ГИБРИДНЫЙ ВЕТРО-СОЛНЕЧНЫЙ ГЕНЕРАТОР

Полезная модель относится к устройствам, преобразующим кинетическую энергию ветрового потока в механическую энергию вращения и солнечное излучение в электрическую энергию.
Известно устройство преобразования солнечного излучения и ветровой энергии в электрическую энергию, состоящее из каркаса, в центре которого расположена вращающаяся ось с закрепленным на ней ветровым колесом и солнечными панелями, закрепленными по бокам каркаса за счет рамок крепления с поворотной функцией, и стоек крепления (см. CN 109245670 A (LI JIE [CN]), 18.01.2019, 15 л., [0004-0010], ф-ла, фиг. 1-3,5).
Известны ветропреобразующие устройства, например, ветряные мельницы и на их основе лопастные современные ветроэлектростанции (А. Соловьев, Наука и жизнь, №7, 2013 г. с.42-47).
Недостатки данных устройств заключаются в том, что они предназначены для стационарного размещения. Также данные устройства не регулируемы и не способны подстраиваться под изменяющиеся воздушные потоки и расположения солнца. Ветровые колеса указанных устройств эффективны при стабильном продолжительном потоке воздуха, при порывистом ветре и малых ветрах эффективная работа данных устройств значительно снижается.
Применение данных устройств требует стационарное размещение, дополнительного изучения местности с определением наилучших условий, удовлетворяющих необходимым потокам воздушных масс, для эффективной работы. Вышеуказанные устройства имеют ограниченные функциональные особенности и имеют большие габаритные размеры.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является стабильное получение электрической энергии при слабом ветровом потоке и возможности увеличения электрической мощности. Заявляемая полезная модель способна подстраиваться под изменения атмосферных условий, не теряя полезных качеств устройства.
Конструктивные особенности полезной модели позволяют её использование не только в стационарных местах размещения, устройство может размещаться как на земле, так и на мачтах, кронштейнах или сооружениях (строениях), быть транспортабельным, использоваться в бытовых условиях, в местах, не требующих специально оборудованных площадок для размещения устройства.
Для этого гибридный ветро-солнечный генератор состоит из стоечного каркаса с опорами, в центре которого расположена вращающаяся ось с закрепленными на ней несколькими малыми ветровыми колесами, осуществляющими вращение при минимальных порывах ветра, стоек крепления солнечных панелей, сбалансировано закрепленных по бокам каркаса солнечных панелей за счет поворотных рамок крепления, позволяющих регулировать положение солнечных панелей из вертикального в горизонтальное и поворачиваться вокруг своей оси, защитного диска и статора под ним, при этом малые ветровые колеса состоят из внутренней цилиндрической сердцевины с расположенными на ней крыльчатками в центральной части и закрепленными на ней лопастями, образующими внешний контур ветрового колеса.
Гибридный ветро-солнечный генератор поясняется фигурой, на которой схематично изображен его внешний вид.
Гибридный ветро-солнечный генератор состоит из стоечного каркаса 5 с опорами, по центру каркаса  расположена вращающаяся ось 2 с закрепленными на ней малыми ветровыми колёсами 1 и сбалансировано размещенными по бокам каркаса 5 поворотными солнечными панелями 4. При этом солнечные панели 4 закреплены на поворотных рамках крепления 7, которые, в свою очередь, закреплены на стойках 6. Стойки 6 соединены со стоечным каркасом 5. Поворотные рамки крепления для солнечных панелей 7 позволяют регулировать положение солнечных панелей 4 из вертикального в горизонтальное и поворачиваться вокруг своей оси для выбора оптимального положения. Генератор содержит защитный диск 3 и статор под ним.
Гибридный ветро-солнечный генератор является цельной конструкцией с возможностью изменения статичной конструкции в зависимости от изменения угла солнечного излучения, воздушного потока, ветровой нагрузке (скорости ветра). Гибридный ветро-солнечный генератор способен вырабатывать электричество за счет выбора оптимальных условий солнечной и ветровой активности в используемой среде. Малое ветровое колесо 1 состоит из внутренней цилиндрической сердцевины 1.1 с расположенными на ней крыльчатками 1.2 в центральной части и закрепленными на ней лопастями 1.3, образующими внешний контур малого ветрового колеса 1. Лопасть 1.3 представляет собой полусферу в форме лепестка.
Конструкция малого ветрового колеса 1 позволяет усилить вращающий момент за счёт крыльчаток 1.2 на внутренней части колеса, что позволяет преобразовывать блуждающий ветровой поток, прошедший через внешний вихрь, создаваемый вращающимися лопастями 1.3 в дополнительный импульс аэродинамической силы для вращения статических элементов малого ветрового колеса 1. Помимо этого гибридный ветро-солнечный генератор предполагает возможность регулировки малого ветрового колеса 1 по высоте оси 2 в зависимости от необходимости для достижения наилучшего эффекта для преобразования кинетической энергии в механическую и как следствие в электрическую. Гибридный ветро-солнечный генератор позволяет разместить на оси 2 несколько малых ветровых колес  такого типа.
Поворотные солнечные панели 4 гибридного ветро-солнечного генератора выполняют функцию преобразования солнечной энергии в электрическую, а также являются направляющими для фокусировки воздушных потоков на малое ветровое колесо 1. Защитный диск 3 также выполняет функцию направления потоков ветра на нижнюю часть ветрового колеса 1.
Полезная модель является универсальной и также предполагает возможность оснащения дополнительными солнечными элементами или панелями большей мощности. Элементы заявляемого гибридного ветро-солнечного генератора могут работать автономно или в комплексе, как единое устройство. Соответственно, подключение элементов гибридного ветро-солнечного генератора может быть параллельным, последовательным и параллельно-последовательным в зависимости от потребности в использовании и схемы подключения.
Заявляемая полезная модель предназначена для сопряжения с генерирующими устройствами электричества различного типа и мощности. Может управляться как механически, так и электронно в автоматическом режиме.
Заявляемый гибридный ветро-солнечный генератор может размещаться как на земле, так и на мачтах или сооружениях (строениях). Габаритный размер может меняться с сохранением пропорций в зависимость от потребности в получаемой электрической мощности.
Для обеспечения выработки большей электрической мощности генератора солнечные панели приводят и фиксируют в вертикальное положение, а также присоединяют к нижней части стоечного каркаса переходную платформу со статором большей мощности. Таким образом конструкция генератора выполняет функцию цельного ветрового колеса большего диаметра.
Заявляемый гибридный ветро-солнечный генератор работает следующим образом: малое ветровое колесо 1, закрепленное на оси 2, осуществляет вращение по часовой стрелки за счет воздействия на него ветрового потока и выполняет роль ротора. На нижней части генератора под защитным диском 3 размещен статор (на фигуре не обозначен) или электрогенератор, который при взаимодействии с ротором (приводимое в движение ветровым колесом) вырабатывает электричество. Солнечные панели 4 преобразуют солнечное излучение в электричество. Полученная электрическая энергия накапливается на аккумуляторной батарее, которая подключается к устройству через контроллер.