ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА
WIND-DRIVEN POWER PLANT

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть применено для выработки электроэнергии.
Известна ветроэнергетическая установка [Патент РФ №21870191/ A.M. Литвиненко. Ветроэнергетическая установка, опубл. в БИ №22, 2002, F03D 05/04, заявка №2001101581/06 от 16.01.2001], которая содержит башни, установленные на двух рамах, связанных с опорой в местах соединения с центральным опорным узлом, ветроколеса с горизонтальной осью, установленные на стойках рам, поддерживающие тележки, мультипликаторы, генераторы и поворотные основания, отличающаяся тем, что рамы снабжены шарнирами, установленными в центральном опорном узле, и имеют направляющие механизмы и синхронизирующее устройство.
Недостатком данного устройства является наличие стационарных ветроколесных стоек, которые несут на себе генераторную установку, которая обладает повышенной массой, и, следовательно, башня должна быть рассчитана с учетом повышенной нагрузки и, следовательно, имеет в свою очередь большую массу.
Известен также ветроэлектроагрегат [Патент РФ №2282051/ A.M. Литвиненко. Ветроэлектроагрегат, опубл. в БИ №23, 20.08.2006, F03D 1/00, заявка №2005102319/06 от 31.01.2005], который содержит башню, выполненную в виде тетраэдра, т.е. из шести стержней (ребер), составленных в виде треугольников, при этом два треугольника являются прямоугольными - боковыми с общей гипотенузой, а два - равнобедренными - с общей стойкой и основанием, треугольники составлены из ребер, образующих углы.
Недостатком такой установки является ее низкая мобильность, поскольку основание выполнено поворотным и нуждается в дополнительной массивной платформе.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому устройству является ветроэнергетическая установка [Патент РФ №2377437/ A.M. Литвиненко. Ветроэнергетическая установка, опубл. 27.12.2009, Бюл. №36, F03D 11/04, заявка №2008126957/06 от 02.07.2008], которая содержит башню, выполненную в виде тетраэдра, имеющего ребра и углы, головку с хвостом, ветроколесом и генератором. Одно из ребер выполнено в виде оси автомобильного прицепа и четырех ребер, примыкающих к данному ребру, два выполнены в виде вертикальной стойки, а два в виде дышла автомобильного прицепа. В двух углах тетраэдра установлены колеса прицепа, что обеспечивает устойчивое состояние и высокую мобильность установки.
Недостатком является наличие головки с поворотным хвостом, что увеличивает массогабаритные показатели.
Изобретение направлено на уменьшение массы и габаритов.
Это достигается тем, что у ветроэнергетической установки, содержащей башню, выполненную в виде тетраэдра, имеющего ребра и углы, а также ветроколесо и генератор, одно из ребер выполнено в виде оси автомобильного прицепа и четырех ребер, примыкающих к данному ребру, два выполнены в виде вертикальных стоек, а два в виде дышла автомобильного прицепа с прицепным устройством, согласно изобретению колеса автомобильного прицепа снабжены поворотными основаниями, причем направления осей колес, повернутых в рабочее положение, пересекаются в точке закрепления прицепного устройства.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показана установка, вид сбоку в транспортном положении, на фиг.2 - вид сбоку в рабочем положении, на фиг.3 - вид сверху в транспортном положении, при этом штриховыми линиями показано положение колес и их траектория в рабочем положении, на фиг.4 - вид спереди в рабочем положении.
Ветроэнергетическая установка включает в себя колеса 1 со стойками 2 и поворотным устройством 3, статор ветроэлектрогенератора 4, укрепленный на штанге 5, роторные элементы 6, укрепленные на концах лопастей 7, откос 8 с оттяжкой 9, мачту 10, ступичный узел 11, дышла 12, стойку 13 с шарнирами 14, упор 15 и прицепное устройство 16, штырь 17, направляющую дорожку 18 (только для рабочего положения). На фиг.3 показано пересечение осей АА′ и ББ′ в точке О, ось транспортного расположения колес обозначена ВВ′. Прицепное устройство 16 опирается на фаркоп 19. Таким образом, ветроэнергетическая установка содержит башню, выполненную в виде тетраэдра, образованного двумя откосами 8, растяжкой 9, Λ-образной мачтой 10, имеющей два ребра, и горизонтальной планкой 20. Кроме этого установка содержит ветроколесо с лопатками 7, концы которых соединены роторными элементами 6. При этом роторные элементы 6 со статором 4 образуют генератор. Данный тетраэдр характеризует транспортное положение установки (показано на фиг.1). В рабочем положении, когда Λ-образная мачта 10 прижата к упору 21, тетраэдр образован осью автомобильного прицепа, а точнее перекладиной 20, и двумя парами ребер: первая пара - Λ-образное двухстоечное дышло 12, а вторая пара - двухстоечная Λ-образная мачта 10.
Дышло 12 снабжено прицепным устройством 16. Колеса 1 прицепа снабжены поворотными основаниями 3.
Ветроэнергетическая установка работает следующим образом. В транспортном положении мачта 10 покоится на упоре 15. Колеса расположены на одной оси, на фиг.3 эта ось обозначена ВВ′. В рабочем положении стойки 2 колес поворачиваются поворотным устройством 3, выполненным в виде, например, червячного редуктора на соответствующие углы, обеспечивающие пересечение осей АА′ и ББ′ в точке О. Мачта 10 поднимается в вертикальное положение и фиксируется. Штанга 5 поднимается вверх по поступательным направляющим. Прицепное устройство закрепляется на штыре 17, находящемся в центре О круга. Колеса 1 при этом движутся по направляющей дорожке 18, сформированной или из твердого покрытия, или рельсов, швеллеров, полок, уголков и т.п. При наличии ветрового потока, направленного, например, на плоскость чертежа фиг.2, будет осуществляться ветровое давление на элементы 10, 7, 5, 4, которое приведет к тому, что возникнет вращающийся момент, который переведет установку в состояние, показанное на фиг.4. В этом состоянии будет наблюдаться максимальная отдача от ветрового потока, поскольку плоскость вращения ветроколеса перпендикулярна ветровому потоку. При изменении направления ветрового потока ветроэнергетическая установка автоматически придет в соответствующее положение.
Технико-экономическим преимуществом данной ветроэнергетической установки является ее высокая мобильность и отсутствие специального механизма поворота мачты с хвостовой плоскостью, что делает ее незаменимой при энергоснабжении различных отдаленных объектов.