ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА

2О0113О020 Ветроэнергетическая установка
Полезная модель относится к ветроэнергетике и предназначена для использования в качестве экологически чистого источника энергии.
Известна ветроэнергетическая установка, описанная в патенте РФ № 2084697, МПК F03D 9/00, опубл. 20.07.1997 г., содержащая ветродвигатель и устройство для аккумулирования энергии, включающее гидронасос, пневмогидравлические аккумуляторы, гидромотор и моторгенератор, электрогенератор, кинематически связанный с ветродвигателем, и электродвигатель, образующий с гидронасосом электронасосный агрегат. Устройство для аккумулирования энергии выполнено в виде блока пневмогидравлических аккумуляторов, газовые полости которых соединены между собой общим трубопроводом, а сообщающиеся между собой гидравлические полости пневмогидравлических аккумуляторов посредством обратного клапана соединены с гидронасосом и посредством запорного устройства и преобразователя гидравлического давления - с гидромотором.
Однако, такие установки имеют большие масса-габаритные показатели, низкий КПД, связанный с двойным преобразованием энергии, и низкую надежность.
Паиболее близкой по технической сущности к предлагаемой полезной модели является ветроэнергетическая установка (см. патент РФ на изобретение № 2176030, МПК F03D 9/00, опубл. 20.11.2001г.), содержащаяветродвигатель,гидронасос,гидромотор,
пневмогидравлический аккумулятор и мотор-генератор, снабжена обратным и пропорциональным клапанами, последовательно расположенными между гидронасосом и гидромоторрм, напорной гидролинией, гидрозамком, вход которого подключён к напорной гидролиниии, гидромультипликатором, состоящим из двух обратимых гидромашин с разными рабочими объёмами и имеющим низконапорные вход и выход и высоконапорную линию, которая соединена с
MIIK F03D9/00
пневмогидравлическим аккумулятором, реле давления, подключённое к последнему, электромагнитным клапаном, выход которого подключён к управляющему входу гидрозамка, а вход соединён с выходом гидрозамка и низконапорным входом гидромультипликатора, распределителем с двумя выходами и входом, подключённым к низконапорному выходу мультипликатора, а выходами - параллельно гидронасосу, тахометром, установленном на общем валу ветродвигателя и гидронасоса, блоком управления, три входа которого соединены с соответствзтющим выходами мотор-генератора, тахометра и реле давления, а к трём выходам блока управления подключены соответствующие входы электромагнитнного клапана, пропорционального клапана и гидромотора.
Однако, такие установки имеют большие потери ветровой энергии в виде тепловой энергии и не позволяют эффективно использовать избытки ветровой энергии.
Технической задачей полезной модели является снижение потерь тепловой энергии при избытке преобразованной ветровой энергии и расширение функциональных возможностей установки.
Эта задача достигается тем, что известная ветроэнергетическая установка, содержащая ветродвигатель кинематически связанный с валом гидронасоса, гидронапорную линию, подключенную на входе распределителя, нормально-открытый выход которого соединён со входом гидромотора с выходом подключённым к всасывающей линии, вал гидромотора соединён с мотор-генератором, выход которого подключён к одному из входов блока управления, при этом второй его вход соединён с тахометром, установленном на валу гидронасоса, выход блока управления подключён к электрическому входу распределителя, снабжена низконапорным и высоконапорным теплообменниками, при этом низконапорный теплообменник одним входом соединён со входом гидронасоса, другим с всасывающей линией, высоконапорный теплообменник подключен одним входом к выходу гидромотора, соединённого с всасывающей линией, а другим входом подключён к
нормально замкнутому выходу распределителя, выполненного с пропорциональным управлением.
Существо полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена структурная схема ветроэнергетической установки.
Ветроэнергетическая установка содержит ветродвигатель 1, кинематически связанный с валом 2 гидронасоса 3, выход которого соединен с напорной линией 4, соединяющей гидронасос 3 со входом пропорционально управляемого распределителя 5, нормально открытый выход 6 которого соединён с входом гидромотора 7, а нормально закрытый его выход 8 через высоконапорный теплообменник 9 подключён к одному концу всасывающей линии 10 и выходу гидромотора 7. Выходной вал 11 гидромотора 7 соединён с мотор - генератором 12, подключённым к одному из входов блока управления 13, другой вход которого соединён с тахометром 14, установленном на общем валу 2 ветродвигателя 1 и гидронасоса 3, а выход блока управления 13 включен на электрическом входе распределителя 5. В качестве блока управления 13 может быть использован серийно выпускаемый Зональный управляющий комплекс «СТАРТ-КВИН Техническое описание PTC-00.Om799.00.TO. Вход гидронасоса соединён с одним из входов низконапорного теплообменника 15, другой вход которого подключён к всасывающей линии 10.
Ветроэнергетическая установка работает следующим образом.
При увеличении скорости ветра повыщается частота вращения ветродвигателя 1 и приводимого им во вращение гидронасоса 3, что сопровождается увеличением потока жидкости поступающей через напорную линию 4 к распределителю 5 и, через его нормально открытый выход 6, в гидромотор 7. Увеличение потока жидкости через гидромотор 7 приводит к изменению сигнала, поступающего от мотор-генератора 12 на один из входов блока управления 13. Рост частоты вращения ветродвигателя 1 регистрируется тахометром 14. В блоке управления 13 происходит сравнение сигналов тахометра 14 и мотор-генератора 12.
Результат сравнения сигналов тахометра 14 и мотор-генератора 12 поступает на электрический вход распределителя 5, при этом проходящий через него поток жидкости делится пропорционально поступающему сигналу между нормально замкнутым выходом 8 и нормально открытым выходом 6, Поток из нормально открытого выхода 8 распределителя 5 поступает в высоконапорный теплообменник 9 с большим гидравлическим сопротивлением, происходит преобразование энергии потока жидкости в тепловую энергию. При этом поток жидкости поступающий из нормально открытого выхода 6 распределителя 5 уменьшается, что, в свою очередь, приводит к снижению числа оборотов мотор-генератора 12.
При снижении скорости ветра обороты ветродвигателя 1 падают, доля потока, отводимого в высоконапорный теплообменник 9, уменьшается, а обороты мотор-генератора 12 увеличиваются.
Суммарный поток жидкости гидромотора 7 и высоконапорного теплообменника 9 поступают во всасываюшую линию 10 и через низконапорный теплообменник 15 на вход гидронасоса 3, что приводит к стабилизации температуры потока жидкости и повышению ресурса работы установки.
При использовании такого решения экономится электроэнергия и повышается надёжность работы всей энергосистемы, которую питает ветроэнергетическая установка за счёт стабилизации условий работы мотор-генератора 12.