Вітрова електростанція

1 Вітрова електростанція, що має дві підстанції, відокремлено розташовані вздовж на природному або насипному підвищенні, кожна підстанція має горизонтальний вал з лопатями, кожна секція горизонтального вала встановлена у вертикальних опорах на підшипниках і з'єднана муфтою з сусідньою секцією, кожна підстанція складається з двобічних секцій спрямовуючих апаратів, які є симетричними і конструктивно зв'язані поміж собою вздовж горизонтального вала за допомогою вертикально установлених несучих стін, що мають конфузорне звуження у вертикальних площинах, до наружних торців несучих стін по різні боки від осі горизонтального вала під один рівень закріплений каркас з обшивкою, кожна секція горизонтального вала є порожнистою, кожна секція двобічних спрямовуючих апаратів через несучі стіни, через вмонтовані в несучі стіни, ферми з обшивкою і через покриту поверхню землі має по різні боки від осі горизонтального вала попарно симетричні вітроводи-конфузори, які мають на виході до лопатей вітровідні короби з прямокутними зрізами по відношенню до осі їх симетрії, простір, розташований над лопатями вздовж осі горизонтального вала, який захоплює верхні частини лопатей і над лопатями досягає до стелі, являє собою вітродинамічне склепіння, яка відрізняється тим, що підстанції розташовані одна до одної під кутом, який конкретно на місцевості визначається напрямом пануючих вітрів, несучі стіни розташовані окремо по обидва боки від осі горизонтального вала і складаються з основ, підземна частина яких служить фундаментом, секції горизонтального вала розміщені на окремих опорах ПІДШИПНИКІВ з фундаментами, кожна секція горизонтального вала має по чотири лопаті, які мають можливість двобічного обертання внаслідок наявності в поперечному перерізі лопатей трьох вигинів, всі лопаті кожної секції у верхніх своїх частинах навколо горизонтального вала зафіксовані трьома рядами тросових з'єднань в єдину систему напруження, лопаті виконані з однолистових площин, однолистові площини лопатей вздовж осі горизонтального вала закріплені між подвійним несучим каркасом, що охоплює ці однолистові площини з обох боків і кріпиться своєю основою до горизонтального вала, кожна секція спрямовуючих апаратів по різні боки від осі горизонтального вала має до два симетрично розташованих і лежачих один над одним вітроводи-конфузори, кожен з яких по своєму горизонтальному центру має заслінки-обтічники, які закріплені в основах несучих стін з можливістю повороту, при цьому вітродинамічний простір обмежений зверху склепінням, яке складається з двох півсфер, кожна з яких закріплена в спільному каркасі з можливістю відкриття-закриття, спільний каркас над кожною секцією підстанції має вигляд прямокутника, кути якого закріплені на верхніх частинах основ несучих стін, в обох поздовжніх сторонах спільного каркаса виконано по одному ряду дифузорних отворів, які виходять вгору по променеворозбіжному від осі горизонтального вала напряму, склепіння при відкритій вгору одній своїй півсфері створює собою третій верхній вітровід-конфузор, який розміщений по відношенню до дії вітру за горизонтальним валом, простір, який знаходиться навколо опор ПІДШИПНИКІВ, окреслений внутрішніми торцями основ несучих стін, спільним каркасом склепіння і поверхнею землі і розташований перпендикулярно до осі горизонтального вала, являє собою міжсекційний вітродинамічний простір, а вздовж всього природного або насипного підвищення під лопатями в землі утворено заглиблення, гострокутові краї якого обладнані направляючими наконечниками 2 Вітрова електростанція за п 1, яка відрізняється тим, що вигини вітроводів-конфузорів виконані з можливістю направлення прискорених вітрових потоків на верхні частини лопатей, а горизонтальні площини коробів вітроводівконфузорів виконані по можливості з випуклими поверхнями 3 Вітрова електростанція за п 1, яка відрізняється тим, що лопаті кожної наступної секції установлені з уступом повороту лопатей на 45 градусів, при цьому верхні частини лопатей на одну четверту і одну п'ятнадцяту частину своєї висоти від горизонтального вала в поперечному перерізі О ю (О утворюють собою плавні переходи геометрії вигинів цих лопатей у протилежні боки 4 Вітрова електростанція за п 1, яка відрізняється тим, що склепіння та заслінки-обтічники виконані з каркаса та обшивки, при цьому склепіння має перекриваючі одна одну на одну п'яту частину своєї довжини півсфери в своїй основі, а заслінкиобтічники в своєму урівноваженому центрі - шарніри, з можливістю здійснення відкриття-закриття 5 Вітрова електростанція за п 1, яка відрізняється тим, що обшивка несучих стін, обшивка ферм, обшивка заслінок-обтічників в місцях заходу вітрових потоків мають заовалені гострокутові торці 6 Вітрова електростанція за п 1, яка відрізня Винахід належить до вітроенергетики, стосується вітроелектростанцій, що споряджені спрямовуючими апаратами і може бути використаний для одержання екологічно чистої електроенергії на вітроелектростанціях середньої, великої та надвеликої потужності При характеристиці рівня техніки приводяться три аналоги винаходу, що пропонується Аналог "Вітрова електростанція" (МПК 6F 03 D 3/04, патент UA 25073 СІ, 1998 рік, бюлетень № 6), що має великої довжини посекційний порожнистий горизонтальний вал з лопатями, який з'єднаний в одне ціле муфтами, ця вітрова електростанція, по відношенню до горизонтального вала, має посекційний двусторонній симетричний спрямовуючий апарат, всі секції якого поміж собою мають конструктивну з'єднаність, кожна секція спрямовуючого апарата складається з попарно симетричних вітроводів (ВІДПОВІДНО ДО напряму вітру з конфузорів або дифузорів), які мають на виході до лопатей вітроводні короби з прямокутними зрізами по відношенню до ВІСІ їх симетрії, вітроводи утворені за допомогою несучих стін, ферм з обшивкою, вмонтованих в ці стіни і бетонованої основи, при цьому схил природного або насипного підвищення є складовою частиною нижньої площини нижнього вітровода у всіх секціях спрямовуючого апарата, та ознаки аналога, що перешкоджають одержанню очікуваного технічного результату лопаті застосовані з можливістю двобічного обертання, внаслідок змінної геометрії вигину верхніх частин лопатей, лопаті в несучому каркасі мають шарніри, під стелею спільного даху застосовано конічний виступ з направляючою вітру, яка має електромагнітну фіксацію, кожний з коробовидних вітроводів більш аніж на половину своєї довжини має форму конфузора, яка переходить на залишившийся частині вітровода в трубу, на горизонтальному валу розміщені електролебідки, які повязані з вигинаючими частинами лопатів, в обшивці кожної ферми по різні сторони від осі горизонтального вала розміщуються механічно відкриваючися жалюзі, а в кожному конфузорі застосовані стульчасті заслінки При ЗМІНІ напряму вітру на протилежний, необхідне досить складне переналагодження вигинів 49965 ється тим, що відкриті вгору півсфери одного боку склепіння утворюють собою для всіх секцій спрямовуючого апарата підстанції суцільну верхню площину третього верхнього вітроводу-конфузора 7 Вітрова електростанція за п 1, яка відрізняється тим, що ЗОВНІШНІ торці поздовжніх сторін спільного каркаса мають конструктивні з'єднання з сусідніми внутрішніми торцями верхніх ферм другого середнього вітроводу-конфузора, а в обшивці нижньої площини другого середнього вітроводуконфузора по різні боки від осі горизонтального вала розміщені жалюзі, що механічно відкриваються лопатей та направляючих вітру При цьому необхідно задіяти багато різних механізмів Тому складна і не надійна конструкція лопатей з змінною геометрією вигину Не зовсім вдале розміщення і направленість вітроводів (не враховано направленість ЛІНІЙ току), занадто велика довжина вітроводів, що значно знижує їх ефективність через тертя вітру об стінки вітроводних коробів, тому недостатня можливість і дифузорного виходу відпрацьованих вітрових потоків Вітровий поток діючи на лопаті здійснює тиск на площини лопатів і також повинен мати вільний прохід поза лопатями і поверх лопатей, тобто омивати лопаті Несучі стіни без прорізів, присутність направляючої вітру під стелею не створюють такого вільного проходу для вітру навколо лопатів Це зменшує ефективність вітропереробного пристрою Лопаті без барабанних площин краще і ефективніше омиваються вітровими потоками, але такі лопаті не надійні тому, що кожна лопать, знаходячись під дією вітру, прогинається і віддає отриману напругу горизонтальному валу, а, вийшовши з зони дії вітру, вертається у вільне ненапружене становище Такі ПОСТІЙНІ коливання лопаті відносно горизонтального вала при кожному оберті, на протязі всього терміну роботи, з часом зруйнують кріплення лопаті до горизонтального вала При сильних вітрах стульчасті заслінки великої парусності закривати буде досить складно, також для закриття кожної частини стульчастої заслінки потрібно окремий механізм Механічно відкривати жалюзі в трьох площинах вітроводів теж досить накладно Все це суттєво зменшує надійність та механічну СТІЙКІСТЬ розглядаємої вітрової електростанції Потрібно також ВІДМІТИТИ дуже велику матеріалоємність установки, особливо на вибудову спрямовуючого апарата Конструктивно не передбачено засобу аварійної заміни секції горизонтального вала з лопатями Наступний аналог "Вітрова електростанція" (МПК 6F 03D 3/04 , патент UA 26774 СІ, 1999 рік, бюлетень № 7), що має великої довжини посекційний порожнистий горизонтальний вал з лопатями, 49965 який з'єднаний в одне ціле муфтами, ця вітрова електростанція по відношенню до горизонтального вала має посекційний двосторонній симетричний спрямовуючий апарат, всі секції якого поміж собою мають конструктивну з'єднаність, кожна секція спрямовуючого апарата складається з попарно симетричних вітроводів (ВІДПОВІДНО ДО напряму вітру з конфузорів або дифузорів), які мають на виході до лопатей вітроводні короби з прямокутними зрізами по відношенню до осі їх симетрії, вітроводи утворені за допомогою несучих стін, ферм з обшивкою, вмонтованих в ці стіни і бетонованої поверхні землі, а стеля даху над поздовжньою віссю горизонтального вала над лопатями утворює вітродинамічне склепіння, при цьому схил природного або насипного підвищення є складовою частиною нижньої площини нижнього вітровода у всіх секціях спрямовуючого апарата, а несучі стіни з гострокутовими торцями утворюють в вертикальних площинах вітроводних коробів конфузорні звуження, та ознаки аналога, що перешкоджають одержанню очікуваного технічного результату лопаті застосовані з можливістю двобічного обертання внаслідок наявності в поперечному перетині лопатів двох вигинів, кожний з коробовидних вітроводів більше аніж на половину своєї довжини має форму конфузора, яка потім переходить, на оставшийся частині вітровода, в трубу, а в кожному конфузорі по різні сторони від осі горизонтального вала застосовані стульчасті заслінки Облаштоване направляючим апаратом вітроколесо, що має лопаті з одним вигином в поперечному перетині, показує дуже низьку ефективність використання енергії вітру Лопаті з двома вигинами в протилежні боки, як показали випробування, забезпечують кращу ефективність Краща ефективність пояснюється тим, що при цьому в лопатях набагато зменшується зона взаємодії паралельності площин лопатів і паралельності площин в яких діють більш прискорені (створені нижніми горизонтальними площинами вітроводівконфузорів) вітрові потоки Ще більша ефективність в цьому плані досягається застосуванням вітроколеса з лопатями, які мають по три вигини в поперечному перетині В даному аналозі хоча і була зменшена приблизно наполовину матеріалоємність спрямовуючого апарата, але вона залишалась ще досить суттєвою із-за великої довжини вітроводів Ефективність використання енергії вітру хоча і значно підвищилась, але була ще недостатня, щоб конкурувати з вітровими електростанціями набраними з пропелерних вітроагрегатів Залишалося те саме не зовсім вдале розміщення і направленість вітроводів тому, що ще не була врахована направленість ЛІНІЙ току, яка фактично завжди буває менш вигнута, ніж вигини (в даному разі) коробів вітроводів Лопаті без барабанних площин залишалися не надійними із-за вищезгаданих коливань лопатей відносно горизонтального вала Залишалися ті самі важко закриваємі стульчасті заслінки великої вітрильності Також і в цій конструкції не передбачалось засобу аварійної заміни кожної із секцій горизонтального вала з лопатями Прототип "Вітрова електростанція" (MF1K6F 03 D 3/04 , патент UA 26170 СІ, 1999 рік, бюлетень № 3), що має два вітроагрегати, відокремлено розташовані вздовж на природному або насипному підвищенні, кожний вітроагрегат має порожнистий горизонтальний вал з лопатями, кожна секція горизонтального вала установлена в вертикальних опорах на підшипниках і з'єднана муфтою з сусудньою секцією, обидва ці вітроагрегати складаються, по відношенню до осі горизонтальних валів, з двобічних секцій спрямовуючих апаратів, які є симетричними і конструктивно пов'язані поміж собою вздовж горизонтального вала за допомогою вертикально встановлених несучих стін і ферм, вмонтованих в несучі стіни, до ЗОВНІШНІХ торців несучих стін по різні боки від осі горизонтального вала під один рівень кріпиться каркас з обшивкою, кожна секція двобічних спрямовуючих апаратів через несучі стіни, через вмонтовані в несучі стіни ферми з обшивкою і через покриту поверхню землі має по різні боки від осі горизонтального вала попарно симетричнівітроводи-конфузори-дифузори, які мають на виході до лопатей вітроводні короби з прямокутними зрізами по відношенню до ВІСІ їх симетрії, простір, розташований над лопатями впродовж осі горизонтального вала, який захоплює верхні частини лопатей і над лопатями досягає до стелі, являє собою вітродинамічне склепіння та ознаки прототипа, що перешкоджають одержанню очікуваного технічного результату вітроагрегати розміщені один по відношенню до другого під прямим кутом, несучі стіни мають в собі профільну основу, яка створює собою прорізі несучих стін і об'єднує в собі опори ПІДШИПНИКІВ, ЗОВНІШНІ частини профільної основи і підземну фундаментну частину, лопаті застосовані з можливістю двостороннього обертання внаслідок присутності в поперечному перетині лопатей двох вигинів, кожна секція направляючих апаратів має по різні боки від осі горизонтального вала по чотири симетрично розташованих і лежачих один над одним вітроводи-конфузори-дифузори, кожен з яких має стульчасті заслінки, які в відкритому стані є частинами обшивки всіх вітроводів-конфузорів, а впродовж всього даху, по лінії торцевих сторін прорізів несучих стін, утворено два ряди гострокутних виступів, над прорізами несучих стін, утворено додаткові дифузорні виходи, а вся вітрова електростанція в поперечному перетині має округлу форму з деяким розширенням до поверхні землі Дія чотирьох протитипних вітроводівконфузорів, побудованих з більш раціональною направленістю дозволяє одержувати достатньо високий коефіцієнт використання енергії вітру Але саме така направленість і чотириповерховість спрямовуючого апарата виносить розміщення горизонтального вала на досить велику висоту над поверхнею землі Це знижує надійність і СТІЙКІСТЬ прототипноїустановки Хоча вибудова вітроводів-конфузорів здійснена найменш матеріалоємно, хоча стульчасті заслінки є частинами обшивки вітроводів-конфузорів, що також дещо зменшує матеріалоємність, але в цілому матеріалоємність прототипної вітрової електростанції ще залишається досить високою Крім того, багаторазові випробування показа 49965 8 ли, що ви рові потоки, створені чотириканальним льного спрямовуючого апарата, конструктивно направляючим апаратом, ефективно не потовпоб'єднаного в одне ціле по довжині за допомогою ляються в навкололопатевому просторі тому, що несучих стін з основами і вмонтованих в них ферм майже такі самі оберти показує вітроколесо при і по ширині за допомогою спільного каркаса роззадіянні тільки двох вітроводів-конфузорів кривающогося склепіння, надійного розміщення Доцільніше в даному разі використати запрогоризонтального вала з лопатями низько від повепонований третій верхній вітровод-конфузор, розрхні землі на окремих опорах з фундаментами, ташований по відношенню до дії вітру за горизонзастосування горизонтального вала великої довтальним валом Важливою особливістю третього жини з метою отримання стабільних обертів та верхнього вітровода-конфузора є те, що вибудова зменшення відносного діаметра лопатів, створенйого не збільшує висоти розміщення вітроколеса ня для приймання вітрів супротивних напрямів над земною поверхнею і також вибудова його не розкривающогося склепіння, яке створює собою дуже матеріалоємна третій верхній вітровод-конфузор і високоефективних лопатів двобічного обертання зі зменшеною Вибудова третього верхнього вітроводаКІЛЬКІСТЮ лопатів, з трьома вигинами в поперечноконфузора не залишає місця і ДОЦІЛЬНОСТІ побудому перетині лопаті, шляхом застосування горизонви прототипних гостроверхіх виступів, розташоватального вала з запасом МІЦНОСТІ ДЛЯ одержання них впродовж всього даху надвеликих потужностей, для ефективного викоПри чотирьох вітроводах-конфузорах додаткористання вітрів різних швидкостей, забезпечення ві дифузорні виходи ДОЦІЛЬНІ, а при двох вітровоздатності усієї вітрової електростанції без втрат дах-конфузорах вони не обов'язкові, тим більше, сприймати і, завдяки суцільній системі конфузорів, вибудова третього верхнього вітровода-конфузора ефективно прискорювати слабі вітри, вітрові потов пропонованій конструкції не залишає місця для ки, що діють під різними кутами на всю фронтальпобудови додаткових дифузорних виходів ну сторону багатосекційного трьохканального Застосування профільної основи несучих стін спрямовуючого апарата підстанції, при цьому не придає надійності і СТІЙКОСТІ прототипної ВЕС, але тільки прискорювати вітровий потік, але й спрямовибудова профільної основи надвеликих розмірів,вувати його в трьох напрямах і, що важливо, на и транспортування буде здійснюватись з досить верхні половини лопатей і також по дузі вітродивеликими труднощами Тому пропонується несучі намічного простору, досягаючи таким чином висостіни відокремити одна від одної відносно горизонкоефективної дії прискорених вітрових потоків одтального вала, установити запропоновані основи ночасно на 2 - 3 лопаті з чотирьох, створюючи при несучих стін на окремі фундаменти і з'єднати нецьому безперебійний вихід відпрацьованого вітросучі стіни тільки в верхніх частинах за допомогою вого потоку через протилежні вітроводи-дифузори, запропонованого спільного каркаса При цьому через дифузорні отвори спільного каркаса, через прорізи несучих стін замінюються на міжсекційний відкриті жалюзі нижньої площини другого середвітродинамічний простір, що розташований між нього дифузора, і через міжсекційний вітродинамівнутрішніми торцями основ несучих стін, поверхчний простір, шляхом зниження матеріалоємності нею земляного заглиблення і спільним каркасом вітрової електростанції через зменшення в кожній розкривающогося склепіння секції вітроводів-конфузорів з чотирьох до двох, Лопаті без барабанних площин і в конструкції лопатей з шести до чотирьох, застосуванням одпрототипу залишались не надійними із-за вищенолистових площин лопатей, застосуванням мазгаданих коливань лопатей відносно горизонтальломатеріалоємного третього верхнього вітроводаного вала Щоб уникнути цих коливань пропонуконфузора, шляхом застосування заслінок - обтіється всі лопаті кожної секції у верхніх частинах кателів для захисту та аварійної зупинки вітрової скріплювати трьома рядами тросових з'єднань в електростанції, забезпечити при цьому значне єдину систему напруження підвищення коефіцієнта використання енергії вітру, можливість одержання надвеликих потужносЗалишалися ті самі важкозакриваємі стульчастей з стабільними обертами горизонтального ваті заслінки, які пропонується замінити заслінкамила, можливість використовування слабих вітрів, обтікателями, які розміщуються в горизонтальних створення закритості самого процесу видобутку центрах вітроводів-конфузорів, з урівноваженим вітрової енергії при забезпеченні надійності вітроцентром шарнірного кріплення, при якому одна вої електростанції, та зменшенні її матеріалоємнополовина заслінки, при закритті вітроводасті конфузора, буде йти проти вітру, а друга, врівноважена частина, буде йти під дією вітру, і ці сили будуть взаємно врівноважені Вищеописана задача цього винаходу вирішується тим, що вітрова електростанція, що має дві При цьому пропонована вітрова електростанпідстанції, розташовані вздовж на природному або ція буде мати приземлену форму, майже наполонасипному підвищенні, кожна підстанція має горивину від прототипу знизить свою висоту, буде мати зонтальний вал з лопатями, кожна секція горизонпід собою більш стійку земляну основу тального вала установлена в вертикальних опорах В основу винаходу поставлено задачу удоскона підшипниках і з'єднана муфтою з сусідньою налення вітрової електростанції шляхом урахусекцією, кожна ця підстанція складається, по відвання пануючих вітрів даного регіону при відокреношенню до осі горизонтального вала, з двобічних мленому розміщенні обох підстанцій вітрової секцій спрямовуючих апаратів, які є симетричними електростанції під кутом, шляхом створення важі конструктивно пов'язані поміж собою вздовж гокообхідної суцільної системи конфузорів, розтаризонтального вала за допомогою вертикально шованої по різні боки від осі горизонтального вала установлених несучих стін, що мають конфузорне в вигляді двобічного багатосекційного трьохкана 49965 звуження у вертикальних площинах, до ЗОВНІШНІХ торців несучих стін по різні боки від осі горизонтального вала під один рівень кріпиться каркас з обшивкою, кожна секція горизонтального вала є порожниста, кожна секція двобічних спрямовуючих апаратів через несучі стіни, через, вмонтовані в несучі стіни, ферми з обшивкою і через покриту поверхню землі, має по різні боки від осі горизонтального вала попарно симетричні вітроводиконфузори, які мають на виході до лопатей вітроводні короби з прямокутними зрізами по відношенню до осі їх симетрії, простір, розташований над лопатями впродовж осі горизонтального вала, який захоплює верхні частини лопатей і над лопатями досягає стелі, являє собою вітродинамічне склепіння, ВІДПОВІДНО до винаходу, вітрова електростанція має підстанції, розташовані одна до одної під кутом, який конкретно на місцевості визначається напрямом пануючих вітрів, несучі стіни розташовані окремо по обидва боки від осі горизонтального вала і складаються з основ, підземна частина яких служить фундаментом, секції горизонтального вала розміщуються на окремих опорах ПІДШИПНИКІВ з фундаментами, кожна секція горизонтального вала має по чотири лопаті, які застосовані з можливістю двобічного обертання, внаслідок наявності в поперечному перетині лопатів трьох вигинів, всі лопаті кожної секції у верхніх своїх частинах навколо горизонтального вала зафіксовані трьома рядами тросових з'єднань в єдину систему напруження, лопаті виконані з однолистових площин, однолистові площини лопатів вздовж осі горизонтального вала закріплені між двойним несучим каркасом, що охоплює ці однолистові площини з обох боків і кріпиться своєю основою до горизонтального вала, що кожна секція спрямовуючих апаратів по різні боки від осі горизонтального вала має по два симетрично розташованих і лежачих один над одним вітроводиконфузори, кожен з яких по своєму горизонтальному центру має заслінки-обтікателі, які закріплені в основах несучих стін з можливістю повороту, при цьому вітродинамічний простір обмежується зверху розкривающимся склепінням, яке складається з двох полусфер, кожна полусфера закріплена в спільному каркасі з можливістю відкриттязакриття, спільний каркас над кожною секцією підстанції має вигляд прямокутника, кути якого закріплені на верхніх частинах основ несучих стін, в обох поздовжніх сторонах спільного каркаса виконано по одному ряду, виходячих вгору по променеворозходящому від осі горизонтальною вала напряму дифузорних отворів, розкривающеєся склепіння, при відкритій вгору одній своїй полусфері, створює собою третій верхній вітроводконфузор, який розміщується по відношенню до дії вітру за горизонтальним валом, простір, який знаходиться навколо опор ПІДШИПНИКІВ, окреслений внутрішніми торцями основ несучих стін, спільним каркасом розкривающогося склепіння і поверхнею землі і розташований перпендикулярно до осі горизонтального вала, являє собою міжсекційний вітродинамічний простір, а вздовж всього природного, або насипної о підвищення, під лопатями в землі утворено заглиблення, гострокутові краї якого обладнані направляючими наконечниками 10 Вигини вітроводів-конфузорів виконані з можливістю направлення прискорених вітрових потоків на верхні частини лопатів, а горизонтальні площини коробів вітроводів-конфузорів виконані по можливості з випуклими поверхнями Лопаті кожної наступної секції установлені з уступом повороту лопаті в на 45°, при цьому верхні частини лопатів на одну четверту і одну п'ятнадцяту частину своєї висоти від горизонтального вала в поперечному перетині утворюють собою плавні переходи геометрії вигинів цих лопатей у протилежні боки Розкривающеєся склепіння, заслінкиобтікателі виконані з каркаса та обшивки, причому розкривающеєся склепіння має перекриваючі одна одну на одну п'яту частину своєї довжини полусфери, розкривающеєся склепіння має в своїй основі, а заслінки-обтікателі в своєму урівноваженому центрі шарніри з можливістю здійснення відкриття-закриття Обшивка несучих стін, обшивка ферм, обшивка заслінок-обпкателів в місцях заходу вітрових потоків мають заовалені гострокутові торці Відкриті вгору полусфери одного боку розкривающогося склепіння утворюють собою для всіх секцій спрямовуючого апарата підстанції суцільну верхню площину третього верхнього вітроводаконфузора ЗОВНІШНІ торці поздовжніх сторін спільного каркаса мають конструктивне з'єднання з рядом лежачими внутрішніми торцями верхніх ферм другого середнього вітровода-конфузора, а в обшивці нижньої площини другого середнього вітроводаконфузора, по різні боки від осі горизонтального вала, розміщені механічно відкриваючися жалюзі Технічний результат виражається в значному підвищенні коефіцієнта використання енергії вітру, в одержанні надвеликих потужностей з стабільними обертами горизонтального вала, в можливості використовування слабих вітрів, в створенні закритості самого процесу видобутку вітрової енергії і забезпеченні надійності вітрової електростанції, та зменшенні и матеріалоємності Цей технічний результат досягається тим, що кожна підстанція відокремлено розташована одна по відношенню до іншої під кутом, який конкретно визначається напрямом пануючих вітрів і тому ці підстанції практично завжди знаходяться під ефективною дією вітрів даного регіону Фронтальна сторона кожної підстанції, маючи великі площі в вертикальній площині, утворює собою фактично суцільну систему конфузорів, яку вітровим потокам набагато трудніше обійти, аніж одиночний конфузор Розкривающеєся склепіння утворює собою третій верхній вітровод-конфузор, розташований по відношенню до дії вітру, за горизонтальним валом, який захоплює вітрові потоки, що намагаються обминути систему конфузорів через верх і також ті вітрові потоки, що завжди збільшуються з висотою над поверхнею землі А це чи не єдиний спосіб примусити вітровий потік зайти в кожний конфузор і там ефективно прискоритись Обшивка ферм, обшивка каркасу несучих стін, обшивка заслінок-обтікателів в місцях заходу вітрових потоків мають заовалені гострокутові торці 12 11 49965 (як і розсікаюче повітря крило птаха, або лопать ції повітря в зонах обертання лопатей і в зонах пропелера) Тому багатосекційний трьохканальний заходу і виходу прискорених вітрових потоків спрямовуючий аппарат (суцільна система конфуАле найбільш великої ефективності, як показорів) вітрової електростанції здатний з великих зали випробування, було досягнуто примшенням площ, що знаходяться у вертикальній площині, без вітроколеса з обмеженою КІЛЬКІСТЮ лопатів - це втрат сприйняти весь вітровий потік і спрямувати і чотири, навіть всього три лопаті на кожній секції ефективно прискорити його в кожній секції напрагоризонтального вала При цьому в кожній наступвляючого апарата за допомогою трьох вітроводівній секції ці лопаті встановлюються з уступом поконфузорів, що мають своєрідні для кожного вітвороту лопатевих площин на 45°, або 60° - при ровода-конфузора вигини, спрямувати в прискотрьох лопатях реному виді і в трьох напрямах, і на верхні частини В даному разі можна припустити, що тільки із лопатів, а також спрямувати прискорений вітровий зменшеною КІЛЬКІСТЮ лопатів прискорені вітрові потік по вітродинамічному і міжсесійному вітропотоки, створені трьохканальним направляючим динамічному просторах одночасно на 2 - 3 лопаті з апаратом, спроможні більш повно проходити до чотирьох Заовалені гострокутові торці обшивки лопатів і високоефективно діяти на дане вітрококаркасу несучих стін будуть відігравати значну лесо роль для більш ефективного заходу вітрових потоПотім вітроколесо з чотирьма, навіть трьома ків, що діють під гострими кутами по відношенню лопатями буде набагато дешевше в виготовленні і до осі горизонтального вала тому, що повітря (віттакож набагато полегшить свою вагу ровий потік), дякуючи своїй в'язкості, буде краще Лопаті з двома вигинами в протилежні боки, як обгинати ці заовалені торці і буде ефективніше показали випробування, забезпечують кращу ефезаходити в конфузори ктивність Другий вигин займає одну п'яту частину лопаті і знаходиться в верхній частині її Горизонтальні площини коробів вітроводівконфузорів по можливості виконані, як і крило птаКраща ефективність пояснюється тим, що при ха, з випуклими поверхнями, що теж сприяє більш цьому в лопатях набагато зменшується зона взаєефективному прискоренню вітрових потоків модії паралельності площин лопатів і площин з більш прискореними вітровими потоками Над лопатями розташований вітродинамічний простір Зверху вітродинамічний простір окреслеЩе більша ефективність в цьому плані досяганий розкривающимся склепінням Вітродинамічний ється застосуванням вітроколеса з лопатями, які простір забезпечує ефективну дію на верхні поломають по три вигини в поперечному перетині В вини лопатів і поверх їх сумісних вітрових потоків, даному разі другий вигин дещо збільшується і застворених першим нижнім, другим середнім і треймає одну четверту частину лопаті В цьому, друтім верхнім вітроводами-конфузорами Ще одною гому вигині застосовано третій вигин в протилежважливою особливістю третього верхнього вітроний бік і розмір цього вигину становить одну вода-конфузора являється те, що вибудова його п'ятнадцяту частину від висоти всієї лопаті Лопаті не збільшує висоти розміщення вітроколеса над з трьома вигинами найбільш доцільно підходять земною поверхнею і вибудова його не дуже матедля вітрових електростанцій з трьохканальним ріалоємна Між внутрішніми торцями несучих стін, направляючим апаратом і як показали випробуповерхнею землі і спільним каркасом розкриваювання найбільш ефективно обертаються тому, що щогося склепіння розташований міжсекційний вітвищезгадана паралельність площин в таких лопародинамічний простір тях практично відсутня Конструкція ВЕС сприймає і прискорює вітрові потоки трьома вітроводами-конфузорами, а дифузорний вихід забезпечується тільки двома дифузорами Щоб якомога урівноважити ці процеси в нижній горизонтальній площині другого середнього дифузора утворено жалюзі, що механічно відкриваються, які через ферми забезпечують додатковий вихід відпрацьованих вітрових потоків (при вітрі зліва), Також в додаток до цього, в поздовжніх сторонах спільного каркаса, застосовано, з кожного боку від осі горизонтального вала, по одному ряду, виходячих вгору по променеворозходячому від осі горизонтального вала напряму, дифузорних отворів Нахили поздовжніх площин цих отворів будуть більше збігатися з напрямом виходячих з зони обертання вітроколеса відпрацьованих вітрових потоків і також будуть краще захищати лопаті від обледеніння та налипання снігу Усі ЦІ вищевказані новації сприяють більш вільному заходу прискорених вітрових потоків і, як наслідок, більш ефективним обертам вітроколеса, особливо при вітрах направлених під різними кутами до горизонтального вала, беззатримному дифузорному виходу відпрацьованих вітрових потоків, можливому створенню сприятливої циркуля Але головне в другому вітропереробляючий аппарат кожної підстанції, що має на горизонтальному валу в кожній секції лопаті з трьома вигинами без будь-якого переналагодження однаково ефективно обертається в обидва боки, при супротивних напрямах вітру Це лопаті двобічного обертання Несучі стіни виконуються за шириною (вздовж осі горизонтального вала) не менше одної четвертої частини довжини кожної секції лопатей Така ширина несучих стін забезпечує створення достатнього міжсесійного вітродинамічного простору Вітрова електростанція, що має в цілому горизонтальний вал великої довжини, ВІДПОВІДНО буде мати на ньому лопаті великої та надвеликої вітрильності Цю конструкцію, з метою досягнення ще більшої ефективності, слід якомога полегшити за рахунок зменшеної КІЛЬКОСТІ лопатів в кожній секції, лопатів, що складаються з однолистових площин, які в верхніх своїх частинах мають два виштамповані вигини, а третій основний вигин цих площин армірується каркасом, що охоплює ці площини з двох сторін Горизонтальний вал великої довжини з запасом МІЦНОСТІ дає змогу, шляхом підключення дода 14 13 49965 ткових генераторів, повністю використовувати дозакриття вітроводів-конфузорів заслінками, які статньо сильні вітри, і також використовувати ще легко можна повертати в умовах досить сильних СИЛЬНІШІ вітри шляхом закриття третього верхньовітрів, тому що одна половина заслінки буде йти го вітровода-конфузора, або роботою в кожній проти вітру, а друга, врівноважена половина цієї ж секції всього одного вітровода-конфузора при ще заслінки, буде йти під дією вітру, і ці сили будуть сильніших вітрах взаємно урівноважені Такий багатосекційний вітропереробний приЩоб примусити горизонтальний вал обертатистрій, оснащений багатосекційним трьохканальним ся, радіальній лопаті потрібно сприйняти собою двостороннім спрямовуючим апаратом, здатний вітровий потік, в деякій мірі, зігнувши несучий карзабезпечити значне підвищення ефективності викас лопаті, напружитись і через каркас передати користання енергії вітру вітровою електростанціце напруження на горизонтальний вал Вийшовши єю, та забезпечити велику потужність пропоноваз зони дії прискорених вітрових потоків, ця лопать ної ВЕС знову вертається у вільне, ненапружене положення І так при кожному оберті і на протязі всього Горизонтальний вал великої довжини і маси, часу своєї роботи Збільшити надійність кріплення здатний видавати стабільні оберти горизонтальнолопаті і уникнути описаних коливань лопаті відного вала при поривчастих вітрах При посиленні або сно вала, пропонується за рахунок застосування у зменшенні вітру стабільні оберти горизонтального верхніх частинах радіальних лопатів трьох рядів вала можна підтримувати шляхом підключення тросових з'єднань навколо вала, які зафіксують всі або відключення додаткових генераторів, а ще лопаті кожної секції в єдину систему напруження точніше ці стабільні оберти можна регулювати відкриттям або закриттям деякої частини вітровоВ направляючому апараті можна розмістити дів-конфузорів заслінками-обтікателями чотири, а то і п'ять конфузорів з одного боку горизонтального вала Але тут є свій оптимум Справа Феномен можливості вибудови суцільної сисв тому, що побудова багатьох конфузорів потретеми конфузорів великих та надвеликих вертикабує великої матеріалоємності А випробуваннями льних площ, що здатна (суцільна система конфудоведено, що і при двох вітроводах-конфузорах і зорів) реально прискорити вітри малих також при чотирьох, навіть при п'яти вітроводахшвидкостей, полегшений вітропереробний приконфузорах ефективність обертання вітроколеса стрій з лопатями надвеликої вітрильності, дають майже однакова змогу використовувати вітри малих швидкостей для виробництва електроенергії хоча і в менших В даному разі можна припустити, що прискорені вітрові потоки з чотирьох вітроводівКІЛЬКОСТЯХ конфузорів просто ефективно не потовпляються в Вітрова електростанція сприймає вітри різних навкололопатєвому просторі ВЕС напрямів за рахунок відокремленого розташування двох своїх підстанцій під кутом, який конкретно Випробування показали, що не тільки вітрововизначається напрямом пануючих вітрів даного дів-конфузорів буває забагато, а і лопатів на горирегіону, за рахунок розкривающогося склепіння, зонтальному валу Чотири лопаті, навіть три лопащо має перекриваючі одна одну полусфери, яке, ті, що розташовані в кожній секції горизонтального при відкритій вгору одній своїй полусфері, створює вала, показали набагато кращу ефективність Лособою третій верхній вітровод-конфузор, який паті кожної наступної секції установлюються з розміщується, по відношенню до дії вітру, за гориуступом повороту лопатей на 45° (чотири лопаті) і зонтальним валом, за рахунок застосування лопатому в цілому горизонтальний вал, як би має, всі тей двобічного обертання ВІСІМ лопатів Наявність з обох боків горизонтального вала Для ефективного використання слабих вітрів, направляючого апарата з двома горизонтальними умісний ще і третій вітровод-конфузор, але його рядами вітроводів-конфузорів, в горизонтальних треба розмістити подалі від першого нижнього і центрах яких розміщені заслінки-обтікателі, повнідругого середнього вітроводів-конфузорів стю ховають від людського ока обертаючися лопаВипробуваннями доведена необхідність вітроті великих діаметрів Цим і створюється закритість динамічного склепіння, для забезпечення більш процесу добування вітрової енергії ефективної дії на лопаті прискорених вітрових потоків Вітродинамічне склепіння потрібне в вітровій Вітрова електростанція має велику надійність електростанції і для захищення лопатів від різних та механічну СТІЙКІСТЬ за рахунок несучих стін з атмосферних опадів В пропонованій конструкції основою, фундаментом, за рахунок розміщення воно застосовано розкривающимся з перекриваюгоризонтального вала з лопатями порівняно бличими одна одну полусферами, з шарнірами в своїх зько від землі на окремих опорах з фундаментами, основах, і при відкритій вгору одній своїй полусза рахунок спільного каркаса розкривающогося фері, вітродинамічне склепіння створює собою склепіння, який з'єднує верхи основ несучих стін, третій верхній вітровод-конфузор, який, по віднощо розміщені по різні боки від осі горизонтального шенню до дії вітру, лежить за горизонтальним вавала і на протязі всього вала, за рахунок конструклом, тобто, по можливості, найбільш віддалений тивного з'єднання наружних торців поздовжніх від першого нижнього і другого середнього вітросторін спільного каркаса, з рядом лежачими, внутводів-конфузорів Таке віддалення дозволяє ефекрішніми торцями верхніх ферм другого середнього тивно працювати вітродинамічному простору і вітровода-конфузора, за рахунок основи багатосеміжсесійному вітродинамічному простору, де прикційних трьохканальних, двобічних спрямовуючих скорені вітрові потоки, створені першим нижнім і апаратів, що являються покритою поверхнею земдругим середнім вітроводами-конфузорами дещо лі, за рахунок застосування заслінок-обтікателів з розвіюються навколо лопатів, віддаючи їм свою урівноваженим центром, який забезпечує надійне 15 49965 16 енергію, і тільки вже потім розпочинає діяти на ці щені наружні краї якого мають покриту основу зелопаті додатково і прискорений вітровий потік, млі 10 з направляющим наконечником 11 Розміри утворений третім верхнім вітроводом-конфузором заглиблення 9 дозволяють вільно, з зазором оберТретій верхній вітровод-конфузор прискорює віттатися чотирьом радіальним лопатям ABCD, які рові потоки, що намагаються обійти через верх мають однолистові лопатеві площини 12, з охопсистему конфузорів направляючого апарата вітролюючим ці площини с двох боків, несучим каркавої електростанції і також вітрові потоки, що протісом 13, який своєю основою кріпиться до порожкають над верхом вітрової електростанції і на такій нистого горизонтального вала 14 Кожна секція висоті завжди бувають з більшими швидкостями горизонтального вала 14 розміщується на двох, Полусфери розкривающогося склепіння застосоідучих одна за одною впродовж заглиблення 9, вані перекриваючими одна одну для того, щоб, невисоких опорах ПІДШИПНИКІВ 15, З фундаментами при підніманні вгору всіх полусфер одного боку 16 Між опорами ПІДШИПНИКІВ 15 знаходяться з'єдпідстанції, одержати більш високу суцільну плонувальні муфти 17 (фіг 2) щину третього верхнього вітровода-конфузора і Всі лопаті ABCD в поперечному перетині, на щоб забезпечити завуження виходящого до лопатри четвертих частини висоти лопаті, мають ВІДОМІ тей отвора третього верхнього вітроводавигини АВ (фіг 1), а на одній четвертій частині локонфузора паті, яка залишилася, мають ще один вигин ВС, з плавним переходом геометрії вигину площини В підсумку маємо, що на верхні частини лопалопаті в точці В в протилежний бік, а вже в цьому тів пропонованої вітрової електростанції діють вигині ВС примшено ще один вигин CD, який в прискорені вітрові потоки з схилу природного або точці С направлено знову в протилежний бік і який насипного підвищення і з першого нижнього вітропо своїм розмірам становить одну п'ятнадцяту вода-конфузора - знизу вгору, з другого середньочастину від висоти всієї лопаті Всі чотири лопаті го вітровода-конфузора - прямолінійно над валом ABCD, кожної секції підстанції в точках BEFG нав горизонтальних площинах, і з третього верхнього вколо горизонтального вала 14 зафіксовані між вітровода-конфузора - зверху вниз собою трьома рядами тросових з'єднань 18 Третій верхній вітровод-конфузор при аварійних вітрах, при різного роду атмосферних опадах, В дві, що йдуть перпендикулярно до горизонзакриваючи відкриту вгору свою суцільну площину, тального вала 14 одна за одною, несучі стіни 1 конструктивно перестає існувати, і над вітровою вмонтовано по дві нижні ферми 19 і дві верхні феелектростанцією створюється вітродинамічне рми 20, симетрично розташованих по різні боки від склепіння горизонтального вала 14 Кожна з цих чотирьох ферм 19 і 20 має обшивку 21 для утворення короЗемляне заглиблення кожної секції під лопабів вітроводів-конфузорів Кожна секція двобічного тями, виконано на достатній відстані від наружньоспрямовуючого апарата обмежена з обох боків у го периметра обертающихся лопатів і тому забезвертикальних площинах (що проходять перпендипечує достатньо простору для розміщення снігу кулярно до горизонтального вала 14 ) несучими при заметілях Цей сніг також не будуть допускати стінами 1 Через ферми 19 і 20, з обшивкою 21 і вниз під лопаті ВЕС конструктивно підіймаючися покритою поверхнею землі 10, що надалі переховгору нижні горизонтальні площини першого ниждить в схил природного або насипного підвищення нього і другого середнього вітроводів-конфузорів 22, кожна секція двостороннього направляючого РІЗНІ атмосферні опади будуть суттєво затримуваапарата в горизонтально площанах ділиться на ти заслінки-обтікателі Доступ сніговим вітрам до два вітроводи-конфузори перший нижній 23 і друлопатей можна також перегородити, закривши гий середній 24 та ВІДПОВІДНО (ПО другу сторону один, або два ряди вітроводів-конфузорів заслінгоризонтального вала) дифузори 23а і 24а, які є ками-обтікателями симетричними та ідентичними і являють собою Сутність винаходу пояснюється схемами, де короби з конфузорним звуженням та своєрідним на фіг 1 подана загальна схема окремо взятої вигином особливо для перших нижніх вітроводівсекції вітрової електростанції в поперечному розконфузорів 23 і 23а різі, на фіг 2 подана схема (при виді зверху) трьох Третій верхній вітровод-конфузор 25 утворюнеповних секцій однієї з підстанцій вітрової електється шляхом піднімання вгору всіх полусфер 76 ростанції, на половині яких відсутнє вітродинамічна протязі всієї підстанції і розміщується по відноне склепіння і також спільний каркас вітродинамічшенню до дії вітру за горизонтальнім валом 14, ного склепіння полусфери 7а і 76 підіймаються і опускаються через шарніри 26, спільного каркаса 6 Наружні торці Зв'язок конструктивних елементів кожної підпоздовжніх сторін спільного каркаса 6 мають консстанції здійснюється через несучі стіни 1, що труктивне з'єднання 27 з рядом лежачими внутрівключають в себе основу 2, з фундаментом 3 До шніми торцями верхніх ферм 20 другого середньонаружних торців основ 2 приєднується каркас 4, з го вітровода-конфузора 24 і 24а обшивкою 5, поверхня якої розміщена на одному рівні з поверхнею основи 2 (фиг 1, фіг 2) Несучі В перших нижніх 23 і 23а і в других середніх 24 стіни 1, що розташовані навпроти, в верхніх своїх і 24а вітроводах-конфузорах-дифузорах і саме в частинах, мають з'єднання за допомогою спільного горизонтальних центрах розміщені заслінкикаркаса 6, на якому шарнірно закріплено розкриобтікателі 28, які утворені з каркаса 29 та обшивки вающеєся склепіння 7, яке складається з двох, ЗО, та мають з наружнього боку заовалені торці 31, перекриваючих одна одну, полусфер 7а і 76 а з другого боку, на виході до лопатів, мають стуВпродовж всього природного або насипного підпінчасті фігурні зрізи 32 (фіг 1), за допомогою яких вищення 8 в землі утворено заглиблення 9, підвистворюються прямокутові зрізи коробів вітроводів 18 17 49965 конфузорів на виході до лопатів особливо в перконфузора 24 мають випуклі поверхні і тому на ших нижніх вітроводах-конфузорах 23 і 23а Заслівиході, на верхні половини лопатів і далі по дузі нки-обтікателі 28 в своєму урівноваженому центрі вітродинамічного простору 36 і поверх лопатів мають шарніри 33, які закріплені в основах 2, неABCD діє добре прискорений вітровий потік в госучих стін 1 (фіг 2) На фіг 2, справа від горизонтаризонтальних напрямах льного вала 14, заслінки-обтікателі 28 не показані Деяка частина вітрового потоку не заходить в перший і другий ряд конфузорів підстанції і намаОбшивка ферм 21, обшивка несучих стін 5 з гається обминути їх через верх До цих вітрових обох фронтальних боків кожної підстанції, в місцях потоків приєднуються ще СИЛЬНІШІ вітрові потоки, заходу вітрових потоків, ВІДПОВІДНО має заовалені які обумовлені більшою висотою над поверхнею гострокутові торці 34 та 35 (фіг 1 та фіг 2) землі Ці вітри і сприймають відкриті вгору всі поЗахоплюючи верхні половини лопатів ABCD, лусфери 76, розкривающогося склепіння 7, ствопроходячи над лопатями під закритою полусферюючи суцільну площину третього верхнього вітрою 7а, або закритими полусферами 7а і 76 розровода-конфузора 25 Нижньою площиною цього кривающогося склепіння 7, розташовує свою дію конфузора служать закриті над кожною секцією вітродинамічний простір 36 Між внутрішніми торпідстанції полусфери 7а Полусфери 7а і 76 при цями основ 2, несучих стін 1, поверхнею землі, необхідності механічно підіймаються або опускаспільним каркасом 6, розкривающогося склепіння ються, маючи в своїх основах шарніри 26, які за7 і навколо опор ПІДШИПНИКІВ 15 розташований кріплені в спільному каркасі 6 Прискорений третім міжсекційний вітродинамічний простір 37, фіг 2 верхнім вітроводом-конфузором 25, вітровий потік Вихід відпрацьованого вітрового потока, стводіє на лопаті ABCD зверху вниз, і також як би прореного трьома вітроводами-конфузорами 23,24 і штовхує далі на вихід через дифузори 24а і 23а 25 (при вітрі зліва) здійснюється через два дифуприскорений вітровий потік, що діє у вітродинамічзори 23а і 24а, через жалюзі 38, що механічно відному просторі 36 криваються в нижній горизонтальній площині другого середнього дифузора 24а, через дифузорні В результаті маємо багатосекційний трьохкаотвори 39, спільного каркаса 6, через вітродинамінальний спрямовуючий аппарат підстанції (суцільчний простір 36 та через міжсекційний вітродинана система конфузорів), який діє на 2-3 лопаті мічний простір 37 На фіг 2, зліва від горизонтальABCD з чотирьох Разом з тим така періодична дія ного вала 14, жалюзі 38, що механічно на лопаті ABCD прискорених вітрових потоків при відкриваються, не показані Полусфери 7а і 76 кожному оберті і на протязі всього часу роботи розкривающогося склепіння 7, складаються з каррозхитує лопаті відносно горизонтального вала 14 каса 40 і обшивки 41 Щоб уникнути цього періодичного напруженняненапруження, лопаті ABCD в точках BEFG з'єдВітровий потік, зустрічаючи на своєму шляху нуються між собою трьома рядами тросових з'єдпо фронту достатньо продовжений схил 22 приронань 18 в єдину систему напруження дного або насипного підвищення 8, вимушений як би обходити його через верх, при цьому звужуєтьОднолистові площини 12 лопатів ABCD суттєся в горизонтальних площинах і, як наслідок, приво зменшують матеріалоємність лопатів Несучий скорюється В прискореному виді через заовалені каркас 13 охоплює однолистові площини 12 з обох гострокутові торці 34 двох ферм 19 і 20 з обшивсторін від точки А до точки В лопатів ABCD Несукою 21, через заовалені гострокутові торці 35, нечий каркас 13 кріпиться до горизонтального вала сучих стін 1 та через заовалені гострокутові торці 14 31, заслінок-обтікателів 28 (фіг 1 і 2) він, в основЛопаті ABCD, завдяки трьом вигинам в попеному, заходить у багатосекційний спрямовуючий речному перетині АВ, ВС і CD, практично не мають апарат, де за допомогою коробів вітроводівзбігу паралельності площин лопатів і площин, в конфузорів 23 і 24 поділяється на два вітрові потояких діють, прискорені нижніми площинами вітроки водів-конфузорів 23 і 24, вітрові потоки і тому обертаються ефективно, в умовах дії на них трьох Завдяки конфузорному звуженню і також прискорених вітрових потоків своєрідному вигину короба першого нижнього вітровода-конфузора 23, прискорений схилом прироНа схемі фіг 1 видно, що ферми 19, обшивка дного або насипного підвищення вітровий потік, цих ферм 21 не доходять до зовнішнього перимеще більше прискорюється і, змінюючи напрям, діє, тра лопатів ABCD, описаного точкою D, а також під через прямокутні зрізи коробів вітроводіврозкривающимся склепінням 7 розміщується вітконфузорів, в основному, на верхні половини лородинамічний простір 36 Все це також сприяє патів ABCD в напрямі знизу вгору ефективнішому обертанню лопатів ABCD в умовах дії на них трьох прискорених вітрових потоків Все При побудові коробів вітроводів-конфузорів з це, а також наявність міжсесійного вітродинамічописуємим вигином, треба обов'язково враховуваного простору 37 забезпечує можливість виникти напрями дії ЛІНІЙ току, які фактично завжди бунення позитивної циркуляції повітря навколо обервають менш вигнуті, ніж вигини (в даному разі) тающогося вітропереробного пристрою підстанції коробів вітроводів-конфузорів Більш СИЛЬНІШІ вітрові потоки, що проходять Горизонтальний вал 14, з'єднавши свої секції в на більшій висоті, діють на дещо більшій від нижодне ціле через муфти 17, маючи на собі посекнього приймальний отвір короба другого середЦІЙНІ радіальні лопаті ABCD великої та надвеликої нього вітровода-конфузора 24 Тим більше, привітрильності сприймає, випрацьовані суцільною скорення в другому середньому вітроводісистемою конфузорів вищеописані прискорені вітконфузорі 24 проходить майже прямолінійно, без рові потоки з великих площ, розташованих у вервигину, при цьому обидві горизонтальні площини тикальній площині (які мають багаторазове пере 20 19 49965 вищення довжини над висотою) накопичує енергію прямі потоку повітря в 30° модель видала ВІДПОВІі передає їїна генератори ДНО 61% обертів Горизонтальний вал 14, великої довжини та При напрямі вітру вздовж горизонтального вамаси надійно розміщується на порівняно низьких ла 14 в одній підстанції, буде працювати друга опорах ПІДШИПНИКІВ 15, з фундаментами 16, вирівпідстанція, розташована під кутом до першої Але нює різні пориви середнього вітру і забезпечує обидві підстанції вітрової електростанції конкретно стабільні оберти двох генераторів підстанції розміщуються під таким кутом і в таких напрямах, щоб найбільш ефективно ловити пануючі вітри Горизонтальний вал 14 з запасом МІЦНОСТІ даного регіону, визначені на протязі десятиліть сприймає пориви досить сильного вітру і забезпечує такі ж стабільні оберти цього вала, шляхом В даному разі, як показують розрахунки на підключення ще одного, або двох генераторів, або підставі вищеприведених цифр, вітрова електрослабі вітри - шляхом роботи тільки одного генерастанція при любому напрямі вітру буде використотора підстанції Ще більш стабільні оберти підтривувати ці вітри в цілому не менше як на 75% До муються шляхом закриття або відкриття в даній цього слід додати ще ті дні роботи пропонованої підстанції частини заслінок-обтікателів 28 НайВЕС, коли будуть спостерігатись вітри менше більш сильні вітри використовуються, зробивши 8м/сек , в умовах яких пропонована ВЕС, завдяки багатосекційний направляючий апарат двухканасуцільній системі конфузорів, буде працювати, а льним (закривши всі полусфери 76, розкривающоНИНІШНІ ВЕС, набрані з пропелерних вітроагрегагося склепіння 7), або навіть одноканальним, затів, в цей час будуть простоювати криваючи в підстанції весь ряд других середніх Розташовані під кутом підстанції вітрової елевітроводів-конфузорів 24 ктростанції треба розміщувати одна від одної на достатній відстані, щоб при вітрах, які будуть проДостатньо вільний вихід відпрацьованого вітходити обидві підстанції по одній прямій, близько рового потоку, як показали випробування, теж має розташовані одна від одної підстанції не заважали велике значення в забезпеченні додаткової ефекодна одній тивності обертання лопатів ABCD Тому в додаток до двох дифузорів 23а і 24а відпрацьований вітроДля експериментального визначення коефіцівий потік виходить через дифузорні отвори 39, єнта використання енергії вітру пропонованої ВЕС, спільного каркаса 6, через механічно відкриті жабуло виготовлено дві моделі - пропонована і молюзі 38 нижньої площини другого середнього дидель нині широко застосовувана трьохлопатєва фузора 24а, в деякий мірі через вітродинамічний пропелерна, які сприймали і переопрацьовували простір 36, та через міжсекційний вітродинамічний однакові порції вітрового потоку, вага вітроперепростір 37 робних налаштувань була також однакова При ЗМІНІ вітру на протилежний, в кожній секції В приміщенні, при потоку повітря від вентиляпідстанції починають сприймати вітрові потоки тора, пропонована модель показувала перевагу симетричні і ідентичні, тепер уже вітроводивидавала більшу КІЛЬКІСТЬ обертів за хвилину, при конфузори 23а і 24а На протязі всієї підстанції всі більшому віддаленню від вентилятора помітно полусфери 7а, розкривающихся склепінь 7, мехараніше розпочинала обертатись нічно підіймаються вгору, а ПІДНЯТІ полусфери 76 Небезпідставно вважалось, що в польових опускаються вниз Таким чином створюється треумовах, на вітрі ця перевага буде ще значнішою, тій верхній вітровод-конфузор, що розміщується тому що вентилятор видає дещо променеворозхопо відношенню до дії вітру за горизонтальним вадящий від центру потік повітря і дещо округлений лом 14 В нижній площині другого середнього вітпотік повітря, який повністю не заповнював кути ровода-конфузора 24а механічно закриваються направляючого апарата пропонованої моделі жалюзі 38, а в нижній площині другого середнього, Але вийшло навпаки На полі, на вітрі краще тепер уже дифузора 24, механічно відкриваються оберталася пропелерна модель Було внесено жалюзі 38 Горизонтальний вал починає обертатицілий ряд різних удосконалень, вибудовано декіся у протилежний бік Радіальні лопаті ABCD, малька нових моделей, щоб добитись переваги в ючи в поперечному перетині три вигини АВ, ВС і обертах пропонованої моделі Але все це не приСВ фіг1, при ЗМІНІ напряму вітру на протилежний, звело до вагомих результатів ніякого переналагодження не вимагають і працюІ тільки зменшивши КІЛЬКІСТЬ лопатів в кожній ють, обертаючись у протилежний бік, з однаковою секції горизонтального вала до трьох або чотиефективністю рьох, і розмістивши їх на горизонтальному валу з уступом встановлення лопатів, ВІДПОВІДНО, на 60° При сприйнятті багатосекційним трьохканальабо 45° було досягнуто значної переваги над проним спрямовуючим апаратом вітрових потоків, пелерною моделлю по КІЛЬКОСТІ обертів горизоннаправлених під гострими кутами по відношенню тального вала пропонованої моделі на вітрі в до горизонтального вала 14 в дію вступають запольових умовах При випробуваннях підраховуовалені гострокутові торці 35, несучих стін 1, які вались КІЛЬКІСТЬ обертів за хвилину, спочатку прозавдяки в'язкості повітря, забезпечать більш попонованої моделі, і так було зроблено десять равніше заповнення конфузорів цими вітровими позів 3 десяти результатів підраховувалось середнє токами Випробування показали, що при вітрах, арифметичне число, що дорівнювало 145,4об/хв направлених під кутом в 45°, модель видає 86% Потім, ДЛЯ пропелерної моделі ставились ті самі обертів в полі на вітрі і 88% обертів при випробупідшипники, які навіть обертались в ту саму стованнях в приміщенні За 100% взято КІЛЬКІСТЬ оберону, і знову підраховувались оберти за хвилину ртів при напрямі вітру під кутом в 90° При напрямі десять разів Середнє арифметичне число для дії вентиляторів в 75° і 60° модель забезпечила пропелерної моделі дорівнювало 109,2об/хв В майже стовідсоткову КІЛЬКІСТЬ обертів, а при на 22 21 49965 відсотковому відношенні пропелерна модель виПри спущених до опори внизу гирях, вали оддавала тільки 75,2% обертів від пропонованої моночасно відпускались (розгальмовувались) делі Бувало підіймались першими дві гирі по На початку грудня 2000 року одержані сенса200гр , а бувало і пропелер підіймав першим, наційні результати випробувань двох порівнювалькручуючи на вал нитку з гирею в ЮОгр них моделей в польових умовах на вітрі по визнаСлід зазначити, що навіть поряд і одночасно ченню їх потужності пориви вітру бувають різної сили і швидкості З одного боку бралася модель окремо взятої Складність при цьому методі полягає ще в тосекції пропонованої мною вітрової електростанції, му, що набагато більша маса в 400гр при зменз іншого боку бралася модель нині широко викоришеному пориві вітру енергійніше розкручувала стовуваного пропелерного вітроагрегата з трьома лопаті в зворотний бік і опускалась лопатями Але ж потужність пропонованої моделі була зновуприблизно в 4 рази більшою Діаметр трьохлопатевого пропелера становив 50см Виходить площа задіяного вітрового потоку Зрозуміло, при цьому слід зазначити, що простановила 1962см2 Маса даного вітропереробнопелерний вітроагрегат завжди навертається на го пристрою дорівнювала бООгр вітер, а пропоновану вітрову електростанцію пропонується будувати безповоротною Тому було Діаметр вітропереробного пристрою пропоновипробувано роботу даної моделі під різними куваної моделі становив 41см, при ширині лопатей тами до напряму вітру Під кутом в 45° до напряму 23см - одержуємо площу всього 943см2 Маса цьовітру модель теж підіймала масу в 400гр , хоча і не го вітропереробного пристрою становила 875гр так часто, а при повороті моделі на 60° до напряму Площа задіяного в даному разі вітрового потоку в вітру, модель накручувала на вал нитку с гирею в двоповерховому конфузорі на вході становила при 200гр висоті 51,5см і ширині 34,5см 1777см2 ЗВІДСІЛЯ видно, що пропонована модель була поставлена в Зробимо підрахунки при різних 24 напрямах більш жорсткі умови вітру і теоретично визначимо при цьому відповідну роботу двох підстанцій, розташованих під прямим Підшипники використовувалися однакові, тому кутом 0-4, 0-4, 1,5-3,5, 3-3, 3,5-1,5, 4-0, 4-0, 4-0, і виходи валів за межі ПІДШИПНИКІВ були однакові 3,5-1,5, 3-3, 1,5-3,5, 0-4, 0-4, 0-4, 1,5-3,5, 3-3, 3,5по діаметру Щоб подовжити ці виходи на них на1,5, 4-0, 4-0, 4-0, 3,5-1,5, 3-3, 1,5-3,5, 0-4 дівалися однакового діаметр а трубки Випробування проводилось двома методами Складаємо всі ці значення і будемо мати число 112, яке потрібно розділити на всі 48 випадків При першому методі модель, накручуючи нитдії вітру під різними кутами з уступом в 15°, на дві ку на трубку вала, тягнула візочок з ВІДПОВІДНИМ підстанції і будемо мати число 2,33 рази максимальним вантажем Випробування показали, що максимальним З цих підрахунків результатів випробування вантажем для моделі пропелерного вітроагрегату моделей можна припустити, що при різних напрябула гиря масою в 1 кг мах вітру безповоротно вибудована вітрова електростанція при переробці однакових мас вітру може При випробуваннях цей вантаж тягнувся довго забезпечити потужність в 2-2,3 рази більшу від з значними зупинками при відсутності більш сильпропелерних вітроагрегатів них поривів вітру Випробування показали, що максимальним В цьому і полягає сенсація вантажем для пропонованої моделі було визначеЗВІДСІЛЯ Я заявляю, що головна сенсація поляно гирі масою в 4кг, які були розміщено на тому гає в тому, що пропонований новий тип вітродвисамому візочку, який котився по тій самій рівній гуна, удосконалення, застосовані в ньому, дають 20мм фанері, засланій тою самою килимовою заможливість одержувати високий КВЕВ, набагато стілкою вищий за пропелерний тип вітродвигуна, що до сих пір навіть теоретично вважалось неможливим В цьому разі сенсація полягала в тому, що майже в чотири рази більший вантаж котився з Звичайно, режими роботи моделей не завжди меншими зупинками і швидше повністю відповідають режимам роботи натурних механізмів Серійно випускаємий вітроагрегат зі Недоліком цього методу було те, що обидві збільшенням діаметра пропелера, буде збільшумоделі працювали на вітрі не одночасно, а вітер в вати важіль, завдяки підйомної сили крила, лопаті різні відрізки часу може бути дещо іншим по силі і пропелера будуть обертатися бистріше вітру, і швидкості Також при підрахунках треба враховуінше (правда, все це буде забезпечено при швидвати тертя коліс візочка кості вітру більше 8м/сек), але і в пропонованої При другому методі накручуючи нитку на вивітроелектростанції виникають такі переваги вищезгадані трубки моделі підіймали вантаж на ВІДникаюча суцільна система конфузорів дозволяє ПОВІДНО однакову висоту Моделі стояли поруч на ефективно прискорювати вітрові потоки та викориодному рівні Тільки маса вітропереробного пристовувати слабі вітри, зі збільшенням довжини строю пропонованої моделі була вже 670гр , тому горизонтального вала відносний діаметр лопатів що, ВІДПОВІДНО до винаходу, на валу було встанобуде зменшуватись, лопаті надвеликої вітрильносвлено не шість повних, а шість половинних лопаті з горизонтальним валом великої довжини забезтей почергово, по одній три лопаті праворуч і три печать можливість досягнення надвеликих потужлопаті ліворуч на горизонтальному валу ностей з стабільними обертами горизонтального Максимальною для моделі пропелера була вала при поривчастих вітрах і вітрах різної сили, визначена гиря масою в ЮОгр , а для пропоноватретій верхній вітровод-конфузор в натурному меної моделі таким максимальним вантажем виявиханізмі розміститься на значно більшій висоті і лась маса в 400гр 24 23 49965 завдяки цьому, таки спіймає більш СИЛЬНІШІ вітри При повній відсутності вітру в даній місцевості, але при єдиній системі енергозабезпечення, вируПри вітрах ураганної сили закриваються всі чають ВЕС з інших регіонів, де в цей час є вітер полусфери 76 і також закриваються всі вітроводиМожна також поруч з вітровими електростанціями конфузори 23 і 24 заслінками-обтікателями 28, що зводити пдроакумулюючі станції, які при наявності мають в урівноважених центрах шарніри 33, і тому сильних вітрів зроблять запас енергії, перекачавзакриваються досить легко через те, що одна поши воду в верхнє водосховище, а потім викорисловина заслінки йде проти вітру, а друга за вітром тають цю енергію, коли не буде вітру Заслінки-обтікателі 28 в закритому положенні стримують вітри ураганної сили і тому мають в Запропонована вітрова електростанція буде своїй основі каркас 29 з обшивкою ЗО використовувати та переробляти в електричну (теплову) енергію вітрові потоки, що проходять в Полусфери 7а і 76 створені з каркаса 40 і оббезпосередній близькості від поверхні землі, що шивки 41 будуть забезпечувати необхідну надійвважається найбільш безпечним в екологічному ність при роботі третього верхнього вітроводавідношенні для вітрових електростанцій Наявність конфузора при середніх і слабих вітрах двох рядів вітроводів-конфузорів з обох боків гоДля повної зупинки підстанції закриваються всі ризонтального вала, наявність в них заслінокполусфери 76, закриваються всі вітроводиобтікателів роблять процес добування вітрової конфузори 23 і 24 заслінками-обтікателями 28 і енергії абсолютно закритим, чого аж ніяк не скапідключаються до горизонтального вала 14 всі жеш про пропелерні вітроагрегати генератори підстанції Вітрові потоки, обходячи через заовалені гостВ порівнянні з ГЕС, а особливо з тепловими та рокутові торці 31, відкриті заслінки-обтікателі 28 у атомними електростанціями, вітрова електростанвітроводах-конфузорах 23 і 24, ще більше звужуція буде найбільш екологічно безпечною ються і, як наслідок, ще дещо прискорюються і, Досить просто в технічному і будівельному дякуючи фігурним зрізам 32 заслінок-обтікателів відношеннях побудувати вітрову електростанцію з 28, створюють два різноступенчасті прямокутні діаметром лопатів 1 0 - 2 0 метрів і загальною довзрізи фактично розділеного надвоє виходящого до жиною горизонтального вала до одного кілометра лопатів ABCD отвора кожного короба вітроводаПри цьому висота ВЕС буде 10-20 метрів, з насиконфузора Заслінки-обтікателі 28 мають своєрідні пним підвищенням 20 - 40 метрів, ширина 17 - 35 вигини, які відповідають вигинам даних конфузометрів і потужність не менше 10 - 20МВт рів, а також, по можливості мають випуклі поверхні Самий головний економічний показник роботи і тому дійсно є заслінками-обтікателями будь-яких типів вітропереробних механізмів - це їх окупність Пропелерні вітроагрегати часто простоНадійність і механічна СТІЙКІСТЬ вітрової електюють при вітрах менше 8м/сек Пропонована ВЕС, ростанції забезпечується наявністю несучих стін 1, завдяки вітроводам-конфузорам, завдяки суцільній з основою 2, та фундаментом 3, каркасом 4 та системі конфузорів, завдяки надвеликій парусності обшивкою 5 Несучі стіни 1, що лежать по різні вітропереробного пристрою, буде використовувати боки від горизонтального вала 14 і навпроти одна для виробництва електроенергії досить часто ісодній, у верхніх своїх частинах між собою мають нуючі вітри з швидкостями 4-8м/сек, і тому окупконструктивне сполучення за допомогою спільного ність її буде значно вищою каркаса 6, ЗОВНІШНІ торці поздовжніх сторін якого, мають з'єднання 27 з внутрішніми торцями верхніх Пропонована конструкція ВЕС, як ніяка інша, ферм 20 дозволяє мати єдиний горизонтальний вал великої довжини, і як наслідок, такий вал може накопичуПри різного роду атмосферних опадах, вітрову вати і великі потужності (20МВт і більше) Ця обелектростанцію захищають круто підіймающися ставина дозволяє приблизно в 10 разів зменшити вгору нижні горизонтальні площини вітроводівКІЛЬКІСТЬ редукторів (ЮОтис доларів), генераторів конфузорів 23 і 24 При великих заметілях закри(37тис доларів), систем управління (14тис долаваються всі заслінки-обтікателі 28 перших нижніх рів), зовсім не потрібні несучі платформи та пово23 і, при необхідності, других середніх вітроводівротні вузли орієнтації (19тис доларів) конфузорів 24 Забезпечуються більш ВІЛЬНІ оберти лопатів Лопаті пропелерні (140тис доларів) та башні ABCD, розміщується, пройшовший в зону оберзалізобетонні (40тис доларів) переходять в ІНШІ тання лопатів ABCD, сніг при невеликих заметілях, види конструкції Вартість механізмів дана по амеі другі атмосферні опади, через земляне заглибриканському проекту пропелерного вітроагрегата лення 9, яке розміщується під лопатями ABCD, потужністю 500кВт вздовж горизонтального вала 14 Потому, маємо значну економію вартості, яка с компенсує витрати на вибудову і обшивку конфуЩоб забезпечити потрібний вигин нижніх плозорів, горизонтального вала та лопатів і також інщин перших нижніх вітроводів-конфузорів 23 і 23 а ших механізмів пропонованої ВЕС Тому можна і також зафіксувати високі та гострі краї земляного сподіватись, що і вартість кіловатгодини буде дезаглиблення 9, застосовано направляющий накошевшою від існуючих цін нечник 11 і покрита поверхня землі 10 25 26 49965 П ФІГ.2 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71