ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ АГРЕГАТ

Полезная модель относится к ветроэнергетике и может быть использована для выработки электроэнергии.
Известен ветряной ротор, содержащий центральную ось, с установленными на ней верхними и нижними крышками, закрепленные на центральной оси стенки-лопасти, образующие равнообъемные сектора. Стенки-лопасти выходят за окружность поясов и загнуты под углем к окружности поясов. [1]
Недостатками таких конструкций является отсутствие эффективных направляющих воздуха, позволяющих повысить концентрацию энергии потока, а также системы регулирования оборотов ротора при изменении скорости ветра.
Наиболее близким техническим решением является ветроэнергетический агрегат [2] ветроэнергетический агрегат, содержащий вертикальный ротор, связанный с электрогенератором, состоящий из верхнего и нижнего дисков с укрепленными на них рабочими лопатками. Диски ротора закреплены подшипниковыми узлами к корпусу агрегата. Статор турбины, состоящий из неподвижных верхней и нижней крышек с закрепленными на них направляющими лопатками имеющие на входе перпендикулярное направление к оси ротора турбины которое изменяется до значения почти касательного окружности ротора турбины, верхняя и нижняя крышки корпуса статора соединены с конусами с углом к перпендикуляру оси ротора до 40 градусов. Статор и ротор турбины имеют не менее чем восемь лопаток.
Проведенные газодинамические расчеты течения воздуха в каналах статора и ротора этой установки показали, что КИЭВ этой установки при заданной скорости на входе не менее 0,6-0,7. Такой результат был подтвержден и на продувках модели этой установки в аэродинамической трубе. Однако результаты продувок показали, что скорость потока перед установкой уменьшается в два раза, что почти на порядок уменьшает КИЭВ, а соответственно мощность установки.
Целью полезной модели является реализовать возможность использовать при небольших скоростей ветрового потока (1,5-2 м/с), повышения КПД и эксплуатационной надежности агрегата.
Технический результат достигается тем, что ветроэнергетический агрегат содержит вертикальный ротор, связанный с электрогенератором, состоящий из верхнего и нижнего дисков с укрепленными на них рабочими лопатками. Диски ротора закреплены подшипниковыми узлами к корпусу агрегата. Статор турбины, состоящий из неподвижных верхней и нижней крышек с закрепленными на них направляющими лопатками имеющие на входе перпендикулярное направление к оси ротора турбины которое изменяется до значения почти касательного окружности ротора турбины, верхняя и нижняя крышки корпуса статора соединены с конусами с углом к перпендикуляру оси ротора до 40 градусов. Статор и ротор турбины имеют не менее чем восемь лопаток. Для нейтрализации потери скорости воздуха перед установкой к статору прикреплены 8 экранов концентрирующие ветровой поток расположенные под углом 45 градусов друг к другу. ВЭА установлен на раме 9.
На рисунке изображен общий вид ветроэнергетического агрегата.
Ветроэнергетический агрегат содержит направляющие лопатки статора 1 (концентратора энергии потока), закрепленные на верхнем 2 и нижнем 3 неподвижных крышках корпуса статора агрегата. Верхняя и нижняя крышка статора соединены верхним 12 и нижним 13 конусами с углом к перпендикуляру оси ротора до 40 градусов. Лопатки статора на входе имеют перпендикулярное направление к оси ротора, которое изменяется до значения почти касательного окружности ротора турбины. Ротор турбины состоит из рабочих лопаток 4, закрепленных на верхнем 5 и нижнем 6 дисках ротора. Диски ротора закреплены подшипниковыми узлами 7 и 8 к корпусу агрегата. Вал ротора через шкив 10 передает крутящий момент генератору 11. К статору прикреплены экраны 14 для концентрации потока воздуха. ВЭА установлен на раме 9.
Работает установка при любом направлении движения воздушного потока, на экранах увеличивая скорость нейтрализует потери скорости потока перед установкой и попадая в суживающийся конический, а далее в суживающийся межлопаточный канал статора, увеличивает свою скорость в несколько раз, это позволяет ветроэнергетическому агрегату работать при малых скоростях ветра (1,5-2 м/с). Статор и ротор турбины имеют не менее чем по восемь лопаток. Это связано с тем, что при меньшем числе лопаток статора будет плохо закручиваться поток воздуха на входе в турбину, а уменьшение количества рабочих лопаток турбины вызовет неравномерную работу ротора турбины. Вал ротора турбины через шкив передает крутящий момент на основной генератор. Продувка модели показала существенное улучшение характеристик по сравнению с патентом №167270 F03D 3/06.
Источники информации
1. А.С. №542016 F03D 3/00 опубликовано 05.01.1977
2. Патент №167270 F03D 3/06 опубликовано 27.12.2016