ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к области ветроэнергетики и предназначена для использования в качестве автономного источника энергии.
6
Известна ветроэнергетическая установка, описанная в патенте РФ на изобретение №2009372 С1, МПК F 03 D 9/00, опубл. 15.03.1994 г., содержащая ветровое колесо, генератор, аппаратуру управления, и вспомогательный источник энергии, например, двигатель внутреннего сгорания.
Однако, такие установки имеют малый диапазон рабочих скоростей ветра и сниженный срок автономности установки.
7
Наиболее близкой, по технической сущности к предлагаемой полезной модели, является ветроэнергетическая установка (см. патент РФ на полезную модель №36456, МПКF 03 9/00, опубл. 10.03.2004 г.), содержащая ветродвигатель, кинематически связанный с валом гидронасоса, вход которого соединен с выходом гидромотора, при этом вал последнего кинематически связан с валом генератора, выход которого подключен к первому входу блока управления, второй вход блока управления соединен с тахометром, кинематически связанным с гидронасосом, насос-мотор, электрический вход управления подачей которого подключен к выходу блока управления, а вход гидромотора связан с гидравлическим выходом насос-мотора, выход гидромотора соединен с гидравлическим входом насос-мотора, вал которого кинематически связан с валом гидромотора.
Однако, такие установки имеют низкие эксплуатационные возможности, что не позволяют обеспечить непрерывное энергоснабжение.
Технической задачей полезной модели является расширение эксплуатационных возможностей установки при обеспечении непрерывного энергоснабжения за счет увеличения срока автономности работы.
Эта задача достигается тем, что известная ветроэнергетическая
установка, содержащая ветродвигатель, кинематически связанный с валом гидронасоса, выход которого соединен с входом гидромотора, при этом его вал кинематически связан с валом генератора, выход которого подключен к первому входу блока управления, при этом его второй вход соединен с тахометром, кинематически связанным с валом гидронасоса, к первому выходу блока управления подключен электрический вход управления подачей насос-мотора, гидравлический выход которого соединен со входом гидромотора, а его гидравлический вход подключен к выходу гидромотора, снабжена дополнительным источником энергии, двумя управляемыми муфтами сцепления и обратным клапаном, вход которого подключен к входу гидронасоса, а выход соединен с выходом гидромотора, первой управляемой муфтой сцепления кинематически соединены вал насос-мотора с валом гидромотора, при этом ее вход управления подключен ко второму выходу блока управления, второй управляемой муфтой сцепления кинематически соединены вал насос-мотора с валом дополнительного источника энергии, при этом ее вход управления подключен к третьему выходу блока управления, а его четвертый выход соединен с входом управления дополнительного источника энергии.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена структурная схема ветроэнергетической установки.
Ветроэнергетическая установка содержит ветродвигатель 1 кинематически связанный с валом 2 гидронасоса 3, вход которого соединен со входом обратного клапана 4, выход которого связан с выходом гидромотора 5, а выход гидронасоса 3 соединен со входом гидромотора 5, при этом вал 6 последнего кинематически связан с валом генератора 7, выход которого подключен к одному из входов блока управления 8. Второй вход блока управления 8 соединен с тахометром 9, который кинематически связан с валом 2 гидронасоса 3, к первому выходу блока управления 8 подключен электрический вход управления подачей насос-мотора 10. Гидравлический выход насос-мотора 10 связан со входом гидромотора 5, гидравлический вход насос-мотора 10 подключен к выходу гидромотора 5, а вал 11 насос-мотора 10 связан с валом 6 через одну управляемую муфту сцепления 12, вход управления которой подключен ко второму выходу блока управления 8, третий выход которого присоединен к входу
управления второй муфты сцепления 13, связывающей вал 11 насос-мотора 10 с валом 14 дополнительного источника энергии 15, вход управления которого соединен с четвертым выходом блока управления 8.
В качестве блока управления 8 может быть использован серийно выпускаемый "Зональный управляющий комплекс «СТАРТ-КВИН» Техническое описание РТС-ОО.ОП2799.00.ТО".
Комплексная ветроэнергетическая установка работает следующим образом.
При увеличении скорости ветра повышается частота вращения ветродвигателя 1 и приводимого им во вращение гидронасоса 3, что сопровождается увеличением потока жидкости поступающей в гидромотор 5. Увеличение потока жидкости через гидромотор 5 приводит к росту скорости вращения вала 6 гидромотора 5 и изменению сигнала, поступающего от генератора 7 на один из входов блока управления 8. Рост частоты вращения ветродвигателя 1 регистрируется тахометром 9. В блоке управления 8 происходит сравнение сигналов тахометра 9 и генератора 7. Результат сравнения сигналов тахометра 9 и генератора 7 поступает на вход управления муфты сцепления 13. Подача сигнала на вход управления муфты сцепления 13 приводит к разрыву кинематической связи вала 11 насос-мотора 10 и вала 14 дополнительного источника энергии 15. Разрыв кнематической связи приводит к снижению момента на валу 11 насос-мотора, что сопровождается падением разности давления между входом и выходом гидромотора 5. Падение разности давления между входом и выходом гидромотора 5 приводит к изменению сигнала на выходе генератора 7 и блоком управления 8 формируется сигнал на входе управления муфтой сцепления 12. Сигнал на входе управления муфты сцепления 12 приводит к образованию кинематической связи вала 11 насос-мотора с валом 6 гидромотора 5. Вследствие этого насос-мотор 10 функционирует как гидромотор. Одновременно с выхода блока управления 8 подается сигнал остановки дополнительного источника энергии 15, чем достигается увеличение автономности работы комплексной ветроэнергетической установки.
Поток жидкости с выхода гидронасоса 3 делится между насос-мотором 10 и гидромотором 5 пропорционально сигналу, поступающему от
блока управления 8 на электрический вход насос-мотора 10, который является результатом сравнения в блоке управления 8 сигналов поступающих от тахометра 9 и генератора 7. Разделение потока сопровождается снижением скорости вращения вала 6 гидромотора 5, что приводит к снижению скорости вращения генератора 7.
При снижении скорости ветра обороты ветродвигателя 1 падают, снижается величина потока жидкости на выходе гидронасоса 3, что сопровождается уменьшением потока жидкости поступающей в гидромотор 5. Снижение величины потока жидкости через гидромотор 5 приводит к падению скорости вращения вала 6 гидромотора 5 и изменению сигнала, поступающего от генератора 7 на соответсвующий вход блока управления 8. Уменьшение частоты вращения ветродвигателя 1 регистрируется тахометром 9. В блоке управления 8 происходит сравнение сигналов тахометра 9 и генератора 7. Результат сравнения сигналов тахометра 9 и генератора 7 поступает на электрический вход управления подачей насос-мотора 10, вследствие этого насос-мотор 10 функционирует как гидронасос, при этом поступающий с выхода гидронасоса 3 поток жидкости суммируется с поступающим потоком жидкости от насос-мотора 10. Суммарный поток поступает на вход гидромотора 5. Рост величины потока жидкости через гидромотор 5 сопровождается увеличением скорости вращения вала 6 гидромотора 5, что, в свою очередь, приводит к росту скорости вращения генератора 7.
При дальнейшем снижении скорости ветра падение скорости вращения ветродвигателя 1 достигает значения, при котором дальнейшее изменение скорости вращения вала 6 гидромотора 5 не возможно, что сопровождается падением скорости вращения генератора 7. Данная скорость вращения ветродвигателя 1 регистрируется тахометром 9. В блоке управления 8 происходит сравнение сигналов тахометра 9 и генератора 7. Результирующий сигнал тахометра 9 и генератора 7 поступает на вход управления дополнительного источника энергии 15, обеспечивая его запуск и управление скоростью вращения вала 14. Одновременно, с соответствующих выходов блока управления прекращается подача сигналов на входы управления муфт сцепления 12 и 13, что приводит к разрыву киематической связи вала 11 и вала 12, при одновременном
обеспечении передачи момента с вала 14 на вал 11. В этом случае насос-мотор 10 переводится в насосный режим с приводом от дополнительного источника энергии 15, чем достигается непрерывность энергоснабжения.
Поток жидкости, поступающей от насос-мотора 10 с приводом от дополнительного источника энергии 15, суммируется с потоком жидкости, поступающим в гидромотор 5 от гидронасоса 3, что приводит к росту скорости вращения генератора 7. В блоке управления 8 происходит сравнение сигналов тахометра 9 и генератора 7. Результирующий сигнал тахометра 9 и генератора 7 поступает на электрический вход насос-мотора 10, вследствие этого подача насос-мотора 10 снижается, уменьшается суммарный поток жидкости, поступающий в гидромотор 5, скорость вращения генератора 7 стабилизируется.
В случае полного штиля обратный клапан 4 препятствует поступлению потока жидкости через гидронасос 3 в обратном направлении.
Использование полезной модели обеспечивает расширение эксплуатационных возможностей установки при обеспечении непрерывного энергоснабжения за счет увеличения срока автономности работы.