ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА

Настоящая полезная модель относится к устройствам, преобразующим энергию ветра в механическую или электрическую энергию.
Известны подобные ветроэнергетические установки (ВЭУ), содержащие несколько ветроколес в одном агрегате, например [1] авторское свидетельство СССР №1590625 «Ветроустановка» автора Валенко В.И. Заявитель институт электродинамики АН УССР (аналог).
Недостатком подобных ВЭУ является сложность и нерациональность конструкции, т.к. на каждое ветроколесо необходим свой мультипликатор и свой генератор с последующим суммированием электрических мощностей с каждого из генераторов. Кроме того, для них также требуется система ориентации на направление потока ветра.
Известна конструкция с несколькими ветроколесами, в которой суммирование усилий от ветроколес осуществляется механически с помощью шарнирных соединений, кривошипов и шатунов [2], например, авторское свидетельство СССР №1130033 «Ветродвигатель» автора Войцеховского Б.В. Заявитель институт гидродинамики им. М.А.Лаврентьева (аналог).
Недостатком подобных ВЭУ является также их низкая надежность, необходимость отслеживания люфтов и зазора, шум от трения и ударов механических узлов, невозможность работы с быстроходными ветроколесами.
Известна конструкция из двух соосно расположенных ветроколес, расположенных на некотором расстоянии и вращающихся в разные стороны [3]: авторское свидетельство СССР №1333821 «Ветроэлектрический агрегат» автора Викторука В.А. (аналог).
Недостатками данного устройства являются необходимость во флюгере, ориентирующем на поток ветра, и - в разнесении на значительное расстояние ветроколес с помощью жесткой п-образной скобы.
Известна также двухлопастная конструкция ВЭУ по авторскому свидетельству СССР №1687844. МПК F03D 1/02 «Ветроустановка». Авторы Баланюк А.А., Мишин В.Ф. и др. [4], являющаяся наиболее близким по технической сути решением (прототип).
Недостатками данной конструкции являются необходимость разносить ветроколеса по высоте и на значительные расстояния друг от друга, чтобы они не находились в тени ветрового потока, а также - необходимость в ориентации на направление ветра за счет большой разности длин консолей.
Задачей настоящей полезной модели является создание ВЭУ более простой конструкции, не требующей системы ориентации на направление ветра и разнесения ветроколес на значительные расстояния, чтобы исключить их взаимное влияние.
Технические преимущества заявленного объекта по сравнению с известными заключаются в следующем:
- использованы два ветроколеса с контрроторным вращением, расположенные под углом друг к другу;
- использован суммирующий усилия от ветроколес мультипликатор, два входа которого подключены к осям ветроколес, а выход - к электрическому генератору.
Это позволяет исключить систему ориентации на направление ветра и суммировать мощности обоих ветроколес, через мультипликатор на электрический генератор.
На чертеже изображена схема ветроэнергетической установки, вид сверху.
Ветроколеса 1 и 2 с лопастями противоположной крутки расположены под углом «α» по отношению друг к другу, а их оси 3 и 4 подсоединены к входам суммирующего мультипликатора 5, выход которого подключен к электрическому генератору 6. Мультипликатор и генератор размещены в гондоле 7 ВЭУ, которая имеет возможность поворачиваться относительно неподвижной мачты 8.
Ветроэнергетическая установка работает следующим образом.
Поток ветра «V» обходит корпус гондолы 7 и поступает на оба ветроколеса 1 и 2, расположенные под углом «α» по отношению друг к другу. Углы отклонения осей ветроколес от направления ветра незначительны и некоторой потерей их мощности можно пренебречь. Поскольку ветроколеса вращаются в разные стороны и не расположены на одной линии по направлению ветра, то их взаимное влияние имеет не отрицательный, а положительный эффект. Это объясняется тем, что между гондолой и ветроколесами создается разряжение воздуха, подсасывающее дополнительный поток ветра.
1
Ветроколеса имеют одинаковые параметры: диаметр и количество лопастей противоположной крутки, поэтому при вращении они взаимно себя уравновешивают относительно центральной оси «О-O» по направлению ветрового потока.
Усилия вращения ветроколес через их оси 3 и 4 передаются на суммирующий мультипликатор 5, а выходной вал последнего вращает генератор 6.
При изменении направления ветра «V» гондола 7 поворачивается относительно мачты 8, отслеживая эти изменения до нового устойчивого положения конструкции.
Предлагаемая ветроустановка позволяет совместить в пространстве два независимых ветроколеса без их отрицательных воздействий друг на друга и таким образом получить большую полезную мощность.
Предлагаемая конструкция проста в реализации, не требует устройства ориентации на направление ветра и может найти широкое применение в народном хозяйстве.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР №1590625. МПК F03D 1/02. Ветроустановка. Автор Валенко В.И. Заявитель институт электродинамики АН УССР (аналог).
2. Авторское свидетельство СССР №1130033. МПК F03D 1/02. Ветродвигатель. Автор Войцеховский Б.В. Заявитель институт гидродинамики им. М.А.Лаврентьева (аналог).
3. Авторское свидетельство СССР №1333821. МПК F03D 1/02. Ветроэлектрический агрегат. Автор Викторук В.А. (аналог).
4. Авторское свидетельство СССР №1687844. МПК F03D 1/02 Ветроустановка. Авторы Баланюк А.А., Мишин В.Ф. и др. Заявитель Кольский научный центр АН СССР (прототип).