Ветроэнергетическая установка
WIND POWER PLANT

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к устройствам, преобразовывающим энергию ветра в электрическую.
Известна установка, имеющая многоветряковое устройство с несколькими ветроколесами с ориентацией на ветер, которое содержит поворотную ферму, выполненную в виде двух установленных под углом рам, мачту и энергетические модули [Авторское свидетельство СССР №1409774 /A.M. Литвиненко. Ветроэнергетическая установка/ опубл. БИ №26, 1988, F03D 5/04, заявка №4161164/25-06 от 08.12.86.].
Недостатком данного устройства является низкая способность противостоять буревым порывам ветра. Наиболее близким к заявленному, по совокупности существенных признаков является ветроэнергетическая установка, содержащая башню, поворотное основание, две стрелы, связанные с верхней частью башни, к которым подведены рамы с роторами-ветроколесами, которые одновременно выполняют роль ориентирующего на ветер элемента [патент РФ №2529613 /A.M. Литвиненко. Ветроэнергетическая установка/ опубл. БИ №27, 27.09.2014, F03D 1/02, заявка №2011114574/06 от 13.04.2011].
Роторы взаимодействуют со статорами генераторов.
Недостатком установки являются большие масса и габариты, что вызвано подвесом агрегатов к высокорасположенным стрелам.
Изобретение направленно на уменьшение массы и габаритов.
Это достигается тем, что ветроэнергетическая установка содержит башню, поворотное основание, ориентирующий элемент, ветроколесо, генератор, согласно изобретению поворотное основание снабжено стойками с подшипниками, в которых установлен горизонтальный вал, на валу снизу размещен генератор, а сверху закреплен кронштейн с подшипником вала ветроколеса, при этом оси ветроколеса и генератора перпендикулярны горизонтальному валу, а ветроколесо и генератор снабжены шкивами, соединенными гибкой передачей.
Уменьшение массы установки достигается за счет того, что гибкая передача может быть выполнена ускоряющей, а уменьшение габаритов обусловлено снижением центра тяжести.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 изображена кинематическая схема установки, вид сбоку при отсутствии ветра, фиг. 2 - то же, но при буревом порыве, на фиг. 3 - вид спереди.
Ветроэнергетическая установка содержит башню 1, поворотное основание 2 с ориентирующим элементом 3, ветроколесо 4, генератор 5. Поворотное основание 2 снабжено стойками 6 и 7 с подшипниками, в которых установлен горизонтальный вал 8, при этом внизу вала размещен генератор 5, а сверху вала закреплен кронштейн 9 с подшипником 10 вала 11 ветроколеса. Ветроколесо снабжено шкивом 12, а вал генератора - шкивом 13, между шкивами установлена гибкая передача 14, например, зубчатый ремень. Вал 8 может быть снабжен демпфирующими элементами 15, например, фрикционного типа.
Ветроэнергетическая установка работает следующим образом. Под воздействием ветрового потока ветроколесо 4 с валом 11 приходит во вращение. Через гибкую передачу 14 и шкивы 12 и 13 генератор также приходит во вращение и генератор вырабатывает ток. При буревых порывах, вследствие парусного ветроколеса, происходит его наклон, см. фиг. 2, и пропуск избыточной энергии ветра. После порыва, ветроколесо приходит в исходное состояние под действием веса расположенного снизу вала 8 генератора. Возможные колебания демпфируются элементами 15.
Техническим преимуществом установки является, во-первых, способность пропускать буревые порывы, а во-вторых, низкий центр тяжести относительно оси ветроколеса. Это приводит как к уменьшению массы кронштейна 9, так и к использованию генератора в качестве противовеса, что уменьшает габариты и приводит к соответствующему экономическому эффекту.