктор, согласно изобретению крылья расположены в виде
газодинамической решетки и установлены на два замкнутых концентрических контура, при
этом один контур установлен на центрирующие ролики, а второй контур установлен на
армированные ролики, причем армированный слой выполнен из материала с высоким
коэффициентом трения, ролики центрирующие и армированные установлены на опорах,
причем армированные ролики посредством механической передачи соединены с
электрогенераторами тока, кроме того, с внешней стороны газодинамической решетки
установлены ускорители ветрового потока.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к области ветроэнергетики и предназначено для
преобразования энергии воздушного потока в энергию электрического тока.
Известны ветроэлектрогенераторы [1, 2], преобразующие энергию ветра в
электрическую энергию, используя принцип подъемной силы крыла в виде двух лопастей NACA,
на оси крыла установлены редуктор 5, гидромуфта 6 и генератор электрического тока 7.
Устройство также содержит механизм поворота 8 лопастей, тормоз системы поворота 9.
Лопасти 1, редуктор 5, гидромуфта 6, генератор тока 7, механизм поворота 8, тормоз поворота
9 и датчик системы поворота 10 установлены на мачте 13.
Данное устройство принято за прототип. Оно имеет ряд существенных недостатков:
- сложность конструкции и использование для ее изготовления дорогостоящих материалов (например,
лопасти изготовлены из высокопрочных алюминиевых и титановых сплавов),
- ограничение мощности в единичном агрегате по конструктивным причинам (например,
ветроэлектрогенератор мощностью 2500 кВт имеет диаметр ветроколеса 91,5 метра, а высоту
башни 61 метр над уровнем земли).
Целью изобретения является устранение перечисленных недостатков.
Поставленная цель достигается тем, что крылья, расположенные в виде газодинамической
решетки, установлены с помощью шарниров на два замкнутых концентрических контура, при
этом один контур установлен на центрирующие ролики, а второй контур установлен на
армированные ролики, причем армированный слой выполнен из материала с высоким
коэффициентом трения. Ролики установлены на опорах с помощью подшипниковых опор, а
армированные ролики посредством механической передачи соединены с электрическими
генераторами тока. С внешней стороны газодинамической решетки установлены ускорители
ветрового потока (например, жалюзийного типа).
|
Предлагаемое устройство ветроэлектрогенератора представлено на фиг.1 и 2. Оно содержит
крылья 1, закрепленные на плитах 2. Плиты 2 с помощью шарниров 3 установлены на замкнутые
концентрические контуры 4, 5, контур 4 установлен на центрирующие ролики 6, а контур 5
установлен на армированные ролики 7. Ролики 6 и 7 установлены в подшипниковые опоры 8,
которые в свою очередь установлены на опорах 9. На каждой опоре 9 установлены плиты 10 с
электрогенераторами тока 11. Электрогенераторы тока 11 соединены с армированными
роликами 7 посредством механической передачи 12. На опорах 9 с внешней стороны
установлены ускорители ветрового потока 13 жалюзийного типа.
Устройство работает следующим образом. Поток ветра со скоростью W м/с посредством
ускорителей ветрового потока жалюзийного типа 13 концентрируется и направляется на
газодинамическую решетку. Ускоренный поток ветра обтекает крылья 1 с оптимальным углом
атаки, что позволяет получить максимальную подъемную силу крыла 1 и обеспечить
высокоэффективный отбор энергии от ветрового потока. За счет подъемной силы,
развиваемой крыльями 1, последние вместе с контурами 4 и 5 перемешаются относительно
роликов 6 и 7 с некоторой угловой скоростью. За счет трения между роликами 7 и контуром 5
ролики 7 вращаются в подшипниковых опорах 8 и передают механическую мощность
посредством передач 12 электрогенераторам тока 11. При уменьшении скорости ветра W
жалюзи 13 удлиняются, а при увеличении скорости жалюзи укорачиваются, осуществляя таким
образом стабилизацию мощности ветроэлектрогенератора. Для более эффективного
сцепления контуров 4 и 5 с роликами 6 и 7 внутренний объем крыльев 1 может быть заполнен
наполнителем, например песком.
|
Предлагаемое устройство при небольшом размахе крыла, 10-15 метров, и высоте опор до 15
метров за счет практически неограниченной длины двух концентрических контуров и числа
крыльев, расположенных в виде газодинамической решетки, и ускорителей ветрового
потока позволит строить ветроэлектрогенераторы неограниченной мощности с
использованием недифицитных углеродистых сталей и железобетонных опор небольшой
высоты.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Тепловые и атомные электрические станции. Справочник под общей редакцией В.А.
Григорьева, В.М. Зорина, 2-е издание, переработанное, книга 3. Москва. Энергоатомиздат, 1989
г., стр.150-155, рис.8.32 и 8.33 - прототип
2. Г. Н. Абрамович "Прикладная газовая динамика". Издательство "Наука", Москва,
1969 г., стр.641-651.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ветроэлектрогенератор, содержащий крылья, электрогенератор тока, опору,
редуктор, отличающийся тем, что крылья расположены в виде газодинамической решетки и
установлены на два замкнутых концентрических контура, при этом один контур
установлен на центрирующие ролики, а второй контур установлен на армированные
ролики, причем армированный слой выполнен из материала с высоким коэффициентом
трения, ролики центрирующие и армированные установлены на опорах, причем
армированные ролики посредством механической передачи соединены с
электрогенераторами тока, кроме того, с внешней стороны газодинамической решетки
установлены ускорители ветрового потока.
Версия для печати
Дата публикации 02.02.2007гг
вверх
|
