ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА
WIND-DRIVEN POWER PLANT

Изобретение относится к области не традиционной (альтернативной) электроэнергетики.
Известна ветроэлектрическая установка, содержащая ротор, установленный на горизонтальном валу, генератор электрического тока, элементы крепления, при этом ротор выполнен в виде ряда закрепленных на валу элементов, воспринимающих энергию потока среды [1].
Задачей изобретения является обеспечение плавности вращения ротора (без рывков) при порывах ветра, резком увеличении или уменьшении количества жидких атмосферных осадков.
Технический результат решения поставленной задачи достигается тем, что в ветроэлектрической установке, содержащей ротор, установленный на горизонтальном валу, генератор электрического тока, элементы крепления, в которой ротор выполнен в виде ряда закрепленных на валу крестовин с пустотелыми полушариями на концах, причем полушария на крестовинах расположены по условной винтовой линии. Полушария на крестовинах закреплены с возможностью качания.
На фиг. 1 изображена ветроэлектрическая установка, способная использовать энергию ветра и свободно падающих капель дождя, общий вид; на фиг. 2 представлена схема двуплечной ветроэлектрической установки, имеющей возможность поворота относительно центральной вертикальной оси; на фиг. 3 показаны фрагмент крестовины с полушариями, расположенными, по условной винтовой линии; на фиг. 4 показано полушарие, закрепленное на крестовине с возможностью качания.
1
1
Ветроэлектрическая установка (фиг. 1) содержит вращающийся ротор 1, установленный на горизонтальном валу 2, генератор 3 постоянного/переменного электрического тока, элемент 4 крепления в виде стойки с подшипником 5 для вала. Ротор выполнен в виде ряда закрепленных на валу крестовин 6 с расположенными на концах 7 пустотелыми полушариями 8. Крестовина может иметь три конца и более. Генератор электрического тока может быть соединен электрическим кабелем 9 с аккумулятором электрической энергии, нагревательными и иными устройствами (не показаны). Стойка, в случае преобладания ветра одного направления, может быть установлена неподвижно, например, на плоской крыше здания. В случае действия на ротор разнонаправленных потоков ветра, он может быть выполнен двуплечным, соответственно, с одинаковыми по размеру и массе роторов плечами 10 и 11 (фиг. 2) с возможностью поворота верхней части 12 стойки относительно центральной вертикальной оси Y-Y. При этом к поворотной части стойки может быть прикреплен аэродинамический хвост 13, указывающий (улавливающий) направление ветра. Полушария на крестовинах расположены по условной винтовой линии Z-Z (фиг. 3), что обеспечивает плавность вращения ротора (без рывков) при порывах ветра, резком увеличении или уменьшении количества жидких атмосферных осадков. Полушария на крестовинах могут быть закреплены с возможностью качания (фиг. 4).
Ветроэлектрическую установку используют в районах с повышенным (300 мм и более) уровнем жидких атмосферных осадков при скоростях ветра не ниже 5 м/с. Модель, экспериментальный образец ветроэлектрической установки изготавливают в двух вариантах из материалов, устойчивых к атмосферной и водной коррозии.
1
Вариант 1 (фиг. 1). Из композитных материалов, стали, сплавов, алюминия, пластмассы изготавливают ротор 1 в виде вала 2 с закрепленными на нем крестовинами 6, на свободные концы 7 которых неподвижно устанавливают пустотелые полушария 8. Полушария на крестовинах располагают по условной винтовой линии Z-Z (фиг. 3).
Изготавливают из металла, железобетона стойки 4. На стойке закрепляют подшипник 5 и генератор 3 электрического тока, соединенный кабелем 9 с аккумулятором (не показан) электрической энергии. Вал ротора соединяют, например, посредством муфты, с валом генератора.
Ветроэлектрическую установку монтируют, например, на плоской крыше (на коньке скатной крыши) здания. При ветровой нагрузке (по стрелке А на фиг. 1) ротор начинает вращаться. При воздействии (по стрелке В на фиг. 1) на ротор жидких атмосферных осадков (даже при отсутствии ветровой нагрузки) он начинает вращаться. Механическая энергия вращения ротора преобразуется генератором электрического тока в электрическую энергию.
1
Вариант 2 (фиг. 2). Изготавливают аналогичную ветроэлектрическую установку, отличающуюся от описанной выше тем, что стойку выполняют с поворотной частью 12, имеющей возможность поворота относительно центральной вертикальной оси Y-Y. Ротор изготавливают двуплечным, то есть с плечами 10 и 11. К поворотной части стойки прикрепляют аэродинамический хвост 13. Полушария на крестовинах могут быть закреплены с возможностью качания (фиг. 4). Выполнение полушарий качающимися целесообразно в случае наклона стойки, например, при ее расположении на каменистых или подвижных грунтах на открытой местности.
Ветроэлектрические установки заземляют. При наступлении холодов (отрицательных температур наружного воздуха) установки используют при ветровой нагрузке или ограждают их кожухом из листового материала.
Источник информации:
1. RU 80901 U1, 2009.