ТУННЕЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ
TUNNEL POWER PLANT

Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано для производства электроэнергии.
Одним из перспективных направлений развития возобновляемой энергетики является ветроэнергетика. Использование энергии ветра не только помогает решить многие проблемы энергоснабжения и получить независимость от местных энергоснабжающих организаций. Даже при подключении к сети централизованного электроснабжения, использование энергии ветра для ваших нужд тоже будет полезно, потому что сети получают электроэнергию сжигая уголь, мазут или газ, или даже на атомных станциях. Побочное получение энергии, не влияющее на основной процесс, позволит повысить КПД используемых устройств.
Известны своим практическим использованием устройства пропеллерного типа, повторяющие средневековую ветряную мельницу.
Недостатками пропеллерных устройств являются:
- необходимость увеличения диаметра пропеллера для увеличения мощности, отбираемой от ветрового потока;
- пропеллерные установки для эффективной работы по отъему энергии ветра должны обеспечивать постоянный разворот на направление ветра;
- использование на этих установках пропеллеров с механизмами изменения углов атаки лопастей делает их весьма дорогостоящими.
Наиболее близким по технической сущности является воздушно-поршневая электростанция (публикация в бюллетене «Изобретательство» №2009126243 от 2011.01.20), принцип работы которого основан на использовании поршневого эффекта.
Задачей изобретения является создание устройства для производства электроэнергии путем искусственного создания перепада давления воздуха в воздушном туннеле и эффективного преобразования его различными способами в электроэнергию.
Технический результат достигается в туннельной электростанции, состоящей из воздушной турбины с электрогенератором, сообщенной с воздухозаборником, расположенным по периметру верхней части диаметрального среза туннеля, повторяющим форму верхней его части и отводящего воздуховода с системой воздушных клапанов, а в качестве поршня использованы проезжающие транспортные средства, согласно изобретению с левой и правой сторон туннеля установлена система роторных ветрогенераторов с вертикальной осью вращения, подключенных к нагрузке через систему управления, накапливающую и перераспределяющую получаемую электроэнергию.
Туннельная электростанция состоит из электрогенератора, соединенного с воздушной турбиной, в свою очередь соединенной с воздухозаборником, расположенным по периметру верхней части диаметрального среза туннеля, повторяющим его форму. Отводящий от воздушной турбины воздуховод снабжен системой воздушных клапанов. С левой и правой сторон туннеля, в свободную область, между путевым покрытием (ж/д путь, асфальтовое покрытие и т.п.) и воздухозаборником установлена система роторных ветрогенераторов с вертикальной осью вращения, подключенных к нагрузке через систему управления. В качестве поршня туннельной электростанции выступают проезжающие транспортные средства.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен возможный вариант построения системы туннельных электростанций, которые содержат:
1 - воздушный туннель,
2 - воздухозаборник с отводящим воздуховодом,
3 - поршень,
4 - система роторных ветрогенераторов с вертикальной осью вращения.
На фиг.2 и фиг.3 представлен вариант устройства отдельной туннельной электростанции, где
5 - воздушная турбина с электрогенератором,
6 - система управления,
7 - впускной воздушный клапан,
8 - выпускные воздушные клапана.
Туннельная электростанция работает следующим образом: при движении поршня (3) по воздушному туннелю (1) повышается уровень давления воздуха перед его рабочей поверхностью, создается так называемый поршневой эффект. Набегающая волна захватывается воздухозаборником с отводящим воздуховодом (2), расположенным в туннеле по периметру верхней части диаметрального среза туннеля, повторяя его форму, раскручивает стоящие с левой и правой сторон системы роторных ветрогенераторов с вертикальной осью вращения (4), получаемая электроэнергия через систему управления (6) направляется потребителям. При увеличении уровня давления в воздуховоде срабатывает впускной воздушный клапан (7) и воздух поступает на лопатки воздушной турбины, соединенной с электрогенератором (5), выработанная таким образом электроэнергия аналогичным образом через систему управления передается потребителям. Избыточное напряжение, при невостребовании потребителями, возвращается в энергосеть. Направление движения воздуха через воздушную турбину регулируется с помощью системы воздушных клапанов. При повышении давления, с приближением рабочей поверхности поршня к выпускным воздушным клапанам (8), клапаны срабатывают на закрытие, препятствуя поступлению воздуха на турбину. После прохождения поршня образуется область разреженного давления, и выпускные клапаны открываются по мере достижения уровня порогового значения давлений между впускными и выпускными клапанами. Тем самым создается возможность выравнивания давления на отдельном участке через отводящий воздуховод, содержащий в себе воздушную турбину с электрогенератором.
Туннельная электростанция найдет свое применения в системе туннелей метрополитена, авто- и железнодорожных туннелей, даже в шахтах лифтов, где под давлением поршня (электропоезда, автомобиля, кабины лифта и т.п.) происходит повышение давления воздуха, так называемый поршневой эффект, набегающая волна захватывается воздухозаборником с воздуховодом (2), вращает лопатки роторных ветрогенераторов и преобразует энергию воздушного потока в электроэнергию, необходимую потребителям.