Енергетичний комплекс

1 Енергетичний комплекс, що містить гелюпоглинаючу поверхню, світлопроникне теплоізолююче покриття, простір між гелюпоглинаючою поверхнею і світлопроникним теплоізолюючим покриттям, який сполучається з повітровідвідною трубою через внутрішню порожнину вітротурбіни, змонтованої на фундаментній базі повітровідвідної труби і зчленованої з електрогенератором, і теплоакумулятор, який відрізняється тим, що простір між гелюпоглинаючою поверхнею і світлопроникним теплоізолюючим покриттям виконано так, що несучі конструкції корпуса повітровідвідної труби є центром закріплення несучих каркасів світлопроникного теплоізолюючого покриття разом з ділянками гелюпоглинаючої поверхні, розташованими над рівнем ґрунту, а периферійне закріплення несучих каркасів виконано за допомогою допоміжних опор, установлених по периметру комплексу, при цьому несучий каркас світлопроникного теплоізолюючого покриття виконаний шляхом розміщення канатів, розбіжних між собою під кутом у вигляді подовжніх стяжок від центра до периферії, де вони приєднані іншими своїми кінцями до ЗОВНІШНІХ опорних канатів, які закріплені до допоміжних опор, а паралельно ЗОВНІШНІМ опорним канатам розміщено зафіксовані відносно подовжніх стяжокканатів поперечні канати, причому в утворених перетинанням подовжніх і поперечних канатів прорізах закріплені у вигляді фігурних вікон форми, які містять світлопроникний теплоізолюючий матеріал, причому несучі канатні каркаси закріплені за допомогою утримуючих канатів відносно фундаментних основ, виконаних у прорізах гелюпоглинаючої поверхні, а по всій довжині кожного з утримуючих канатів закріплені між собою проміжні опорні модулі, зістиковані таким чином, що вони спільно утворюють тривкі проміжні опори відносно малого поперечного перерізу, усередині яких вер тикально розташовані названі утримуючі канати, і ці проміжні опори утворюють попередньо напружені за допомогою утримуючих канатів вітро- і сейсмостійкі конструкції, закріплені через перехідні антифрикційні й еластичні конструктивні елементи між вузлами несучих канатних каркасів нагорі і фундаментними основами утримуючих канатів унизу, при цьому гелюпоглинаюча поверхня виконана щонайменше у трьох рівнях, перший з який містить водяні і ґрунтові поверхні та/або поверхні технологічних установок прямого енергетичного призначення, а другий і третій виконані з повітропроникного гелюпоглинаючого матеріалу у вигляді двох кільцевих гелюстель, прилягаючих до повітровідвідної труби й обхоплюючих її, розташованих один вище другого, причому верхній з них зміщений відносно нижнього у бік повітровідвідної труби і має менший ЗОВНІШНІЙ діаметр 2 Енергетичний комплекс за п 1 , який відрізняється тим, що несучі каркаси світлопроникного теплоізолюючого покриття разом з останнім виконані в два шари, внутрішня порожнина між якими по периметру з'єднана через прорізи з навколишнім середовищем, а в центральній частині, в області закріплення несучих канатних каркасів до несучих конструкцій повітровідвідної труби, - із внутрішньою порожниною простору, у якому проходить прогрітий і прискорений повітропотік до вітротурбіни 3 Енергетичний комплекс за пп 1, 2, який відрізняється тим, що ДОПОМІЖНІ опори, до яких закріплені ЗОВНІШНІ опорні канати, виконані у вигляді порожніх циліндрів, на яких закріплені ДОПОМІЖНІ вітротурбіни з електрогенераторами, а їхні внутрішні порожнини заповнені теплоакумулюючим матеріалом, у середовищі якого розташовані електронагрівники, підключені через пристрої керування до електрогенераторів, причому пристрої керування зв'язані з комп'ютерним центром енергокомплексу, при цьому внутрішні порожнини допоміжних опор зв'язані із ЗОВНІШНІМ середовищем за допомогою регульованих засувок 4 Енергетичний комплекс за пп 1, 2, 3, який відрізняється тим, що над поверхнею світлопроникного теплоізолюючого покриття встановлені у вертикальних площинах щонайменше чотири вітронапрямні стінки, виконані зі світлопроникного матеріалу на основі несучих канатних каркасів, СО Ю 59193 причому відносно повітровідвідної труби закріплене зовнішнє повітрозабірне циліндричне кільце, усередині якого розташоване допоміжне аеродинамічне вітроколесо з опорами обертання, закріпленими відносно несучих конструкцій корпусу повітровідвідної труби, і лопатями, обертовими при русі вітрового потоку у внутрішній порожнині зовнішнього повітрозабірного кільця, при цьому названі вітронапрямні стінки аеродинамічно приєднані до останнього, наприклад по дотичній до його поверхні, причому допоміжне аеродинамічне колесо зв'язане з електрогенератором 5 Енергетичний комплекс за п п 1 , 2, 3, 4, який відрізняється тим, що обертова частина допоміжного аеродинамічного вітроколеса механічно з'єднана через верхній торець повітровідвідної труби з обертовою частиною тягового аеродинамічного колеса, установленого у внутрішній порожнині повітровідвідної труби, причому напрямок обертання останнього відповідає напрямку обертального руху нагрітого повітря, що виходить з вітротурбіни 6 Енергетичний комплекс за пп 1, 2, 3, 4, 5, який відрізняється тим, що до корпуса зовнішнього вітрозабірного кільця закріплена нижня основа керованої допоміжної повітровідвідної труби, виконаної з легкого гофрованого в горизонтальних перерізах повітронепроникного матеріалу, а верхня її основа зв'язана за допомогою аеродинамічного ковпака, який має форму зрізаного конуса, виконаного зі зміцненого легкого матеріалу, з піднімальним пристроєм, наприклад замкнутим піднімальним резервуаром, наповненим легким газом, який фіксує при ПІДЙОМІ нагору керовану допоміжну повітровідвідну трубу у вертикальному положенні, причому корпус по окружності верхньої ос Винахід належить до енергетики, зокрема до гелювітроенергетики, а саме до будівництва енергетичних комплексів, використовуючих джерела поновлюваної енергії Відоме технічне рішення, же містить колектор сонячної енергії, являючий собою витяжну трубу, поверхня якої пофарбована в чорний колір, вітротурбіну, зчленовану з генератором, встановлену в нижній частині витяжної труби, а також джерело додаткового тепла - допалюючу піч, розташовану над турбіною в якості побуднику тяги [див патент РФ №1828516, кл F03D9/00, 1993р] Відоме технічне рішення дозволяє утилізувати тепло зовнішнього нагрівання витяжної труби сонячними променями й екзотермічними процесами для підвищення ККД установок, але не забезпечує досягнення достатніх потужностей через некомплексне застосування наявних у навколишнім середовищі компонентів сонячної енергії Відоме технічне рішення, що містить колектор сонячної енергії, який сполучається за допомогою повітряного каналу з порожниною витяжної труби, вітротурбіну, встановлену в порожнині витяжної труби і зчленовану з генератором, і вертикальний лопатевий ротор, установлений на витяжній трубі, нови зазначеного конічного ковпака, формуючого вільний проріз для проходу повітря, з'єднаний з матеріалом поверхні керованої допоміжної повітровідвідної труби і з верхніми кінцями внутрішніх стабілізуючих канатів, що проходять у внутрішній порожнині останньої і закріплені нижніми своїми кінцями через авторегульовані натяжні пристрої відносно корпусу зовнішнього вітрозабірного кільця, а зовнішня поверхня корпусу аеродинамічного ковпака по окружності нижньої основи його конічної форми, обхоплюючої піднімальний замкнутий резервуар з легким газом, закріплена ЗОВНІШНІМИ стабілізуючими канатами через авторегульовані натяжні пристрої, наприклад відносно допоміжних опор 7 Енергетичний комплекс за пп 1, 2, 3, 4, 5, 6, який відрізняється тим, що замкнутий піднімальний резервуар керованої допоміжної повітровідвідної труби виконаний з автономних секцій, щонайменше одна з яких містить у внутрішньому середовищі легкого газу як додатковий регулятор піднімальної сили випарну рідину, з якою енергетично зв'язані електронагрівники, підключені через пристрій керування й електричні з'єднання до системи електропостачання енергетичного комплексу 8 Енергетичний комплекс за пп 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, який відрізняється тим, що у внутрішній порожнині повітровідвідної труби розташований несучий каркас відносно малого поперечного перерізу, що піднімається над останньою ВІДПОВІДНО ДО максимальної висоти підйому керованої допоміжної повітровідвідної труби, у верхній частині якого закріплені натяжні пристрої, приєднані за допомогою канатів до верхньої основи допоміжної повітровідвідної труби кожна лопата якого виконана у вигляді аеростатичної оболонки і розміщеного усередині її повітряводу, сполученого з порожниною витяжної труби [дивас СРСР №1386737, кл F03D11/02,1988p ] Відоме технічне рішення дозволяє використовувати для збільшення тяги аеродинамічну складову, що підвищує ККД установки, але також не забезпечує одержання значної потужності при виробленні електроенергії і не забезпечує и стабільності в часі Відоме технічне рішення, яке містить вітроколесо, електрогенератор, теплоакумулятор, який використовує резервні потужності вітроустановки для нагрівання води електронагрівниками, при цьому можливе одержання пари, використовуваної в контурі з додатково встановленою паровою турбіною [див патент США №5384489, кл FO3D9/02, F22B1/28, 1993р] Відоме технічне рішення дозволяє стабілізувати вироблення електроенергії в часі, збільшує ККД пристрою, але не дозволяє досягати необхідних техніко-економічних показників і значних потужностей, тому що не використовує ІНШІ компоненти сонячної енергії Найбільш близьким до пропонованого є енер 59193 гетичнии комплекс, що включає і гелюпоглинаючу поверхню, світлопроникне теплоізолююче покриття, простір між гелюпоглинаючою поверхнею і світлопроникним теплоізолюючим покриттям, який сполучається з повітрявідводячою трубою через внутрішню порожнину вітротурбіни, змонтованої в корпусі повітрявідводячої труби і зчленованої з електрогенератором, і теплоакумулятором [див а с СРСР №1625999, кл F03G6/00, F24J2/42, 1991р ] Відоме технічне рішення дозволяє використовувати променеву і вітрову компоненти сонячної енергії навколишнього простору при виробленні електроенергії, стабілізувати и вироблення за рахунок сполучення зазначених компонентів сонячної енергії і застосування теплоакумуляторов, але також не забезпечує досягнення технікоекономічних показників і значних потужностей енергоустановки, порівнянних з потужними теплоелектростанціями, у силу обмеженості використовуваних компонентів сонячної енергії і традиційності використовуваних конструкторських рішень, які не забезпечують техніко-економічних умов конкуренти оз дати ості В основу винаходу поставлена задача створення потужної і конкурентноздатної відносно традиційних ТЕЦ енергетичної установки, яка використовує утилізацію низькопотенційнх екологічно чистих природних джерел енергії у вигляді всього комплексу найбільш доступних компонентів сонячної енергії навколишнього середовища, багатопланове застосування аеродинамічних конструкцій і спеціальних технологічних компонувань, сприяючих збалансуванню їхньої взаємодії, у тому числі за рахунок оптимізацм масштабних пропорцій використання різних компонентів сонячної енергії в єдиній енергоустановці, а також розміщення на вільних гелюпоглинаючих поверхнях, під однією технологічною покрівлею - світлопроникним теплоізолюючим покриттям, агропромислового виробництва, виробляючого, з одного боку, енергетичні компоненти, сприяючі збільшенню виробництва електроенергії, а з іншого боку - ЦІННІ продукти харчування і промислові товари, які дають додатковий великий економічний ефект від експлуатації даної о комплексу Створення таких енергетичних установок націлене на те, щоб забезпечувати енергією не окремих малопотужних споживачів, а великі об'єкти економіки і побутове споживання енергії на рівні загальнодержавного значення й утворити основу нової екологічно чистої і незалежної від видобутку вуглеводневої енергетичної сировини енергетики, здатної ліквідувати можливості енергетичних криз як таких і погрозу екологічного руйнування середовища мешкання людини Тому що передбачається використовувати низькопотенційні, розташовані на значних просторах, джерела енергії, а на виході енергоустановки одержувати значні концентровані потужності, порівнянні з потужностями сучасних теплоелектростанцій, за рахунок збору й утилізації компонентів сонячної енергії на зазначених великих просторах з максимальною економічною ефективністю, потрібне створення великих і нетрадиційних інженерних споруджень в якості технологічних об'єктів енергокомплексу, задовольняючих вимогам необхідної МІЦНОСТІ, ДОВГОВІЧНОСТІ і технологічності при виготовленні і монтажі їхніх елементів, зниження теплових втрат у границях цих технологічних просторів, а також, виходячи з особливостей перетворення низькопотенційної енергії, - ефективного використання займаних ними площ для народногосподарської ДІЯЛЬНОСТІ Технічним результатом дійсного винаходу, є створення такого енергетичного комплексу, а точніше - енергетичного технологічно збалансованого простору, який дозволяє, з одного боку, одержувати дешеву екологічно чисту концентровану енергію в його енергоустановках великої потужності, а з іншого боку, є місцем ефективного використання природних умов ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ людини, у тому числі господарської і насамперед - агропромислової з потенціалом багаторазового підвищення продуктивності праці, продуктивності кожного гектара оброблюваної поверхні землі, що відводиться під спорудження подібних енергокомплексів Окремими технічними результатами, створюючими техніко-економічні умови для забезпечення великомасштабного будівництва подібних енергокомплексів і залучення в нього для цих цілей великих капіталів, є зниження величини питомих капіталовкладень у їхнє будівництво і зниження терміну економічної окупності кожного з них до рівня 18 МІСЯЦІВ, можливість забезпечення гнучкості проектних рішень стосовно до окремих умов, місцевостям і виробництвам, стабільності вироблення електроенергії в часі, забезпечення умов для високопродуктивного рибництва, рослинництва і т п , у тому числі керування факторами дощеутворення Зазначений технічний результат при здійсненні передбачуваного винаходу досягається тим, що стосовно відомого пристрою, який містить гелюпоглинаючу поверхню, світлопроникне теплоізолююче покриття, простір між гелюпоглинаючою поверхнею і світлопроникним теплоізолюючим покриттям, який сполучається з повітрявідводячою трубою через внутрішню порожнину вітротурбіни, змонтованої на фундаментній базі повітрявідводячої труби і зчленованої з електрогенератором, і теплоаккумулятор, маються ВІДМІННОСТІ, а саме простір між гелюпоглинаючою поверхнею і світлопроникним теплоізолюючим покриттям виконано так, що несущих конструкції корпуса повітрявідводячої труби є центром закріплення несущих каркасів світлопроникного теплоізолюючого покриття разом з ділянками гелюпоглинаючої поверхні, розташованими над рівнем ґрунту, а периферійне закріплення несущих каркасів виконано за допомогою допоміжних опор, установлених по периметру комплексу, при цьому несущий каркас світлопроникного теплоізолюючого покриття виконаний шляхом розміщення канатів, розходячихся між собою під кутом у вигляді подовжніх стяжок від центра до периферії, де вони приєднані іншими своїми кінцями до ЗОВНІШНІХ опорних канатів, які закріплені до допоміжних опор, а паралельно ЗОВНІШНІМ опорним канатам розміщено зафіксовані відносно подовжніх стяжок-канатів поперечні канати, причому в утворених перетинанням подовжніх і поперечних канатів прорізах закріплені у вигляді 59193 фігурних вікон форми, містячи світлопроникний теплоізолюючий матеріал, причому несучі канатні каркаси закріплені за допомогою утримуючих канатів відносно фундаментних основ, виконаних у прорізах гелюпоглинаючої поверхні, а по всій довжині кожного з утримуючих канатів закріплені між собою проміжні опорні модулі, зістиковані таким чином, що вони спільно утворюють тривкі проміжні опори відносно малого поперечного перетину, усередині яких вертикально розташовані названі утримуючі канати, і ці проміжні опори утворюють попередньо, напружені за допомогою утримуючих канатів вітро- і сейсмостійкі конструкції, закріплені через перехідні антифрикційні й еластичні конструктивні елементи між вузлами несущих канатних каркасів нагорі і фундаментними основами утримуючих канатів унизу, при цьому гелюпоглинаюча поверхня виконана, щонайменше, у трьох рівнях, перший з який містить водяні і ґрунтові поверхні та/або поверхні технологічних установок прямого енергетичного призначення, а другий і третій виконані з повітропроникного гелюпоглинаючого матеріалу у вигляді двох кільцевих гелюстель, прилягаючих до повітрявідводячої труби й охоплюють її, розташованих один вище другого, причому верхній з них зміщений відносно нижнього у бік повітрявідводячої труби і має менший ЗОВНІШНІЙ діаметр Крім того, зазначений технічний результат при здійсненні імовірного винаходу досягається додатково тим, що відносно названого прототипу застосовані й ІНШІ важливі технічні рішення, які також складають ознаки імовірного винаходу ВІДМІННІСТЬ складається, зокрема, у тому, що несучі каркаси світлопроникного тепло ізолюючого покриття разом з останнім виконані в два шари, внутрішня порожнина між якими по периметру з'єднана через прорізи з навколишнім середовищем, а в центральній частині, в області закріплення несущих канатних каркасів до несущих конструкцій повітрявідводячої труби, - із внутрішньою порожниною простору, у якому проходить прогрітий і прискорений повітряпоток до вітротурбіни ВІДМІННІСТЬ складається й утому, що ДОПОМІЖ НІ опори, до яких закріплені ЗОВНІШНІ опорні канати, виконані у вигляді порожніх циліндрів, на яких закріплені ДОПОМІЖНІ вітротурбіни з електрогенераторами, а їхні внутрішні порожнини заповнені теплоакумулюючим матеріалом, у середовищі якого розташовані електронагрівники, підключені через пристрої керування до електрогенераторів, причому пристрої керування зв'язані з комп'ютерним центром енергокомплексу, при цьому внутрішні порожнини допоміжних опор зв'язані із ЗОВНІШНІМ середовищем за допомогою регульованих засувок Крім того, ВІДМІННІСТЬ складається також у тому, що над поверхнею світлопроникного теплоізолюючого покриття встановлені у вертикальних площинах, щонайменше, чотири вітронапрямні стінки, виконані зі світлопроникного матеріалу на основі несущих канатних каркасів, причому відносно повітрявідводячої труби закріплене зовнішнє повітрязабірне циліндричне кільце, усередині якого розташоване допоміжне аеродинамічне вітроколесо з опорами обертання, закріпленими відносно несущих конструкцій корпуса 8 повітрявідводячої труби, і лопатами, обертаючимися при русі вітрового потоку у внутрішній порожнині зовнішнього повітрязабірного кільця, при цьому, названі вітронапрямні стінки аеродинамічне приєднані до останнього, наприклад по дотичній до його поверхні, причому допоміжне аеродинамічне колесо зв'язане з електрогенератором ВІДМІННІСТЬ складається також у тому, що обертова частина допоміжного аеродинамічного вітроколеса механічно з'єднана через верхній торець повітрявідводячої труби з обертовою частиною тягового аеродинамічного колеса, установленого у внутрішній порожнині повітрявідводячої груби, причому напрямок обертання останнього відповідає напрямку обертального руху нагрітого повітря, виходячого з вітротурбіни У такий спосіб організований простір навколо повітрявідводячої труби як своєрідний пристрійштегратор комплексу енергетичних компонентів (у складі температури нагрівання гелюпоглинаючих поверхонь, температури і вологості повітря в замкнутих просторах, укладених між світлопроникним теплоізолюючим покриттям і гелюпоглинаючими поверхнями, швидкості приземного вітропотоку, проходячого над світлопроникним покриттям уздовж зовнішньої поверхні повітрявідводячої труби через аеродинамічне вітроколесо у вигляді потоку, обертаючогося навколо осі повітрявідводячої труби, швидкості атмосферного вітропотоку над повітрявідводячою трубою, температури поверхні повітрявідводячої труби, температури і тиску повітря в атмосфері над повітрявідводячою трубою, виходом якого є зусилля, прикладене до лопат турбіни) дозволяє досягти зазначеного технічного результату, а саме - одержати дешеву екологічно чисту електроенергію високої потужності Наслідком зазначеної організації технологічного простору енергетичного комплексу, - з урахуванням особливого з'єднання гелюпоглинаючих поверхонь, світлопроникних покрить, теплоізолюючих ці поверхні від навколишнього середовища, приміщень з нагріваючимся повітрям, утворених останніми, і вітротурбіни з повітрявідводячою трубою, - дозволяючою забезпечити комплексну взаємодія нагрітого в названих приміщеннях повітря з потоком зовнішнього природного вітру і перепадом температури і баричного тиску уздовж осі повітрявідводячої труби в загальному єдиному аеродинамічному процесі, і є відкриваючоюся можливістю будівництва не локальних гелютеплоелектричних установок, які забезпечують енергією лише окремих малопотужних споживачів, як звичайно це має місце, але надзвичайно потужних системи гелюаеробаричних (так їх вірніше називати у викладеному аспекті) теплоелектростанцій загальнодержавної о значення Однак, для реалізації зазначених можливостей, крім розробки нестандартних принципових рішень, потрібно застосування нових конструкторських ПІДХОДІВ і таких компонувань складених елементів і устаткування гелютеплоелектричних станцій, які забезпечили б технологічну можливість поєднання в єдиному комплексі відразу цілого ряду компонент прояву сонячної енергії як основи для досягнення великомасштабного і стабільного при будь-яких погодних умовах 59193 електроенергетичного виробництва і які разом з тим не приводили б до подорожчання будівництва їх у порівнянні з типовими ТЕЦ Ці нестандартні конструкторські підходи повинні також забезпечувати таку конструктивну гнучкість різноманітних проектних рішень, яка дозволила б легко пристосовувати споруджувані гелюаеробаричні теплоелектричні станції до будь-яких місцевих особливостей, діючих виробництв, окремих об'єктів господарювання, агропромислових комплексів і населених пунктів, забезпечувати високу надійність і зручність у їхній експлуатації Головна концепція даного винаходу, після комплексного ув'язування всіх гелюаеробаричних процесів, вибудовується на використанні і проектно-конструкторському розвитку того оригінального розуміння, що так називаний, за аналогією з ТЕЦ на енергетичній сировині, «котел», як засіб перетворення тепла в механічну енергію, у випадку гелюаеробаричних теплоелектростанцій (ГАБ ТЕС) не вимагає високоміцних і масивних технологічних систем з металу, у яких провадиться спалювання енергетичної сировини, вироблення перегрітої пари високого тиску, його конденсація після турбіни і відведення по трубомапстралям нагрітої, - при конденсації пари, - води для потреб житлових масивів і виробничих об'єктів в якості висококоштовного способу підтримки коефіцієнта корисної дії ТЕЦ на мінімально припустимому рівні, а являє собою (так називаний, «котел» у ГАБ ТЕС) усього лише замкнутий і вільний повітряний простір, утворений світлопроникним теплоізолюючим покриттям і гелюперетворюючими територіями, ділянками і підлогами, вільними для їх ефективної о господарської о використання, для установки спеціального технологічного устаткування Але ПІДХІД до проектування і будівництва такого «котла» повинний бути винахідливим Оскільки сонячна радіація, як і потік природного вітру, є низькопотенційними джерелами енергії (наприклад, осереднена по році потужність сонячної радіації може складати 0,3-0,1 квт/м2), то для одержання загальної потужності сонячного тепловипромінювання, наприклад, у 20тис квт буде потрібно накривати світлопроникним теплоізолюючим матеріалом території, ВІДПОВІДНО, від 60 до 200 тисяч квадратних метрів, тобто території, обмежені квадратами зі стороною від 250м до 450м При цьому фактична потужність електростанції, з урахуванням коефіцієнта корисної дм в процесі перетворення тепла нагрітого повітря в електроенергію, а також з урахуванням енергетичних добавок від ВІДПОВІДНО організованих вітроаеробаричних процесів, приблизно, і буде складати 20тис квт Для одержання великих потужностей стабільного і високоекономічного виробництва електричної енергії буде потрібно не тільки відповідне збільшення територій, накритих світлопроникними теплоізолюючим покриттям, але і збільшення діаметра і висоти повітрявідводячої труби понад 100 метрів, а також найбільш ефективне господарське використання різних ділянок критих територій в оптимальному і збалансованому ув'язуванні з технологією роботи згаданого так називаного «котла» у ГАБ ТЕС З цього випливає, що потужна геліоенергетика 10 може бути практично реалізована тільки лише при охопленні світлопроникним теплоізолюючим покриттям масштабних територій, виходить, для неї повинні бути забезпечені, як мінімум, дві безумовно необхідних умови в їхньому комплексному ув'язуванні а) висока технологічність і дешевина виготовлення світлопроникних теплоізолюючих покрить з максимальною утилізацією під цією «покрівлею» усіляких теплових утрат, б) економічно ефективне використання «коїла» і гелюенергетичних станцій території й об'єму, накритих світлопроникними теплоізолюючими покриттями, у найважливіших господарськоекономічних цілях, найбільш пристосованих до такого «котла» Тільки на цьому фундаменті концептуального і конструкторсько-технологічного створення гелюенергетичних систем дасть великий ефект і третій найважливіший фактор поєднання теплових потоків, створених енергією сонячних променів, з вітроаеробаричними енергетичними процесами, взаємно ПІДСИЛЮЮЧИМИ ОДИН ОДНОГО Виходячи з цього, у зоні критих світлопроникним теплоізолюючим матеріалом територій може бути дуже ефективно організоване тепличне вирощування овочів, ягід і фруктів, на їхній периферії - безупинне виробництво рибопродукцм па базі технологічних водойм, тваринницькі ферми і птахоферми, а в центральній зоні, охоплюючій повітрявідводячу трубу, ВІДПОВІДНО до концепції винаходу, можуть бути організовані компактні промислові виробничі процеси, зв'язані з підвищеним тепловиділенням, для яких необхідна повітрявідводяча труба і пристосовані ВІЛЬНІ приміщення До останнього можна віднести енергоємні виробництва склопродукцм, у тому числі - випуск скляних плівок як матеріалу для світлопроникних теплоїзолюючих покрить, виробництво лиття з алюмінію і пластмаси для ремонту і розвитку ГАБ ТЕС, переробка ВІДХОДІВ тваринницьких ферм, птахоферм і ВІДХОДІВ фабрик по виробництву продукції, яка дає дуже корисні продукти для сільськогосподарських виробництв у вигляді добрив і кормів, і є екзотермічним процесом, тобто процесом зі значним виділенням тепла, а також хлібопекарське, горячеконсервне виробництва й ІНШІ, зв'язані з тепличним агрокомплексом ГАБ ТЕС Зазначеним виробничим процесам технологічно необхідні криті приміщення з добре організованою тепловентиляцією і подачею усередину свіжого повітря, високі витяжні труби, і, отже, такі технологічні процеси і технологія ГАБ ТЕС взаємно доповнюють один одного й у великій мері підвищують технікоекономічну ефективність кожного з них При забезпеченні конструктивної гнучкості і легкості світлопроникних теплоізолюючих покрить у ГАБ ТЕС, останні можуть з метою виробництва електроенергії також охоплювати, наприклад, покрівлі гарячих металургійних цехів, через які вентсистемами викидається велика КІЛЬКІСТЬ нагрітого повітря, і які в ясні дні сприймають на себе значну КІЛЬКІСТЬ сонячної енергії, теплі будинки і вулиці міських поселень Тим самим може здійснюватися ефективна утилізація теплових ВІДХОДІВ, тобто досягатися рішення однієї з кардинальних проблем нового 11 59193 12 трукторських знахідок полягає не в застосуванні Іншою найважливішою особливістю так назигнучких канатів, як таких, а в створенні спеціальваного «котла» у ГАБ ТЕС, використовуваною в них напружених конструкцій з них, які значною міданому винаході, є те, що його світлопроникне рою визначають економічну ефективність гелютеплоізолююче покриття не має потреби у тривких енергетичного комплексу, а в деяких випадках несущих конструкціях, а може бути еластичним у визначають і саму можливість його реалізації різних конфігураціях і повинно бути настільки міцЩоб сірого формувати профіль несучого кананим, наскільки це необхідно, щоб надійно витритного каркаса, а виходить, - і профіль світлопронимувались ЗОВНІШНІ і внутрішні вітропотоки, а також кного теплоізолюючого покриття або гелюпоглиперепади баричного тиску у внутрішньому повітнаючих поверхонь, розташованих вище рівня ряному середовищі потужного енергетичного виґрунту, у даному винаході передбачено, як зазнаробництва, і звичайно, щоб вони були стійкими в чене вище, застосування також спеціальних пробудь-яких проявах атмосферних умов Таким чиміжних підтримуючих опор відновно малого попеном, згідно із даним винаходом несущий каркас речного переріза, визначаючих величину прогину, покрівлі - світлопроникного тепло ізолюючого потобто стрілу прогину канатів, утворюючих канатну криття в потужних теплоенергетичних комплексах сітку Досягається це в такий спосіб Для утриманможе виконуватися з канатів, але в попередньо ня канатної сітки відносно поверхні критої теритонапружених спеціальних конструкціях, наприклад, рії в умовах коливання внутрішнього тиску в енерз дуже міцних капронових канатів, які з однієї стогокомплексах, застосовуються вертикальні рони закріплюються відносно несущих конструкцій утримуючі канати, які ВІДПОВІДНО ДО проектних розкорпуса повітрявідводячої труби, а з іншого боку рахунків закріплюються у ВІДПОВІДНИХ МІСЦЯХ несувідносно тривких несущих конструкцій, виконаних чої канатної сітки до вузлів перетинання подовжніх по периферії світлопроникного покриття, із сильі поперечних канатів, а внизу - до фундаментів, ною попередньою напругою відносно останніх виконаним у ґрунті, крізь прорізи, зроблені в гелюНаприклад, якщо представити світлопроникне тепоглинаючої поверхні Для утворення підтримуюплоізолююче покриття у вигляді квадрата, у центрі чих опор ці канати протягаються через проміжні якого розташована тривка і жорстка несуча база опорні модулі, які можуть мати призматичну або повітрявідводячої труби, то в кожній з чотирьох циліндричну форму і мають визначену конструктивершин цього квадрата, щонайменше, повинні вно задану висоту, і ці модулі, стикуючи між собути встановлені чотири опори необхідної тривкобою, вибудовуються один над іншим уздовж версті і висоти, між якими, як Ірані квадрата, натягатикального утримуючого каната, утворюючи ються тарувальними натяжними пристроями дуже вертикальну складену опору Щоб ця опора приМІЦНІ несучі ЗОВНІШНІ опорні канати Більш того, ці дбала тривкість і жорсткість, вона при монтажі канати повинні бути найбільш міцними з усіх викопопередньо напружується утримуючим канатом з ристовуваних у ГАБ ТЕС канатів, можуть бути нарозрахунковим заданим зусиллям між вузлом певіть сталевими, тому що вони утворять собою друретинання подовжнього і поперечного канатів нагу, після несучої бази повітрявідводячої труби, горі і згаданою фундаментною основою в ґрунті У головну несучу конструкцію, до якої по всій перирезультаті така складена опора стає дуже тривкою ферії закріплюються з натягом закінчення подовжпри всій її легкості, а торці її зістиковуються у верніх канатів, закріплених у центрі відносно бази хній частині з вузлом канатної сітки через конструповітрявідводячої труби Поперек цих подовжніх ктивний елемент ковзання або качання, а в нижній попередньо напружених канатів, закріплюючись частині - з фундаментною основою через пружний відносно них, розміщаються поперечні канати, елемент, наприклад, тарілчасту пружину, яка депаралельно ЗОВНІШНІМ опорним канатам-граням формована на розрахункову величину заданим периферійного квадрата світлопроникного теплонатягом утримуючого каната У такому випадку ізолюючого покриття У такий спосіб побудована світлопроникне теплоізолююче покриття зберігає канатна сітка як несучий каркас останнього, утвовисоку гнучкість, достатню для його монтажу нарить прорізи різної форми по типу віконних прорівіть на великих водоймах, і виявляється міцно зазів, у яких можуть бути дуже міцно закріплені кріпленим, із заданою конфігурацією відносно ресвоєрідні так називані «засклені ВІКОННІ рами», альних форм і умов згаданої критої території, зокрема - металеві форми ВІДПОВІДНИХ конфігурагелюперетворюючої поверхні Описане конструкцій і розмірів, у яких натягнута і закріплена світлотивне виконання світлопроникної теплоізолюючої проникна плівка, наприклад, скляна високоміцна покрівлі дозволяє виконувати останню, незважаюплівка товщиною 10-50 мікронів, здатна пропускачи на визначені вимоги МІЦНОСТІ, ВИНЯТКОВО дешети весь спектр сонячних променів, включаючи ульвим способом і будь-якими заданими розмірами, трафіолетові При автоматизованому проектуванні які будуть обмежуватися лише технологією видаГАБ ГЕС і заводському виготовленні «вікон», молення з покрівлі атмосферних опадів Несущий дифікації їхніх форм не представляють складності каркас світлопроникного теплоізолюючого покриття як єдиного цілого в енергетичному комплексі, у залежності від проектних рішень, може виконуваЗгадані опори можуть виготовлятися не з важтися складеним із секцій, зв'язаних між собою закого і недостатньо тривкого бетону, а з бетонозазначеними вище подовжніми канатами-стяжками зі мінюючих матеріалів, які виробляються на промизбереженням теплоізоляції і всіх розглянутих вище словій основі, тривкіше, легше і значно дешевше енергетичних потоків, з тією метою, щоб між сусідзалізобетонних конструкцій, утому числі для висоніми секціями несучого каркаса утворювати вузькі ких труб Таким чином, вирішуючи питання про водозабори дощової води і снігу для подачі в ємдосягнення нестандартної гнучкості технологічних СТОЛІТТЯ приміщенні енергетичних комплексів, суть конс 14 13 59193 ності, розташовані внизу внутрішні резерви на випадки аварійних або екстремальних ситуацій, а також висококваліфікованоВІДПОВІДНО ДО імовірного винаходу, про що таго персоналу для різноманітного обслуговування кож зазначено вище, додаткове важливе застосутехнологічного устаткування, який буде працювати вання одержують і ЗОВНІШНІ несучі циліндричні в даному енерговиробництві, як правило, у чергоопори-труби, встановлені у вершинах канатного вому режимі Потік природного вітру, обтікаючого квадрата або багатокутника, утворюючого перисвітлопроникне теплоізолююче покриття як купол, ферійне закріплення світлопроникного теплоізонаправляється зовні уздовж повітрявід водячої люючого покриття На цих опорах або частині з труби до и верхнього торця за допомогою корпуса них установлюються вітротурбіни власних нестатсамої труби (за допомогою допоміжних перехідних ків ГАБ ТЕС, опори обертання яких закріплюються аеродинамічних поверхонь) і чотирьох вітронапвідносно ЗОВНІШНІХ поверхонь цих опор 3 вітротурямних стінок, які (унизу) примикають до поверхні рбінами допоміжних потреб зв'язані електрогенесвітлопроникного покриття, а по висоті - до спеціаратори, які призначені, головним чином, для акульно встановленого зовнішнього вітрозабірного мулювання запасів теплової енергії на періоди кільця Останнє охоплює корпус труби з визначенічного часу і несприятливих погодних умов Тепним зазором наприклад, його діаметр у енергоколоакумулюючий матеріал розміщається у внутрімплексах потужністю 2Огис квт перевищує діаметр шній порожнині опор-труб і може являти собою, повітрявідводячої труби на 40м Фіксується це кінаприклад, повітропроникну кладку з цегли, яка льце відносно останньої, наприклад, за допомогою нагрівається електронагрівниками, розташовуванесучого диска з отворами (для проходження вітними з визначеним кроком на визначеній ДІЛЯНЦІ ропотоку), закріпленого на несущій конструктивній опори-труби і заживленими через пристрої керубазі повітрявідводячої труби перпендикулярно до вання від електрогенераторів, У такому випадку и поверхні Кільце вітрозабірне може виконуватися повітря з навколишнього середовища пропусказ легких і тривких складених конструкцій, які стяється сформованим каналом через нагрітий тепгуються одна з одною у процесі монтажу Усерелоакумулюючий матеріал, коли в цьому виникає дині цього зовнішнього вітрозабірного кільця рознеобхідність, і направляється під світлопроникне міщається допоміжне зовнішнє аеродинамічне теплоізолююче покриття, зокрема, у спеціальне вітроколесо, опори обертання якого зафіксовані технологічне устаткування, формуюче вітропоток відносно корпуса труби у верхній и частині за дочерез вітротурбіну помогою згаданого диска, а по діаметру закінчення У якості теплоакумулюючого матеріалу, розлопат утворюють мінімальний зазор із внутріташовуваного в згаданих опорах - трубах, може шньою поверхнею названого кільця Таким чином, бути використана також і вода, ІНШІ матеріали в природний вітропоток, обтікаючи, як купол, світлозалежності від проектної конструкції ГАБ ТЕС проникне теплоізолююче покриття зверху, конценЩоб додати більш ефективні теплоізолюючі трується у своєму русі і через вітрозабірне кільце показники світлопроникному покриттю, несучі каприводить в обертання розташоване в ньому донатні каркаси разом із вмонтованими в них «вікнапоміжне аеродинамічне вітроколесо Далі він нами» виконуються з двох шарів У цьому зв'язку в правляється, здобуваючи обертальний рух, нагору периферійній області світлопроникного покриття разом з вихідним з повітрявідводячої труби повітвиконуються прорізи для засмоктування атмосферям Тим самим, за рахунок такого вертикально рного повітря, яке з необхідною швидкістю, вбизорієнтованого приземного вітропотоку, у повітряраючи в себе тепловтрати знизу, проходить між ВІДВОДЯЧІЙ трубі створюється суттєве збільшення цими двома шарами до центральної частини - до тяги, прискорююче просування знизу нагрітого місця входу нагрітого повітря в головну вітротурбіповітря до виходу з повітрявідводячої труби, нану Це просування повітря усередині між шарами роджуючи тим самим за рахунок подачі в атмосканатної сітки здійснюється під інжекційним вплиферні шари над трубою додаткової КІЛЬКОСТІ нагрівом швидкісного потоку повітря, надходячого у того повітря вторинний процес посилення тяги вітротурбіну Крім того, для зниження тепловтрат шляхом інтенсифікації перетворення потенційної через світлопроникне покриття за рахунок інфраенергії навколишньої о середовища над повітрявічервоного випромінювання, внутрішній шар подводячою трубою в кінетичну енергію повітряного криття ВІДПОВІДНО тонується потоку, рухаючогося нагору Якщо на вільних гелюпоглинаючих поверхнях розміщені технологічно сумісні агропромислові Обертова частина допоміжного аеродинамічоб'єкти, а під гелюстелями - енергоємне екзотерного вітроколеса, розташованого в зовнішньому мічне устаткування в якості допоміжних теплоакувітрозабірному КІЛЬЦІ, з'єднана з електрогенератомуляторів і випарників вологи як енергоносія, то в ром або в іншому конструктивному рішенні - через цьому вішалку зусилля, прикладене до лопаток верхній торець повітрявідводячої труби з обертовітротурбін, зростає за рахунок додаткових тепловою частиною тягового аеродинамічного вітрокових потоків, дозволяючих необхідним образом леса, закріпленого у внутрішній порожнині повітформувати і прискорювати повітряпотік підвищерявідводячої труби При цьому напрямок ної вологості, що підвищує ефективність роботи обертання останнього відповідає напрямку оберенергетичного комплексу тального руху нагрітого повітря, виходячого з вітротурбіни, чим додатково створюється збільшення Зазначене технологічне поєднання відкриває тяги усередині повітрявідводячої труби, за допотакож шлях до граничної інтенсифікації АПК за могою чого збільшується потужність вироблюваної рахунок використання для його потреб технічно електроенергії зроблених засобів автоматичного керування й обслуговування енергокомплексу, маючих великі Крім того, ВІДМІННІСТЬ від названого прототипу 15 59193 16 полягає в тому, що до корпуса зовнішнього вітронавантаженням, і тому керована повітрявідводяча забірного кільця закріплена нижня основа кероватрубаможе бути дуже високою - на сотні і тисячі ної допоміжної повітрявідводячої труби, виконаної метрів і бути при цьому дешевою Самі головні з легкого гофрованого в горизонтальних перетифункції високої повітрявідводячої труби в ГАБ ТЕС нах повітронепроникного матеріалу, а верхня и - створювати потужну тягу і сильні повітряні потоки основа зв'язана за допомогою аеродинамічного саме в тиху погоду, у штиль, а також в умовах, ковпака, який має форму усіченого конуса, викоколи сонячна радіація мала або відсутня Зокрема, наного зі зміцненого легкого матеріалу, з піднімаяк піднімальний механізм до верхньої основи кельним пристроєм, наприклад, замкнутим піднімарованої допоміжної повітрявідводячої тягової трульним резервуаром, наповненим легким газом, би може бути закріплена тороїдальна замкнута який фіксує при ПІДЙОМІ нагору керовану допоміжпорожнина - піднімальний резервуар, збільшуюну повітрявідводячу трубу у вертикальному полочийся в об'ємі за рахунок збільшення тиску в ньоженні, причому корпус по окружності верхньої осму легкого газу (при необхідності підйому зазначенови зазначеного конічного ковпака, формуючого ної гофрованої повітрявідводячої надбудови) Ця вільний проріз для проходу повітря, з'єднаний з замкнута тороїдальная порожнина забезпечує нематеріалом поверхні керованої допоміжної повітобхідне піднімальне зусилля F, і може виконуватирявідводячої труби і з верхніми кінцями внутрішніх ся з автономних секцій, утворюючих звужуючийся стабілізуючих канатів, проходячих у внутрішній догори конус Для захисту від випадкових ушкопорожнині останньої і закріплених нижніми своїми джень така піднімальна конічна конструкція може кінцями через авторегулюємі натяжні пристрої накриватися зверху, як ковпаком, захисною аеровідносно корпуса зовнішнього вітрозабірного кільдинамічною конічною поверхнею з матеріалу підця, а зовнішня поверхня корпуса аеродинамічного вищеної тривкості з вільним прорізом у площині ковпака по окружності нижньої основи його конічйого меншої, верхньої основи Ця конічна поверхної форми, охоплюючої піднімальний замкнутий ня поєднує дві технологічні функції - механічний резервуар з легким газом, закріплена ЗОВНІШНІМИ захист піднімального резервуара й аеродинамічне стабілізуючими канатами через авторегулюємі перетворення природного горизонтального вітру натяжні пристрої, наприклад, відносно допоміжних До торця поверхні по діаметрі її меншої підстави, опор до якої приєднаний верхній торець допоміжної тягової гофрованої труби, закріплені верхні КІНЦІ Внутрішній повітряпотік труби-штегратора довнутрішніх стабілізуючих канатів, які проходять датково сприймає вплив швидкості горизонтальновниз уздовж внутрішньої конічної гофрованої пого вітропотоку, обтікаючого високо вгорі аеродиверхні і закріплюються внизу відносно зовнішнього намічну поверхню конічного ковпака, закріпленого вітрозабірного кільця через авторегулюємі натяжні в поверхні верхнього торця повітрявідводячого пристрої ЗОВНІШНІЙ діаметр захисної конічної поканалу, що підсилює тягу в трубі, на додаток до верхні - аеродинамічного ковпака, накриваючого і такого фактора, як перепад температури і баричзахищаючого від випадкових ушкоджень підніманого тиску, і вносить додатковий вклад у збільльний конус, складений з тороїдальних замкнутих шення потужності виробленої енергії порожнин з легким газом (особливого виконання Допоміжна гофрована повітрявідводяча труба «дирижабль»), з'єднаний, наприклад, чотирма ЗОяк спеціальна керована надбудова до тягової повіВНІШНІМИ стабілізуючими канатами через авторетрявідводячої трубі може бути виконана, напригулюємі натяжні пристрої з допоміжними опорами клад, у вигляді розширюючогося догори усіченого вежами, до яких закріплені ЗОВНІШНІ опорні канати конуса з гофрованою поверхнею з плівки або масвітлопроникного покриття При цьому кожна з теріалу на спеціальній гумовій основі, або матерізазначених замкнутих тороїдальних порожнин алу, армованого різними сітками, з високоміцних «дирижабля» може поповнюватися легким газом тканин на різній основі тощо У вдалих для електавтономно із застосуванням, наприклад, випарної ростанції погодних умовах ця надбудова до тягорідини, забезпечуючи необхідну надійність такого вої труби - гофрований конус розташовується в «дирижабля», у технологічній взаємодії з наземскладеному стані, завдяки горизонтальним гофрам ними ємностями, заповненими легким газом на КОНІЧНІЙ поверхні надбудови, охоплюючи зовні назване зовнішнє вітрозабірне кільце і повітрявідТаким чином, піднімальний газонаповнений водячу трубу Цей гофрований конус прикріплютороїд - так називаний «дирижабль», приводячи ється до вітрозабірного кільця своєю нижньою осшляхом спливання в робочий натягнутий стан доновою із зовнішньої сторони Верхня його основа поміжну керовану гофровану надбудову, забезпеможе в самому загальному конструктивному річує максимальний розрахунковий попередній нашенні зачалюватись тросами до піднімальних метяг внутрішніх стабілізуючих канатів, які утворюють ханізмів, які можуть також мати різну фізичну притаким шляхом цілком твердому, протистоячу вітру роду і різні варіанти виконання Головним є сам заданої граничної величини, конструкцію Поверхпринциповий ПІДХІД до конструкції допоміжної повіня допоміжної керованої надбудови, матеріал якої, трявідводячої труби вона повинна бути гнучко зберігаючи в робочому своєму положенні злегка керованою по висоті і при наростанні природного ВИДІЛЯЮЧІСЯ гофри, притискається вітром до внутвітру до 15-20м/сек опускатися вниз, аж до крайрішніх стабілізуючих канатам зовні, у результаті нього нижнього положення Тоді така повітрявідчого за рахунок попереднього натягу ЗОВНІШНІХ водяча труба може виготовлятися не з залізобетостабілізуючих канатів, фіксуючих «дирижабль» ну, особливо тривкого на випадок атмосферних і нагорі в заданому горизонтальному положенні, сейсмічних перевантажень, а з легкого повітронеконструкція керованої допоміжної повітрявідводяпроникного матеріалу, який не піддається таким чої труби може бути стійкою і працездатною до 17 59193 граничних вітрових швидкостей у 25-30м/сек Це подвійний запас відносно проектного граничного значення швидкості вітру СТІЙКІСТЬ керованої допоміжної повітрявідводячої труби підсилюється також проходячим усередині її потоком теплого повітря Коли швидкість вітру досягає 15-20 метрів у секунду, необхідність у такій надбудові по показниках потужності електростанції відпадає, і вона автоматично убирається, плавно і швидко опускаючись у своє вихідне положення, і накривається зверху аеродинамічним ковпаком-конусом, який продовжує виконувати свої аеродинамічні функції й у цьому, крайньому нижньому положенні, над базовою повітрявідводячою трубою Отже, ВІДМІННІСТЬ запропонованого пристрою складається й у тому, що замкнутий піднімальний резервуар керованої допоміжної повітрявідводячої труби виконаний з автономних секцій, щонайменше одна з яких містить у внутрішнім середовищі легкого газу як додатковий регулятор піднімальної сили випарну рідину, з якою енергетично зв'язані електронагрівники, підключені через пристрій керування й електричні з'єднання до системи електропостачання енергетичного комплексу Це дозволяє через керування паротворенням випарної рідини додатково регулювати величину піднімальної сили F "дирижабля", збільшуючи СТІЙКІСТЬ конструкції Енергетичний канал, за допомогою якого здійснюється нагрівання випарної рідини в замкнутому піднімальному резервуарі, може бути виконаний за допомогою індукційної або термоконтактної передачі Керована допоміжна повітрявідводяча труба і накриваючий її зверху захисний аеродинамічний ковпак «дирижабля» покриваються темним і світлим кольорами фарб, ВІДПОВІДНО ДО ВІДОМИХ пра вил, оснащуються сигнальним висвітленням, а, крім того, додатково в сонячну погоду сприймають корисну енергію сонячних променів, сприяючу збільшенню тяги в трубі Зазначена конструкція повітрявідводячої надбудови може бути спроектована і реалізована для конкретних випадків настільки надійно і дешево, із застосуванням дуже легких, тривких і доступних матеріалів, з використанням в особливих навколишніх умовах також автоматичних аварійних парашутів, що може застосовуватися навіть у великих містах, які відрізняються високим тепловим і газовим забрудненням атмосфери Треба відзначити, до суті даного імовірного винаходу, що людство дотепер не додавало належної уваги до повітрявід водячой трубі як до можливого найважливішого елемента - аеродинамічного інтегратора багатьох процесів у сфері виробництва енергії, обмежуючи в основному и санітарним і транспортним призначенням У викладеній інтерпретації така труба нагадує по своїй значимості історичну роль колеса для людства Дана конструкція відкриває епоху завзятої боротьби наукової й інженерної думки за максимальну висоту, інтеграційні й аеродинамічні якості керованої по висоті тривкої, відносно жорсткої і дешевої труби, вимірюваної тисячами метрів На цій висоті тільки перепад температури відносно поверхні землі складає 30-40°, а це - величезна потенційна енергія, 18 ВІДПОВІДНИЙ цій висоті також і перепад тиску повітря (так називаний, баричний перепад) укладає в собі не меншу потенційну енергію, які, треба навчити ефективно перетворювати в кінетичну енергію повітряного потоку через вітротурбіну При ВІДПОВІДНІЙ організації повітряних потоків у просторі між гелюпоглинаючими поверхнями і світлопроникним теплоізолюючим покриттям, а також у повітрявід водячому каналі гранична висота підйому керованої надбудови до повітрявідводячої труби може бути оптимізована в будь-якому регіоні світу таким чином, щоб досягалося економічно вигідне виробництво електричної і теплової енергії в будьяких необхідних кількостях Крім того, як ВІДМІННІСТЬ запропонованого пристрою від названого прототипу, стосовно до ряду кліматичних зон і регіонів, де буде передбачене будівництво гелюенергетичних комплексів, варто вказати те, що у внутрішній порожнині повітрявідводячої труби розташований несучий каркас відносно малого поперечного перетину, піднімаючийся над останньою ВІДПОВІДНО ДО максимальної висоти підйому керованої допоміжної повітрявідводячої труби, у верхній частині якого закріплені натяжні пристрої, приєднані за допомогою канатів до верхньої основи допоміжної повітрявідводячої труби У цьому випадку розширюються варіанти оптимізацм потужністного ряду й економічних витрат на будівництво ГАБ ТЕС у різних кліматичних зонах Конструкція гнучкої керованої надбудови до повітрявідводячої труби в ГАБ ТЕС може виконуватися також у вигляді розсувного тубуса, а також з чергуванням кілець з тонкого металу й еластичного складаючогося матеріалу, із фланцевим закріпленням сусідніх елементів з будь-якого матеріалу в вибудовуючійся КОНІЧНІЙ трубі з використанням різних видів стабілізуючих канатів, з дублюванням «дирижаблів» і т п Керована допоміжна повітрявідводяча труба може знизу закріплюватися і безпосередньо до корпуса повітрявідводячої труби Крім того, у внутрішній порожнині керованої допоміжної повітрявідводячої труби, у верхнього торця повітрявідводячої труби, може бути встановлений пристрій інжекції вільних зарядів або ІОНІВ, через яке проходить рухаючийся вертикальний потік нагрітого повітря і яке може бути з'єднане із заземлюючим контуром енергетичного комплексу через пристрій керування, підключений до комп'ютерного центра останнього У цьому випадку виникає можливість подачі в дощеутворюючі шари атмосфери іонізованих каталізаторів дощеутворення, що створює умови для прискореної коагуляції пар і мікрочастинок води в атмосфері, сприяючи утворенню дощових хмар, і це дозволить у визначеній мірі керувати погодою з метою більш ефективного агровиробництва в районах, прилягаючих до енергетичного комплексу Якщо, наприклад, над допоміжним вітроколесом, у внутрішній порожнині повітрявідводячої труби, установлені легкі диски, на яких утворені гострі штирі, покриті матеріалом з малою роботою виходу електронів, то тепле повітря з частками домішок у ньому, створюючи тертя об ці штирі, буде наповнятися вільними, стікаючими зі штирів електронами Домішки, компоненти повітря будуть 19 59193 іонізуватися або наелектризовуватися вільними електронами, і високо в атмосфері, за межами керованої допоміжної повітрявідводячої труби, будуть відбуватися необхідні для виникнення дощу процеси коагуляції пар і дрібних часток води, а також підсилюватися тяга вертикального руху повітряного потоку нагору, у зв'язку з наявністю у високих шарах атмосфери позитивних зарядів і електричних полів високої напруги, породжених процесами природного випару вологи з поверхні планети Якщо ж на обертовому допоміжному вітроколесі будуть закріплені кисті з волосками, ВІДПОВІДНИМ чином покриті спеціальними матеріалами на тонкому шарі поверхні, то тертя цих кистей об згадані диски з інжетуючими заряди штирями може інтенсифікувати витікання тих чи інших зарядів у швидкісний потік повітря, а також дозволить, крім того, одержувати високі напруги для електронного керування деякими процесами в трубі, зокрема, використовуючи енергію вихідного з труби нагрітого повітряпотоку Наприклад, з метою посилення І яги може буї и організований висиковольтний супровід по висоті повітрявідводячої труби дрібнодисперсних порцій рідини або визначених речовин, періодично впорскуючихся в потік рухаючогося повітря, що буде забезпечувати утворення керованих резонансних процесів у піднімаючомуся нагору вітропотоці і вихрових процесів у ньому економічними засобами Можна затверджувати, ВІДПОВІДНО до викладаємої концепції, що конструкції повітрявідводячих труб у ГАБ ТЕС будуть розвиватися як автоматизовані багатомірні інтегратори енергетичних компонентів, а також як генератори керованих високоефективних аеродинамічних процесів На фіг 1 показаний енергетичний комплекс у схематичному розрізі, проходячому через повітрявідводячу трубу в центрі і ДОПОМІЖНІ опори на периферії На фіг 2 дане схематичне представлення енергетичного комплексу в плані зі схемою розташування канатів несущего каркаса і світлопроникного матеріалу, утворюючих світлопроникне теплоізолююче покриття На фіг 3 показана схема закріплення каркаса вітронапрямних стінок, розміщення несущих канатів і повітронепроникного матеріалу в них На фіг 4 показана схема приєднання керованої допоміжної повітрявідводячої труби з допоміжним устаткуванням Енергетичний комплекс (див фіг 1,2) містить у собі гелюпоглинаючу поверхню 1 у вигляді шару ґрунту або спеціальних покрить в якості темної підлоги, а також спеціальне технологічне устаткування прямого енергетичного призначення (на фігурах воно в автономному вигляді не показане), теплоізольований простір 2, світлопроникне теплоізолююче покриття 3, повітрявідводячу трубу 4, вітротурбіну 5, з якою зчленований електрогенератор 6 Циркулююче у замкнутому просторі повітря і ветропотоки зазначені цифрою 7 Простір 2 сполучається з повітрявідводячою трубою 4 через повітрязабірну порожнину 8 вітротурбіни 5 Повітрявідводяча труба 4 умовно показана починаючоюся від гелюпоглинаючої поверхні 1, а насправді вона починається над вітротурбіною 5, нижче якої 20 розташовані несучі конструкції призматичної або конічної форми Несучий каркас світлопроникного теплоізолюючого покриття виконаний за допомогою подовжніх канатів-стяжок 9 (див фіг 2), які у центральній частині закріплені відносно несучої конструкції повітрявідводячої труби 4 Периферійна частина несучого каркаса виконана, принаймні, з чотирьох допоміжних опор 10, між якими закріплені через натяжні пристрої 11 найбільш тривкі ЗОВНІШНІ опорні канати 12, до яких закріплюються подовжні канати-стяжки 9 Поперек останнім розташовані і закріплені відносно них поперечні канати 13 Перетинанням канатів утворені прорізи, усередині яких закріплюються форми 14, виконані, наприклад, з тонкого металу, з розташованими на їхніх гранях защитами для високопродуктивного закріплення до канатів, а між гранями цих форм закріплений світлопроникний теплоізолюючий матеріал 15, наприклад, зі скляної плівки товщиною до 50 мікронів Опори 10, до яких закріплені ЗОВНІШНІ опорні канати 12, виконані у вигляді порожніх циліндрів з легких бетонозамінюючих матеріалів шляхом стикування їхніх конструктивних елементів попередньої напруги, у складі всієї конструкції опор і фундаментів, циліндричних втулок (на фіг 1 не показані) На цих опорах 10 установлені ДОПОМІЖНІ вітротурбіни 16, до яких приєднані електрогенератори 17 У внутрішній порожнині опор 10 розміщається теплоакумулюючий матеріал 18, наприклад, у вигляді цегельної повітропроникної кладки, і в цій же порожнині, з визначеним кроком по висоті опори 10, встановлені електронагрівники 19, підключені до електрогенераторів через напівпровідникові пристрої 20, керовані від комп'ютерного центра енергетичного комплексу (на фігурах не показаний) У залежності від застосовуваного виду теплоакумулюючого матеріалу, циліндричні втулки, складаючи опору 10, можуть містити між собою спеціальний уплотнительний матеріал Організація повітряпотоку усередині і зовні опори 10 і схема подачі нагрітого повітря в простір 2 конструктивно не розкриті Несущий каркас і форми 14 світлопроникного тепло ізолюючого покриття 3 виконаний в два шари, між якими утворена внутрішня порожнина 21, зв'язана з повітрязабірною порожниною 8 вітротурбіни 5 У верхньому шарі світлопроникного покриття виконані прорізи 22 для подачі повітря 7 у порожнину 21 Обидва шари несучої канатної сітки закріплені між собою за допомогою тривких перемичок 23 Для утримання світлопроникної покрівлі зсередини використані утримуючі канати 24 (показані штриховою ЛІНІЄЮ), ЯКІ вгорі закріплені у вузлах канатної сітки, де встановлені перемички 23, а внизу до фундаментних основ 25, виконаних у ґрунті, у прорізах гелюпоглинаючої поверхні 1 На утримуючі канати 24 одягнені в даному варіанті реалізації циліндричні втулки 26, виконані з бетоно- і металозаміняючих матеріалів, які зафіксований друг відносно друга по торцях, за рахунок чого утворені проміжні опори 27 у вигляді колон, попередньо напружених утримуючими канатами 24 для додання їм необхідної твердості Для зниження зносу несучої канатної сітки при впливі сильних поривів вітру або імпульсів баричного тиску усередині про 21 стору 2, у місцях закріплення проміжної опори 27 розміщені конструктивні елементи 28, верхній з який забезпечує ефект прослизання, а нижній ефект еластичної напруги, наприклад, за допомогою тарілчастої пружини, завдяки яким проміжна опора «дихає» при імпульсних перемінних навантаженнях У прилягаючій до повітрявідводячої труби зоні розміщені додаткові гелюпоглинаючі поверхнігелюстелі 29, виконані в частині своєї поверхні з повітропроникного гелюпоглинаючого матеріалу На фіг 1 повітропроникні гелюпоглинаючі поверхні гелюстель показані переривчастими ЛІНІЯМИ І схематично зображений рух нагріваючогося повітря 7 через них у повітрязабірну порожнину 8 вітротурбіни 5 Гелюстелі 29 розміщені один над іншому, але верхня гелюпоглинаюча стеля зсунута у горизонтальній площині відносно нижньої убік повмрявідводячої труби ВІДПОВІДНО до просування попередньо нагрітого повітряпотоку з простору 2 і далі, послідовно підігрівючись, - у повітрязабірну порожнину 8 вітротурбіни 5 Розміщення технологічних поверхонь і устаткування на гелюстелях 29, сприяючих завихренню повітряного потоку перед входом у вітротурбіну 5, не показане Під гелюстелями в зонах, куди не проникають сонячні промені, розміщене енергоємне й екзотермічне устаткування, що на фіг і також не показане Для концентрації приземного вітропотоку енергетичний комплекс додатково споряджений чотирма вертикальними вітронапрямними стінками ЗО, виконаними на несущих канатних каркасах 31 (див фіг 3), у яких закріплені форми 14 зі світлопроникним матеріалом 15, наприклад, зі скляної плівки Остання відзначена як елемент стінки ЗО вертикальним штрихуванням в одній з ділянок каркаса 31 Несучі каркаси вітронапрямних стінок закріплені однією стороною до несучої конструктивної бази повітрявідводячої труби 4, (а фактично - до зовнішнього повітрязабірного кільця, яке охоплює її), іншою до опори 10, а знизу - до канатної сітки світлопроникного теплоізолюючого покриття 3 Для прийому концентрованого вітропотоку на несучій конструктивній базі повітрявідводячої труби 4 закріплене вітрозабірне зовнішнє кільце 32 (див фіг 4), яке спирається на закріплений відносно повітрявідводячої труби диск 33 з отворами в ньому для проходження вітропотоку 7, до якого приєднані вітронапрямні стінки (ЗО) У внутрішній порожнині зовнішнього вітрозабірного кільця 32 розміщене допоміжне вітроколесо 34, лопати 35 якого з мінімальним зазором примикають до внутрішньої поверхні кільця 32, а опори обертання закріплені відносно несучої конструктивної бази повітрявідводячої труби На фіг 3 не показані конструкції, які створюють аеродинамічні умови для просування вітропотоку нагору уздовж корпуса труби, у вітрозабірне зовнішнє кільце 32 Допоміжне вітроколесо 34 зв'язано з тяговим аеродинамічної вітроколесом 36, розташованим у периферійній частині внутрішньої порожнини повітрявідводячої труби 4, за допомогою механічного зв'язку 37 (показано пунктиром) Для ефективного використання перепаду тиску і температури в атмосфері над повітрявідводячою трубою 4 відносно поверхні землі, над повіт 59193 22 рявід водячою трубою розміщена конічна гофрована поверхня керованої додаткової повітрявідводячої надбудови (труби) 38 (див фіг 4), закріплена по окружності нижньої основи до зовнішнього вітрозабірного кільця 32 У вихідному положенні керована допоміжна повітрявідводяча труба 38 розташована в самоскладаючомуся положенні на ДОПОМІЖНІЙ площадці 39, яка показана пунктиром Проекція лінії закріплення нижньої основи показана крапкою 40 Верхня основа гофрованої поверхні керованої допоміжної повітрявідводячої труби зв'язана із замкнутою піднімальною порожниною-резервуаром 41, наповненою легким газом, через захисний аеродинамічний ковпак 42, викопаний у формі усіченого конуса Останній закріплений по окружності меншої (верхньої) основи з горловиною гофрованої поверхні керованої допоміжної повітрявідводячої труби 38 і з верхніми кінцями внутрішніх стабілізуючих канатів 43, які на фіг 4 показані пунктиром Вони закріплені через авторегулюємі натяжні пристрої 44 до корпуса зовнішнього вітрозабірного кільця 32 Положення в просторі, головним чином у горизонтальній площині, замкнутої піднімальної порожнини41 так називаного «дирижабля», разом з аеродинамічним захисним ковпаком 42 визначається ЗОВНІШНІМИ стабілізуючими канатами 45, закріпленими на опорах 10 за допомогою чотирьох натяжних пристроїв 46 автоматично регульованих у залежності від сили вітру Для створення сприятливих умов до дощеутворення над внутрішнім допоміжним аеродинамічної вітроколесом установлений пристрій інжекції 47 вільних зарядів, утворення ІОНІВ у рухаючомуся повітряпотоці, яке закріплене відносно зовнішнього вітрозабірного кільця 32 механічним з'єднанням 48, яке на фіг 4 показано пунктиром Пристрій інжекції 47 з'єднано через пристрій керування 49 із заземленням Замкнута піднімальна порожнина-резервуар 41 розділена на групу секцій, які на фіг 4 не показано Порожнина 50 усередині замкнутого піднімального резервуара 41 («дирижабля») заповнена випарною рідиною, наприклад, спиртом, у якій, у даному конкретному випадку розташовані електронагрівальні елементи 51, зв'язані через пристрій керування 52 з мережею електричного постачання енергетичного комплексу Працює енергокомплекс у такий спосіб Сонячні промені, потрапляючи на гелюпоглинаючі поверхні 1 і 29 технологічного замкнутого простору 2, викликають їхнє нагрівання і конвективне нагрівання повітря 7 у просторі 2 Повітря 7 ззовні в замкнутий простір 2 надходить через порожні циліндричні опори 10, як показано на фіг 1, а також через додаткові регульовані повітрязабірні жалюзі па периферії комплексу (на приведених фігурах вони не зазначені) Нагріваємо повітря 7 піднімається нагору в замкнутому просторі і конвективним образом проходить через нижню повітропроникну гелюпоглинаючу стелю 29, де нагрівається додатково Послідовно повітря 7 конвективно проходить і через верхню гелюстелю 29 і надходить у повітрязабірну порожнину 8 вітротурбіни 5 і далі через її порожнину і повітрявідводячу трубу 4 виходить за межі останньої, народжуючи тягу у взаємодії з більш прохолодною атмосферою 23 і більш низьким баричним тиском у навколишнім середовищі Ці фактори у взаємодії спонукають процес наростання тяги до сталого значення, обумовленого різницею температур на вході у вітротурбіну й в атмосфері над трубою і різницею баричного тиску в поверхні землі й в атмосферному середовищі над трубою Крім того, обертання внутрішнього тягового аеродинамічного вітроколеса 36 у верхній частині труби 4 створює додаткову тягу в трубі 4 Це додаткове витягування нагрітого повітря з входу вітротурбіни 5 за верхній торець повітрявідводячої труби 4 народжує вторинний ефект посилення тяги за рахунок потрапляння і розширення збільшених мас нагрітого о повітря в атмосферу над трубою Крім того, на гелюстелях 29 установлені додаткові технологічні засоби і поверхні, які формують вітропотік перед входом у вітротурбіну 5 (на ілюстрованих матеріалах вони не показані) Горизонтальний потік природного вітру, проходячи над аеродинамічним ковпаком 42, направляється нагору, створює додаткову силу висмоктування нагрітого повітря через вітротурбіну 5 за межі труби 4, нарощуючи потужність вторинних ефектів тяги Ці ефекти підсилюються при доданні через аеродинамічний ковпак 42, зовнішнє допоміжне кільце 32 і ДОПОМІЖНІ вітроколеса 34 і 36 обертально-вихрового вертикального руху вітрового потоку, перетвореного з ламінарного горизонтального потоку Керована допоміжна повітрявідводяча труба 38 піднімається нагору завдяки наповненню замкнутого піднімального резервуара 41 легким газом і включенню електронагрівшиків 51, які знаходяться усередині його, розігріву знаходячогося там газу (повітря), а також паротворенню від знаходячоїся там випарної рідини у порожнині 50 При цьому подаються ВІДПОВІДНІ сигнали на розмотування внутрішніх і ЗОВНІШНІХ стабілізуючих канатів 43 і 45, створюючи можливість підйому керованої допоміжної повітрявідводячої труби 38 на висоту, необхідну для вироблення енергетичним комплексом заданої потужності Робота допоміжних вітротурбін 16, установлених на ЗОВНІШНІХ допоміжних опорах, і нагрівання теплоакумулюючого матеріалу 18 не мають потреби в додатковому описі Крім того, при настанні посушливого періоду в районі розташування енергетичного комплексу, за допомогою пристрою керування 49 включається пристрій 47, інжектуючий ВІЛЬНІ заряди в рухаючийся потік нагрітого повітря, і в ньому відбувається іонізація або наелектризовування домішок Для ефективної роботи цього процесу керована допоміжна повітрявід водяча труба 38 повинна бути піднята на максимально можливу висоту, не менш 500 метрів У такому випадку зазначені домішки, потрапляючи у верхні шари атмосфери, сприяють коагуляції пар і дрібних часточок вологи, які знаходяться там, чим створюються передумови для випадання атмосферних опадів Щоб будувати високоекономічні енергетичні комплекси згідно із даним імовірним винаходом, необхідно використовувати також ефект масштабності Це означає, що для того, щоб будувати базову частину повітрявідводячої труби з керованою 59193 24 надбудовою на загальну висоту 300-500 метрів, а це технологічно необхідно, технологічний простір повинний накривати території на поверхні землі розміром бООхбООм (36га) і більш Це буде відповідати, приблизно, середньорічної потужності на широті Києва - Іркутська 20тис квт, віддаваємої електричної енергії, з дуже великим запасом Такі території, покриті світлопроникним теплоізолюючим матеріалом, дозволяють створити добре організований агропромисловий комплекс під однією покрівлею, поєднуючи його з технологічним процесом основного, енергетичного виробництва У цьому комплексі може бути розміщений ставок площею до 10 гектарів для організації цілорічного високопродуктивного вирощування високобілкових кормів, овочів і ягід на плаву, рибної молоді, а також виробництва для переробки рибопродукцм під цією покрівлею Разом з тим такий ставок технологічно доцільний у просторі енергокомплексу як генератор цілорічного випару і як могутній теплоакумулятор на весь зимовий період Підвищена вологість у замкнутому просторі енергокомплексу корисна тим, що повітря підвищеної вологості легше сухого повітря, і це сприяє посиленню тяги, у тому числі за допомогою фазового переходу узимку в лід, а також полегшує процеси стимулювання, при необхідності, атмосферних опадів через іонізацію пар води (і інших домішок) Агропромисловий комплекс на зазначеній території може містити переробку ВІДХОДІВ птахоферм і свиноферм, яка є екзотермічним процесом і дає винятково високий економічний ефект з окупністю капітальних витрат за 6-7 МІСЯЦІВ, а також і великий екологічний ефект Разом з тим зазначений ефект масштабності створює в такому випадку суттєвий температурний розбаланс на даній ДІЛЯНЦІ поверхні землі, коли над замкнутим простором комплексу утвориться значне зниження конвективної передачі тепла в атмосферу, і це народжує розбаланси, сприяючі посиленню тяги в трубі, у тому числі через виникаючі з цієї причини ЗОВНІШНІ вітропотоки навіть в ідеально тиху погоду Вітропоток у 2-4м/сек, виникаючий внаслідок зазначеного ефекту масштабності, буде цим додатковим фактором посилення тяги, тому що, концентруючи за допомогою вітронапрямних стінок, він у зовнішньому вітрозабірному колесі буде досягати швидкості більш 10 м/сек, обертаючи допоміжне зовнішнє і внутрішні вітроколеса, а спрямовуючи нагору, буде робити обертальний рух навколо осі повітрявідводячої труби Потік природного вітру, якщо він складає 4-5м/сек, в осередненому за рік значенні, складаючись з повітря-вітропотоком, викликаним ефектом масштабності, створює вже достатню силу, при проходженні вітропотоку через вітрозабірне кільце 32, яка висмоктує із замкнутого простору підігріте повітря і народжує могутній вторинний ефект посилення тяги в трубі, який забезпечує вироблення електроенергії потужністю 20тис квт без значного підйому нагору керованої допоміжної повітрявідводячої труби У тихі, безвітряні періоди зимової ночі, коли температура води в критому ставку складає 10-20°С, запасеної енергії в замкнутому технологічному просторі досить для стабільного вироблення електроенергії потуж 25 Комп'ютерна верстка Н Лисенко 26 криттям, зайнятою виробництвом продуктів харчування й економічно високоефективної промислової продукції, забезпечуючи навіть самостійно самооплатність усієї накритої території світлопроникним покриттям У такій інтерпретації замкнутого простору строк окупності всього енергетичного комплексу не перевищить 18 МІСЯЦІВ, якщо ціна відпускаємої електроенергії буде складати 0,02 долара за кіловат-годину Дана конструкція енергетичних комплексів дозволяє виготовляти останні на потоці, і їх питома капіталоємність, разом з об'єктами АПК у їхньому технологічному просторі, буде приблизно в 2 рази нижче, ніж сучасних ТЕЦ на газовому паливі аналогічної потужності Але для експлуатації таких енергетичних комплексів енергетичної сировини для спалювання не потрібне 59193 ністю 20гис квт при ПІДЙОМІ нагору керованої допоміжної повітрявідводячої труби на висоту 300500 метрів Треба при цьому додатково враховувати, що потенційний енергетичний запас у зазначеному технологічному просторі значно перевищує вимоги до нього з умов стабільного вироблення електроенергії протягом року потужністю 20тис квт Так, на площі в 36 гектар, при осередненій за рік сонячної радіації на широті Києва - Іркутська в 0,2квт/м, надходяча у замкнутий простір осереднена по році потужність складає 72тис квт, причому в даному випадку не враховуються згадані вище ІНШІ компоненти сонячної енергії, які сприяють перетворенню цієї енергії в електричну Однак, цей запас є природним, мимовільним, тому що народжується територією зі світлопроникним теплоізолюючим по Підписано до друку 05 09 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна