Ветрогелиоустановка

Полезная модель относится к области устройств, предназначенных для получения электрической энергии путем использования возобновляемых источников энергии, в частности энергии солнца и энергии ветрового потока, и может быть использована для автономного энергоснабжения отдаленных, труднодоступных объектов,  а также для конкретных целей отдельных энергопотребителей.
9
Известна ветроэнергетическая установка, включающая лопасти, установленные на неподвижных осях, которые закреплены на подвижной вертикальной оси, жестко связанной с электрогенератором, блок управления, фотодатчики, блок ввода и отображения информации, тахометр, которые подключены к входам блока управления, а также щеточно-кольцевым механизмом и аккумуляторной батареей, соединенной с выходом блока управления, а фотоэлектрические преобразователи через щеточно-кольцевой механизм соединены с блоком управления, к которому подключен электрогенератор, жестко соединенный с подвижной вертикальной осью установки, при этом фотоэлектрические преобразователи нанесены на лопасти с обеих сторон, (см. патент РФ на полезную модель №148781 МПКF03D 7/06, опубл. 20.12.2014 г. ).
Недостатком является неполное использование солнечного потока и соответственно низкая мощность установки.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является автономная электроэнергетическая установка (см. патент РФ на полезную модель №158761, МПК F03D 3/06, 7/06 (01.2006), H02S 10/12 (01.2014), включающая лопасти с фиксаторами, которые закреплены на вращающейся вертикальной оси, жестко связанной с электрогенератором, тахометром и щеточно-кольцевым механизмом, при этом на лопастях с обеих сторон расположены фотоэлектрические преобразователи, а ниже уровня лопастей на опоре расположены зеркала, с компенсаторами суточного вращения Земли.
Недостатками прототипа являются неполное использование потоков солнечной энергии и энергии ветровых потоков для преобразования их в электрическую энергию.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение мощности установки за счет более полного использование силы ветрового и солнечного потоков.
Технический результат заключается в увеличении количества вырабатываемой электроэнергии.
Технический результат достигается тем, что в ветрогелиоустановке, включающей лопасти с фиксаторами, которые закреплены на вращающейся вертикальной оси, жестко связанной с электрогенератором, тахометром и щеточно-кольцевым механизмом, при этом на лопастях с обеих сторон расположены фотоэлектрические преобразователи, а ниже уровня лопастей на опоре расположены зеркала, с компенсаторами суточного вращения Земли, согласно полезной модели, она дополнительно снабжена неподвижным жестким полым усеченным конусом, на внутренней и внешней поверхностях которого расположены фотоэлектрические преобразователи, при этом усеченный полый конус расположен между лопастями и зеркалами и жестко закреплен на неподвижном вертикальном кожухе, выполненном в виде трубы, внутри которой расположена вертикальная вращающаяся ось."
Данная конструкция позволит повысить мощность установки, а так же более полно использовать силу солнечного потока для выработки электроэнергии.
Сущность ветрогелеоустановки поясняется чертежом, где на фигуре представлена ее структурная схема.
Ветрогелеоустановка состоит из лопастей 1 с фиксаторами 2 и нанесенными на лопасти 1 с двух сторон фотоэлектрическими элементами (на фиг. не показаны); лопасти 1 фиксаторами 2 прикреплены к вращающейся вертикальной оси 3, в основании которой размещены генератор 4 и щеточно-кольцевой механизм 5, причем вращающаяся вертикальная ось 3 установлена внутри неподвижного вертикального кожуха 6, выполненного в виде трубы, жестко закрепленного растяжками 7 к фундаменту, выходы генератора 4 и щеточно-кольцевого механизма 5 подключены к блоку управления 8, а также тахометр 9, фотодатчик 10 и блок ввода и отображения информации 11. Причем к блоку управления подключены аккумуляторная батарея 12 и конечный потребитель 13. На опоре 14 закреплены зеркала 15 с компенсаторами суточного вращения Земли 16, а полый усеченный конус 17 с закрепленными на его внутренней и внешней поверхностях фотоэлектрическими преобразователями (на фиг. не показаны), жестко закреплен с помощью растяжек 18 на неподвижном вертикальном кожухе 6.
Ветрогелеоустановка работает следующим образом.
При перемещении масс воздуха и возникновении ветрового потока действующего на лопасти 1 с фиксаторами 2 и нанесенными на лопасти 1 с двух сторон фотоэлектрическими преобразователями (на фиг. не показаны) возникала вращающая сила ƒ, приводящая во вращение вертикальную ось 3, которая приводила во вращение электрогенератор 4 и тахометр 9. Устойчивость конструкции установки обеспечивали растяжки 7, закрепляющие неподвижный вертикальный кожух 6 к фундаменту.
Фотоэлектрические преобразователи (на фиг. не показаны), нанесенные с двух сторон на лопасти 1, а также на внешнюю и внутреннюю поверхности полого усеченного конуса 17 под воздействием солнечного потока вырабатывали электрическую энергию, передаваемую по выводным проводам (на фиг. не показаны), в щеточно-кольцевой механизм 5 и блок управления 8 соответственно.
При этом зеркала 15 с компенсаторами суточного вращения Земли 16, выполненные в двух плоскостях, образующие между собой угол 120°, отражали солнечный поток на лопасти 1 с фотоэлектрическими преобразователями (на фиг. не показаны) и на поверхность полого усеченного конуса 17, тем самым увеличивая мощность солнечного потока, падающего на фотоэлектрические преобразователи (на фиг. не показаны) лопастей 1 и полого усеченного конуса 17, причем последний расположен между лопастями 1 и зеркалами 15 и жестко закреплен на неподвижном вертикальном кожухе 6, с помощью растяжек 18.
Электроэнергия, вырабатываемая генератором 4 и получаемая от фотоэлектрических преобразователей (на фиг. не показаны), нанесенных на лопасти 1, через щеточно-кольцевой механизм 5, передавалась в блок управления 8, в который также передавалась электроэнергия от фотоэлектрических преобразователей (на фиг. не показаны), закрепленных на поверхностях неподвижного полого усеченного конуса 17. В блок управления 8 вводили данные о распределении электроэнергии между аккумуляторной батареей 12 и конечным потребителем 13 через блок ввода и отображения информации 11. Согласно этим данным, а также сигналам с тахометра 9 и фотодатчика 10, блок управления 8 распределял полученную электроэнергию между аккумуляторной батареей 12 и конечным потребителем 13. Аккумуляторная батарея 12 накапливала избыточную электроэнергию и в случае слабого ветра и низкой освещенности передавала ее потребителям электроэнергии 13.
Использование ветрогелеоустановки позволит, по сравнению с прототипом, повысить ее мощность за счет более полного использования силы ветра и солнечного потока.