МОБИЛЬНАЯ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА

Настоящая полезная модель относится к ветроэнергетике и мобильным источникам электроэнергии и может быть использована для создания мобильных ветроэнергетических установок, установленных на транспортных средствах.
Целью полезной модели является устройство, включающее и сочетающее мобильное транспортное средство, вертикально-осевую ветроэнергетическую установку с ротором Н-Дарье (ротор Эванса) с двумя лопастями и мачтой в виде трубы, а также подъемный механизм типа лебедки с ручным приводом.
Ветроэнергетические установки являются одним из наиболее доступных источников электроэнергии. Мобильные установки, предназначенные для перевозки и быстрого монтажа в месте локального использования, на рынке отсутствуют в связи со сложностью монтажной процедуры, особенно в полевых условиях. Тем не менее, имеется проблема энергоснабжения малых потребителей в не электрифицированных регионах, занимающих более 2/3 территории России. Особенно остро эта проблема ощущается потребителями энергии, постоянно меняющими свое местонахождение - кочевыми племенами, коренными народами Севера, животноводами, геолого-разведочными партиями, туристами, пограничниками, подразделениями МЧС и т.д.
Ветроэнергетическая установка (ВЭУ) с вертикальной осью вращения представляет собой систему агрегатов для передачи кинетической энергии набегающего потока ветра в электрическую энергию генератора с последующим преобразованием ее в форму, удобную для потребления конкретным потребителем. Основное преимущество вертикально-осевых установок с быстроходностью (отношением скорости набегающего потока к линейной скорости внешних точек лопастей) больше единицы перед традиционными горизонтально-осевыми установками (пропеллерами) заключается в том, что их работа не зависит от направления потока ветра. Набегающий поток действует на лопасти ротора ВЭУ, имеющие аэродинамическую форму, и создает аэродинамическую силу, направленную перпендикулярно вектору потока и оси вращения ротора. В результате действия подъемных сил всех лопастей создается интегральный крутящий момент, который приводит к вращению ротора.
Как правило, компоненты ветроэнергетической установки являются тяжелыми и громоздкими (мачта, лопасти, траверсы) и предназначены для стационарного применения. Тем не менее, существует множество задач, в которых ветроустановка должна перевозиться в собранном виде и устанавливаться в кратчайший срок. Для этого мобильным транспортным средством могут служить сани, нарты, телеги, автомобили, автомобильные прицепы и тому подобный транспорт, а средством подъема мачты ВЭУ может являться лебедка. В этом случае ветроустановка является быстро воздвигаемой и может быть использована в качестве источника электроэнергии для подвижных групп (кочевников, геологов, военных подразделений и других групп быстрого реагирования, в том числе МЧС и в ряде случаев сотовых операторов для организации временной связи в случае проведения разведочных работ, исследования новых месторождений, вулканов и т.д.).
Известен ряд патентов и заявок в области мобильных конструкций ветроэнергетических установок - заявка 94024869/06, патент на полезную модель 95755. Полезная модель (патент №95755) наиболее близка к предлагаемой модели по задачам и способам их достижения и может являться прототипом для настоящей модели. Изобретение относится к мобильным ветроустановкам. Мобильная ветроэнергоустановка, содержащая опору, соединенную гибким элементом с рамой, на которой установлены генератор и ветровинты, отличающаяся тем, что рама выполнена каркасной в виде надувной оболочки, разделенной на автономные секции, каждая из которых снабжена пневмоштуцерами и заполнена под давлением либо воздухом, либо газом легче воздуха, при этом рама закреплена на жесткой опоре, а ветровинты закреплены на образующих цилиндра, выполненного в виде надувного элемента со встроенным генератором и снабженного торцевыми полуосями, закрепленными в опорах, расположенных на верхних площадках каркасной рамы, при этом ветроустановка снабжена пневматическим компрессором с распределителем воздуха или газа с соответствующими гибкими трубопроводами и пневмоштуцерами.
Недостатком прототипа является сложность и ненадежность опоры, представляющей собой надувную оболочку. Конструкция является сложной, требующей дополнительные приборы и электроэнергию для их работы. Для приведения ее в рабочее положение требуется питание нагнетающего воздух или газ компрессора. Оболочка легко повреждаема, особенно в полевых условиях. В северном климате такая система практически не применима по причине постоянных низких температур. Кроме того, парусность установки велика, что создает дополнительные проблемы с устойчивостью конструкции на ураганных ветрах. Ко всему прочему коэффициент использования энергии ветра такого ротора не превышает 20%, поскольку быстроходность ветроколеса не превышает 1 модуля.
Задачей заявляемой полезной модели является получение мобильного, быстро возводимого источника электроэнергии для передвижных удаленных автономных потребителей.
Задача настоящей полезной модели решается тем, что ветроэнергетическая установка с ротором типа Н-Дарье расположена на мачте, установленной на шарнире, находящемся на мобильном транспортном средстве, при этом мачта оснащена тремя проушинами, к одной из которых крепится канат, с помощью которого осуществляется подъем мачты в рабочее положение и опускание в мобильное положение лебедкой, установленной также на мобильном средстве, при том, что в рабочем положении две другие проушины мачты с канатами служат для фиксации мачты в вертикальном положении на мобильном средстве.
Предлагаемая модель отличатся тем, что конструкцию мачты отличает малая парусность, приведение установки в рабочее положение осуществляется за считанные секунды, ротор имеет больший коэффициент использования энергии ветра до 0,4, отсутствуют потребляющие электроэнергию приборы, необходимые для воздвижения установки, а также в модели присутствует мобильное транспортное средство, на котором установка перевозится, воздвигается и функционирует.
Подробное описание конструкции иллюстрируется фиг.1 и 2.
Мобильная ветроэнергетическая установка состоит из непосредственно ветроустановки, расположенной на мачте, находящейся на мобильном транспортном средстве. Ветроэнергетическая установка с ротором типа Н-Дарье состоит из двух лопастей 1, находящихся на траверсах 2, расположенных на подвижной ступице 3, установленной на подшипнике на мачте 4. Мачта 4 установлена на шарнире 5, который расположен на мобильном транспортном средстве 6. Мачта 4 оснащена тремя проушинами, одна из которых 7 является удлиненной и к ней крепится канат 8, с помощью которого осуществляется подъем мачты 4 в рабочее положение (фиг.1) и опускание (фиг.2) в мобильное положение лебедкой 9, установленной также на мобильном средстве 6, при том, что в рабочем положении две другие проушины мачты с канатами 10 служат для фиксации мачты 4 в вертикальном положении на мобильном средстве 6.