Геліоенергетична теплоелектростанція з променевідбиттям і торнадоутворенням
Номер патенту: 101239
Опубліковано: 11.03.2013
Автори: Матасов Рев Олександрович, Бакаєв Фарід Анварович, Чабанов Алім Іванович, Смарж Іван Ілліч, Філіппенко Євген Семенович, Мартинов Володимир Георгійович, Оголіхін Олександр Геннадійович
Формула / Реферат
1. Геліоенергетична теплоелектростанція, у якій застосовані променевідбиваючі шари матеріалів, теплоізольовані вертикальні геліотеплоперетворюючі поверхні, що працюють разом з першими, теплоутилізуючі пристрої й теплотранспортуючі повітряні середовища для забезпечення можливості надземного насичення сонячною тепловою енергією вихрової камери (ВК), створеної в ній, і зворотного спрямування частини сонячних променів у космічний простір для зниження температури в приземному просторі, причому остання, з метою збільшення в ній коефіцієнта корисного використання сонячної енергії, що надходить на її територію, виконана у вигляді замкнутого циліндричного об'єму з тангенціальними уведеннями в її внутрішнє середовище зовнішнього повітропотоку, нагрітого зазначеними геліотеплогенеруючими засобами й перетвореного в торнадоподібний рух з наростаючою до осі ВК швидкістю обертання за законом збереження кількості руху обертового повітропотоку, на внутрішній поверхні днища якої встановлені технологічні теплопровідні короби, у яких створені гарячі й холодні канали повітропотоків, що надходять із зовнішнього середовища й утворюють гарячі й холодні термодинамічні смуги, які чергуються між собою в нестаціонарному термодинамічному процесі, що збільшують швидкість обертання повітропотоку у ВК, що прямує через аеродинамічний проріз, виконаний у її стелі, у вітротурбіну й відводиться з неї в зовнішнє середовище й одночасно по каналах позитивного зворотного зв'язку назад, у внутрішнє середовище ВК через тягову трубу, що має висоту над вітротурбіною орієнтовно 3-6 метрів й антифрикційне внутрішнє покриття, і теплоакумулятор, розміщений у ґрунтовій масі під посадковою поверхнею теплиці овочів, ягід і фруктів, створеної при її будівництві для одночасного використання сонячної енергії з метою виробництва теплової й електричної енергії й одночасно продуктів харчування, яка відрізняється тим, що променевідбиваючі матеріали, зокрема певні види фарб, нанесених на поверхні, що опромінюються і/або променевідбиваючі поверхні, утворені за допомогою нанесення дзеркального покриття на плівкові матеріали, розміщені на покрівлі теплиці, що встановлена на несучих опорах щодо її ґрунтової маси, і за їх допомогою, відбиті сонячні промені, направляються на зачернені грані створеного в її конструкції вертикального повітроспрямовуючого короба, що має, переважно для зовнішнього повітроспрямування, зменшення його ширини знизу нагору на 10-20 %, а в середині сонячного дня в літній період сонячні промені при відбитті від покрівлі теплиці минають зачернені грані вертикального короба й передають частину теплової енергії назад у космічний простір, при цьому останній направляє за допомогою нагрітого в ньому повітропотоку теплову енергію прямих, відбитих і розсіяних в атмосфері сонячних променів у технологічні короби, що нагріваються, установлені на поверхні днища ВК, розміщеної у верхній частині вертикального повітроспрямовуючого короба із зачерненими гранями, причому променевідбиваючі поверхні теплиці розташовані з південної сторони вертикального повітроспрямовуючого короба, витягнуті в довжину в напрямку схід-захід, а висота його становить орієнтовно величину 20-60 метрів, що забезпечує наростання швидкості підйому нагрітого повітропотоку до верхніх вихідних прорізів вертикального повітроспрямовуючого короба, залежно від температури його нагрівання, до величини, що створює максимальну швидкість вихрового обертового руху повітряного середовища у внутрішній порожнині ВК не менш 60-100 м/сек, з якої обертовий повітропотік направляється у вхідну порожнину вітротурбіни, установленої над ВК й приєднаної до електрогенератора, розміщеного під нею, створюючи його високошвидкісне обертання завдяки тому, що на зовнішній поверхні вертикального повітроспрямовуючого короба з теплогенеруючими зачерненими гранями закріплюються в кілька шарів додаткові повітровідвідні світлопроникні короби, де здійснюється утилізація теплових втрат, що відходять від зачернених граней вертикального повітроспрямовуючого короба в замкнуте повітронаповнене середовище з високоякісною теплоізоляцією і/або в теплотранспортуючі повітропотоки, що надходять із додаткових світлопроникних коробів у внутрішню порожнину ВК зі збільшенням швидкості вищевказаного обертання повітропотоку й вітротурбіни, зчленованої з електрогенератором, при цьому нагрітий повітропотік з теплопровідних технологічних коробів, установлених на днищі ВК, надходить по теплоповітротранспортуючих трубопроводах у підземний теплоакумулятор, звідки він виводиться в нижній проріз вертикального повітроспрямовуючого короба із зачерненими гранями, де під впливом енергії сонячних променів здійснюється багаторазовий підігрів циркулюючих по її замкнутому контуру повітропотоків з досягненням їхньої високої температури для забезпечення проектного виробітку електричної й товарної теплової енергії в умовах одержання достатньої потужності відбитих сонячних променів, що надходять на зачернену поверхню граней вертикального повітроспрямовуючого короба, і/або, що відходять у космічний простір для зниження перегріву атмосфери планети, при цьому нижні входи повітропотоків із зовнішнього середовища у внутрішні порожнини світлопроникних коробів виконані у вигляді горизонтальних прорізів по всьому їхньому периметру над поверхнею землі для використання швидкості й енергії природного вітру при вході у ВК і створення в ній підсиленого торнадоподібного руху повітропотоку, причому в зазначених прорізах встановлені похилі поверхні листового матеріалу, що спирається своїми верхніми кінцями на зачернені грані вертикального повітроспрямовуючого короба, у зв'язку із чим вхідний у внутрішні порожнини світлопроникних коробів горизонтальний вітропотік змінює свій напрямок на вертикальний й надходить у внутрішню порожнину ВК із високошвидкісним обертанням.
2. Геліоенергетична теплоелектростанція з променевідбиттям і торнадоутворенням за п. 1, яка відрізняється тим, що застосовані в ній променевідбиваючі матеріали й/або дзеркальні променевідбиваючі поверхні розміщені на покрівлі теплиці таким чином, що відбиті ними сонячні промені в період високого положення Сонця на небозводі проходять повз вертикальний короб із зачерненими гранями й направляються в космічний простір, чим знижується кількість сонячної енергії, що поглинається в приземному просторі, завдяки чому зменшується небезпека підвищення температури атмосфери планети й інтенсивність танення льодовиків, причому зворотний потік сонячних променів у космічний простір здійснюється відповідно до установки кута нахилу променевідбиваючої покрівлі теплиці, залежно від її географічного положення, а виробництво електричної й товарної теплової енергії здійснюється в приземному просторі за рахунок акумулювання теплової енергії в період більш низького положення Сонця на небозводі, завдяки поглинанню відбитих сонячних променів, виходячи з достатності багаторічної осередненої кількості сонячної енергії для енергетичного забезпечення планети.
3. Геліоенергетична теплоелектростанція з променевідбиттям і торнадоутворенням за п. 1, яка відрізняється тим, що її електрогенератор розміщений на північній стороні вертикального повітроспрямовуючого короба із зачерненими гранями під ВК на відстані, орієнтовно 1 метр відносно її теплоізольованого днища, і при її невеликій потужності зчленований з вітротурбіною за допомогою пустотілого перфорованого передавального вала, закріпленого в конструкції вертикального повітроспрямовуючого короба за допомогою опор обертання й сполучної муфти, при цьому передавальний вал проходить через ВК й теплоповітроізольовані отвори, виконані в її стелі і днищі, а прямуючий вниз охолоджений повітропотік з тягової труби, як продукт вихрового процесу в ній, проходячи через внутрішню порожнину передавального вала і його перфорованих отворів частково надходить у внутрішнє середовище ВК, стабілізуючи її робочий режим, а інша частина його через отвір у її днищі направляється, як засіб охолодження, в технологічні короби - холодні термодинамічні смуги, установлені на поверхні днища ВК, і виділяється з них у зовнішнє середовище, зокрема в область вихідного прорізу тягової труби, де завдяки процесу додаткового охолодження в навколишньому середовищі збільшується тяга в ній і швидкість виходу з неї енергетичного повітропотоку в атмосферу зі збільшенням коефіцієнта використання сонячної енергії, що надходить на її територію.
4. Геліоенергетична теплоелектростанція з променевідбиттям і торнадоутворенням за п. 1, яка відрізняється тим, що при подальшому збільшенні її потужності електрогенератор з'єднаний з вітротурбіною за допомогою гідравлічної передачі, установлений під нею внизу, на фундаментній підвалині ґрунтової маси, причому вітротурбіна зчленована з гідрогенератором, а електрогенератор - з гідродвигуном, які з'єднані між собою за допомогою гідравлічних каналів із приєднаною до них ємністю, що містить рідину як робоче тіло й насосний агрегат, при цьому гідромагістралі проходять через внутрішню порожнину ВК, а вітротурбіна розміщена над нею у верхній частині вертикального повітроспрямовуючого короба.
5. Геліоенергетична теплоелектростанція з променевідбиттям і торнадоутворенням за п. 1, яка відрізняється тим, що при додатковому нарощуванні її потужності довжина й/або висота вертикального повітроспрямовуючого короба із зачерненими гранями додатково збільшуються в розмірах, а у верхній частині останнього встановлюються, щонайменше дві ВК, розміщені орієнтовно на одному рівні, кожна з яких незалежно приєднана на вхід автономної вітротурбіни.
6. Геліоенергетична теплоелектростанція з променевідбиттям і торнадоутворенням за п. 1, яка відрізняється тим, що при значному нарощуванні її потужності, з північної сторони вертикального повітроспрямовуючого короба із зачерненими гранями додатково встановлені променевідбиваючі нахилена й орієнтовно горизонтальна поверхні, що направляють відбиті сонячні промені на його північну зачернену грань, при цьому нахилена поверхня укріплена під розрахунковим кутом стосовно вертикального повітроспрямовуючого короба й/або стосовно північної променевідбиваючої горизонтальної поверхні таким чином, що в літній період при високому положенні Сонця на небозводі значна частина відбитих променів з півдня й півночі йде, крім зачерненого вертикального повітроспрямовуючого короба, в космічний простір.
7. Геліоенергетична теплоелектростанція з променевідбиттям і торнадоутворенням за п. 1, яка відрізняється тим, що теплопровідні технологічні короби, установлені на поверхні днища ВК для створення гарячих і холодних термодинамічних смуг, що чергуються між собою, підключені до вихідних каналів, щонайменше однієї вихрової трубки Ранка, установленої на вході ВК для генерації гарячих і холодних повітропотоків за рахунок поділу їхньої температури при створенні усередині її вихрових процесів, при цьому гарячі повітропотоки відводяться з ВК через теплоізольований теплоакумулятор у нижній вхідний проріз вертикального повітроспрямовуючого короба із зачерненими гранями, а холодні повітропотоки відводяться з холодних термодинамічних смуг ВК назовні, відповідно до їх технологічного застосування.
8. Геліоенергетична теплоелектростанція з променевідбиттям і торнадоутворенням за п. 1, яка відрізняється тим, що засоби теплоізоляції підземного теплоакумулятора, що містить ґрунтову масу, на якій теплоелектростанція побудована, виконані за допомогою повітронаповнених і повітровідвідних теплоутилізуючих коробів, з яких нагріті тепловтратами повітропотоки направляються у внутрішню порожнину ВК з додатковим збільшенням швидкості тангенціального руху її внутрішнього середовища.
9. Геліоенергетична теплоелектростанція з променевідбиттям і торнадоутворенням за п. 1, яка відрізняється тим, що сумарна вхідна площа горизонтальних прорізів, у які проходить із зовнішнього середовища природний вітер у внутрішні порожнини світлопроникних коробів по всьому їхньому периметрі над поверхнею землі, виконана в розмірі, що перевищує сумарну площу поперечних перерізів внутрішніх порожнин світлопроникних коробів.
10. Геліоенергетична теплоелектростанція з променевідбиттям і торнадоутворенням за п. 1, яка відрізняється тим, що перед вхідним прорізом для надходження природного вітру по всьому периметрі усередину світлопроникних коробів, на відносно невеликій відстані від нього, установлені регульовані по площі, зокрема по висоті, поверхні із гнучкого повітронепроникного матеріалу, що спирається на несучу базу із труб і переміщується за допомогою приєднаних до нього канатів й електроприводів, які регулюються під впливом датчиків швидкості приземного вітру.
Текст
Реферат: Геліоенергетична теплоелектростанція, у якій застосовані променевідбиваючі шари матеріалів, теплоізольовані вертикальні геліотеплоперетворюючі поверхні, що працюють разом з першими, теплоутилізуючі пристрої й теплотранспортуючі повітряні середовища для забезпечення можливості надземного насичення сонячною тепловою енергією вихрової камери (ВК), створеної в ній, і зворотного спрямування частини сонячних променів у космічний простір для зниження температури в приземному просторі, причому остання виконана у вигляді замкнутого циліндричного об'єму з тангенціальними уведеннями в її внутрішнє середовище зовнішнього повітропотоку, нагрітого зазначеними геліотеплогенеруючими засобами й перетвореного в торнадоподібний рух з наростаючою до осі ВК швидкістю обертання, на внутрішній поверхні UA 101239 C2 днища якої встановлені технологічні теплопровідні короби, у яких створені гарячі й холодні канали повітропотоків, що надходять із зовнішнього середовища й утворюють гарячі й холодні термодинамічні смуги, які чергуються між собою в нестаціонарному термодинамічному процесі, що збільшують швидкість обертання повітропотоку у ВК, що прямує через аеродинамічний проріз, виконаний у її стелі, у вітротурбіну й відводиться з неї в зовнішнє середовище й одночасно по каналах позитивного зворотного зв'язку назад, у внутрішнє середовище ВК через тягову трубу, що має антифрикційне внутрішнє покриття, і теплоакумулятор, розміщений у ґрунтовій масі під посадковою поверхнею теплиці, створеної при її будівництві для одночасного використання сонячної енергії з метою виробництва теплової й електричної енергії й одночасно продуктів харчування. UA 101239 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Геліоенергетична теплоелектростанція, відповідно до даного передбачуваного винаходу, належить до області сонячної енергетики, у якій застосовуються променевідбиваючі дзеркальні поверхні для спрямування відбитих сонячних променів у ту її область, де встановлені зачернені теплоізольовані геліотеплоперетворювачі, на яких відбувається поглинання сонячних променів як відбитих, так і прямих і розсіяних в атмосфері, у результаті чого відбувається виділення тепла, необхідного для виробітку електричної й товарної теплової енергії, яке нагріває створені повітропотоки, що приводять в обертання вітротурбіну зі зчленованим з нею електрогенератором. Для максимально ефективного використання сонячної енергії, що надходить на відведену площу при будівництві теплоелектростанції, відповідно до винаходу, необхідно досягти максимального значення коефіцієнта корисної дії (ККД) при перетворенні сонячного тепла в товарну теплову й електричну енергію, для чого нагрітим повітропотокам надається торнадоподібна обертально-вихрова траєкторія руху, внаслідок якої надається максимальна швидкість обертання вітротурбіні й зчленованому з нею електрогенератору. Геліоенергетичні теплоелектростанції, у яких у такий спосіб передбачене використання нестаціонарної термодинаміки із застосуванням інтегрованих засобів поновлюваної енергетики, насамперед сонячної енергії на основі геліотеплоперетворення, променевідбиття, теплоакумуляції в підземній ґрунтовій масі з теплоізоляцією й транспортуванням теплової енергії за допомогою повітропотоків, що направляються і нагріваються, в умовах варіації їхнього атмосферного тиску й температури, одержали назву геліоаеробаричних (див. патенти Російської Федерації, розроблені разом з авторами передбачуваного винаходу: RU2264080C2, 20.11. 2005; RU2267061C2, 27.12.2005; RU2200915C2, 20.03.2003; RU2265161C2, 27.11.2005 і ряд інших). Крім того, у геліоаеробаричних теплоелектростанціях (ГАБТЕС), у цьому патентному матеріалі, використана оригінальна технологія відбиття сонячних променів від її приземних променевідбиваючих поверхонь у верхні шари атмосфери й у космічний простір, за рахунок чого частина теплової енергії сонячних променів повертається в космічний простір замість додаткового нагрівання приземних шарів навколишнього середовища. Завдяки такому зворотному відводу в космічний простір частини теплової енергії, що надходить від Сонця в приземне навколишнє середовище, може бути скомпенсований надлишок тепла, що виділяється у різних регіонах планети при спалюванні викопних енергоносіїв, а також усунуто породжене цим перегрівом розбалансування клімату планети. Таким чином, передбачуваний винахід призначений як для організації виробництва електричної й теплової енергії за рахунок часткового поглинання енергії Сонця в приземному шарі атмосфери, так і для забезпечення відбиття частини надлишкової енергії Сонця назад, у космічний простір, при найбільш інтенсивній сонячній радіації, що дозволяє знизити величину перегріву атмосфери планети, забезпечити відновлення порушеної рівноваги кліматичних умов і стабілізувати рух плину Гольфстріму. Без цього, на думку вчених, у Північній півкулі, у тому числі в Західній Європі та США, може наступити в найближчому майбутньому Льодовиковий період і загибель цих континентів. З вищевказаного ясно, яке велике значення має підвищення ККД сонячних електростанцій, що дозволило б при значно меншому споживанні енергії Сонця в приземному шарі забезпечити виробіток достатньої кількості електричної й теплової енергії, а також забезпечити виробіток пального для двигунів внутрішнього згоряння (ДВЗ) за рахунок сонячної енергії, що може бути забезпечене при реалізації передбачуваного винаходу. Тому прискорена реалізація останнього має найважливіше значення. Крім того, відомо, що через тривалі проміжки часу відбуваються по черзі як підвищення, так і зниження теплової активності Сонця, тому використання керування променевідбиттям, у тому числі й збільшення геліопоглинання, визначає перспективу досягнення стабільності клімату на планеті при космічних умовах, що змінюються. Збільшення ККД геліоенергетичної теплоелектростанції за технологією ГАБТЕС, розробленої авторами, забезпечується за рахунок застосування принципів нестаціонарної термодинаміки з організацією торнадоподібних процесів і використанням для цього вихрових камер (ВК), дослідження й доробки яких виконані авторами. З метою досягнення зазначених важливих результатів, у геліоенергетичній теплоелектростанції передбачено, що вступаючи на її горизонтальні променевідбиваючі поверхні сонячні промені відбиваються на створені в ній вертикальні зачернені поверхні й поглинаються ними для виробітку електричної й товарної теплової енергії в першій і другій половинах дня в літній період, а в середині дня, у період найбільш високого підйому сонця щодо обрію, коли на планету надходить великий надлишок сонячної теплової енергії, кут відбиття сонячних променів, установлений в ній при проектуванні й будівництві, досягає такої величини, коли вони обходять нагору зачернені поверхні й без поглинання йдуть назад, у космічний простір, зменшуючи перегрів певних ділянок планети. Коли ж у першій і другій половинах 1 UA 101239 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 сонячного дня відбиті промені від променевідбиваючих поверхонь надходять на її вертикальні зачернені поверхні й поглинаються ними, повинна бути досягнута умова, при якій коефіцієнт перетворення енергії сонячних променів у корисне тепло буде досягати максимально можливої величини, наприклад 30 % і більше, що отримано при випробуваннях. Тоді ККД теплоелектростанції при виробітку товарної енергії буде максимальним. Отже, у теплоелектростанції відповідно до передбачуваного винаходу досягається умова, коли при максимальній величині сонячної радіації її теплова енергія менше поглинається в приземному шарі, відбиваючись у космос, а виробіток електричної й теплової енергії в цьому випадку виробляється за рахунок теплового акумулювання в період меншої, але достатньої інтенсивності сонячної радіації, що означає використання меншої кількості сонячної енергії при достатньому середньорічному виробітку енергії відповідно до світових потреб. З викладеного зрозуміло, що коефіцієнт корисної дії сонячних електростанцій повинен перевищувати досяжну величину 30 %, тоді як у дійсний період всі відомі у світі геліостанції мають ККД 3 % і нижче, крім застосування геліоаеробаричного принципу з торнадоутворенням, що потребує інтенсивної реалізації. Конструкції ВК, що забезпечують збільшення ККД величиною до 30 % і більше, розроблені авторами за участю їх російських, українських і білоруських колег у патентах Російської Федерації, наприклад, «Спосіб перетворення сонячної енергії», «Сонячна теплоелектростанція із застосуванням вихрових камер», «Енергетичний каскад вихрових камер», «Геліоаеробарична теплоелектростанція» й інші з їхніми відповідними номерами: RU2265161C2, 27.11.2005; RU2373430C2, 20.11.2009; RU2361157С2, 10.07.2009: RU2353866C2, 27.04.2009. В зазначених патентах променевідбиваючі поверхні виконуються із застосуванням поворотних панелей, у тому числі дзеркальних параболічної форми, керованих програмувальними автоматизованими електроприводами, що регулюють процеси відбиття сонячних променів залежно від висоти положення Сонця на небозводі й поставленому кількісному завданні виробництва необхідної енергії. У дійсному технічному рішенні такий спосіб керування відбитими сонячними променями не застосований, тому що він більш дорогий трудомісткий, однак він не виключається при виконанні проектування теплоелектростанції як такий, що може бути цілком реалізований. Головне в дійсному технічному рішенні є здешевлення й прискорення дії будівництва з максимальним підвищенням ККД, що могло б дозволити уникнути виникнення глобальних природних катаклізмів на планеті, знижуючи темпи і величину їхнього наростання. У дійсному передбачуваному винаході вертикальні променепоглинаючі поверхні виконані за допомогою повітропровідних коробів із зачерненими гранями, а для їхньої теплоізоляції за умови необхідного надходження сонячних променів, на останні накладаються теплоізолюючі світлопроникні короби, у внутрішні порожнини яких надходить повітря із зовнішнього середовища як високоефективний теплоізолятор або утилізатор теплових втрат, що відходять від коробів із зачерненими гранями. Крім того, ККД ГАБТЕС збільшується за рахунок використання природного вітру, що набігає на неї: у верхній частині вертикальних коробів природний вітер направляється нагору й концентрується над ними, створюючи вітропотік, інжектуючий тягу з тягової труби; у нижній частині світлопроникних коробів створюються горизонтальні прорізи для входу природного вітру в їхню внутрішню порожнину по всьому периметру, невисоко над землею, з встановленням у вітропропрорізах похилих поверхонь, що орієнтують вітропотік нагору, на вхід у ВК, що дозволяє збільшити його швидкість обертання у ВК. Таким чином, завданням і технічним результатом дійсного винаходу є розробки такої технології та конструкції геліоенергетичної теплоелектростанції, при яких досягається інтенсивний й максимально дешевий, з високим ККД, виробіток нагрітих повітропотоків, що подаються у ВК і приводять до торнадоподібного руху в ній, що забезпечує високошвидкісне обертання вітротурбіни й з'єднаного з нею електрогенератора в період щодо невисокого положення Сонця на небозводі, а в період наближення до рівня максимальної сонячної радіації виробляється передбачене проектом збільшення потужності відбиття сонячних променів у космічний простір, коли виробіток товарної енергії здійснюється, здебільшого, за рахунок раніше акумульованої теплової енергії сонячних променів у період зниженої сонячної радіації, що приводить до зменшення перегріву навколишнього середовища при одночасному забезпеченні достатньої величини виробництва електроенергії й товарної теплової енергії в умовах підтримки розрахункового рівня осередненої по року величини сонячної радіації. Додатковим технічним результатом винаходу є використання площі, на якій виконується будівництво теплоелектростанції, для виробництва товарної енергії без вартісного відчуження її з господарського оберту, зокрема з її використанням для будівництва теплиць овочів, ягід і 2 UA 101239 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 фруктів й/або інших приміщень господарсько-побутового призначення, покрівлі яких застосовуються для здійснення процесів променевідбиття, призначених як для збільшення теплової потужності енергетичного виробництва в приземній атмосфері, так і для зниження теплової потужності в ній за рахунок променевідбиття в Космос при збільшенні висоти положення Сонця на небозводі. Найбільша ефективність такого використання сонячних променів проявляється при будівництві теплоелектростанцій у жарких пустелях, на територіях з відносно невеликими відстанями від екватора, з можливістю утворення в даних пустелях оазисів при їх винятково високій народногосподарській і кліматичній ефективності. Зазначений технічний результат досягається тим, що в геліоенергетичній теплоелектростанції застосовані горизонтальні нерухомі променевідбиваючі шари матеріалів, вертикальні геліотеплоперетворюючі поверхні, що працюють разом з першими, теплоутилізуючі пристрої й теплотранспортуючі повітряні середовища для забезпечення можливості надземного насичення сонячною тепловою енергією створеної в ній ВК та зворотного напрямку частини сонячних променів у космічний простір, причому остання виконана, з метою збільшення в ній коефіцієнта корисного використання сонячної енергії, у вигляді замкнутого циліндричного обсягу з тангенціальними уведеннями в її внутрішнє середовище зовнішнього повітропотоку, нагрітого зазначеними геліотеплогенеруючими засобами й перетвореного в торнадоподібний рух з наростаючої до осі ВК швидкістю обертання за законом збереження кількості руху обертового повітропотоку, на внутрішній поверхні днища якої встановлені технологічні теплопровідні короби, у яких створені гарячі й холодні канали повітропотоків, що надходять із зовнішнього середовища і утворюють на ньому гарячі й холодні термодинамічні смуги, що чергуються між собою в нестаціонарному термодинамічному процесі, що збільшують швидкість обертання повітропотоку у ВК, що прямує через аеродинамічний проріз, виконаний у її стелі, у вітротурбіну й відводиться з неї в зовнішню атмосферу й одночасно по каналах позитивного зворотного зв'язку назад, у внутрішнє середовище ВК, через тягову трубу, що має висоту над вітротурбіною орієнтовно 3-6 метрів й її антифрикційне внутрішнє покриття, і теплоакумулятор, розміщений у ґрунтовій масі під посадковою поверхнею теплиці овочів, ягід і фруктів, створеної при її будівництві для одночасного використання сонячної енергії, що надходить на неї, з метою виробництва теплової й електричної енергії й продуктів харчування, і вона має відмінності в тім, що променевідбиваючі матеріали, зокрема, певні види фарб, нанесені на опромінені поверхні, що, і/або променевідбиваючі поверхні, які утворені за допомогою нанесення дзеркального покриття на плівкові матеріали, розміщені на покрівлі теплиці, що встановлена на несучих опорах щодо її ґрунтової маси, і з їхньою допомогою відбиті сонячні промені направляються на зачернені грані створеного в її конструкції вертикального повітроспрямовуючого короба, що має, переважно, для зовнішнього вітроспрямування зменшення його ширини знизу нагору на 10-20 %, а в середині сонячного дня в літній період сонячні промені при відбитті від покрівлі теплиці не надходять на зачернені грані вертикального короба й передають частину сонячної енергії назад у космічний простір, при цьому останній направляє за допомогою нагрітого в ньому вовітропотоку теплову енергію прямих, відбитих і розсіяних в атмосфері сонячних променів у технологічні короби, що нагріваються, які установлені на поверхні днища ВК, розміщеної у верхній части нівертикального повітроспрямовуючого короба із зачерненими гранями, причому променевідбиваючі поверхні теплиці розташовані з південної сторони вертикального повітроспрямовуючого короба, витягнуті в довжину в напрямку схід-захід, а висота його становить орієнтовно величину 20-60 метрів, що забезпечує наростання швидкості підйому нагрітого повітропотоку до верхніх вихідних прорізів вертикального повітроспрямовуючого короба, залежно від температури його нагрівання, до величини, що створює максимальну швидкість вихрового обертового руху повітряного середовища у внутрішній порожнині ВК не менш 60-100 м/сек., з якої обертовий повітропотік направляється у вхідну порожнину вітротурбіни, установленої над ВК й приєднаної до електрогенератора, що розміщений під нею, створюючи його високошвидкісне обертання завдяки тому, що на зовнішній поверхні вертикального повітроспрямовуючого короба з теплогенеруючими зачерненими гранями закріплюються в кілька шарів додаткові повітровідвідні світлопроникні короби, де здійснюється утилізація теплових втрат, що відходять від зачернених граней вертикального повітроспрямовуючого короба в замкнуте повітронаповнене середовище з високоякісною теплоізоляцією й/або в теплотранспортуючи повітропотоки, що надходять із додаткових світлопроникних коробів у внутрішню порожнину ВК зі створенням вищевказаного обертання повітропотоку й вітротурбіни зі зчленованим з нею електрогенератором, при цьому нагрітий повітропотік з теплопровідних технологічних коробів, установлених на поверхні днища ВК, надходить по теплоповітроспрямовуючих трубопроводах у підземний теплоакумулятор, звідки він виводиться в нижній проріз вертикального повітроспрямовуючого короба із зачерненими 3 UA 101239 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 днищами, де під впливом енергії сонячних променів здійснюється багаторазовий підігрів циркулюючих по її замкнутому контуру повітропотоків з досягненням їхньої високої температури для забезпечення проектного виробітку електричної й товарної теплової енергії в умовах одержання достатньої потужності відбитих сонячних променів, що надходять на зачернену поверхню граней вертикального повітроспрямовуючого короба, і/або, що відходять у космічний простір для зниження перегріву атмосфери планети, при цьому нижні входи повітропотоків із зовнішнього середовища у внутрішні порожнини світлопроникних коробів виконані у вигляді горизонтальних прорізів по всьому їхньому периметру над поверхнею землі для використання швидкості й енергії природного вітру при вході у ВК і створенні в ній посиленого торнадоподібного руху повітропотоку, причому в зазначених прорізах встановлені похилі поверхні листового матеріалу, що спирається своїми верхніми кінцями на зачернені грані вертикального повітроспрямовуючого короба, у зв'язку із чим вхідний у внутрішні порожнини світлопроникних коробів горизонтальний вітропотік змінює свій напрямок на вертикальне й надходить у внутрішню порожнину ВК із високошвидкісним обертанням. Є також відмінності й особливості геліоенергетичної теплоелектростанції, відповідно до винаходу, що складаються в тому, що застосовані в ній променевідбиваючі матеріали й/або дзеркальні променевідбиваючі поверхні розміщені на покрівлі теплиці таким чином, що відбиті ними сонячні промені в період високого положення Сонця на небозводі проходять повз вертикальний короб із зачерненими гранями й направляються в космічний простір, за рахунок чого знижується кількість сонячної енергії, яка поглинається в приземному просторі, завдяки чому зменшується небезпека підвищення температури планети і інтенсивність танення льодовиків, причому зворотний потік сонячних променів у космічний простір здійснюється відповідно до установки кута нахилу променевідбиваючої покрівлі теплиці, залежно від її географічного положення, а виробництво електричної й товарної теплової енергії відбувається в приземному просторі в цей період за рахунок акумулювання теплової енергії, що здійснюється в період більш низького положення Сонця на небозводі, завдяки поглинанню відбитих сонячних променів, виходячи з достатності осередненої багаторічної кількості сонячної енергії для енергетичного забезпечення планети. Є також відмінності в тому, що її електрогенератор розміщений на північній стороні вертикального повітроспрямовуючого короба із зачерненими гранями під ВК на відстані орієнтовно 1-го метра відносно її теплоізольованого днища, і при її невеликій потужності зчленований з вітротурбіною за допомогою пустотілого перфорованого передавального вала, закріпленого в конструкції вертикального повітроспрямовуючого короба за допомогою опор обертання й сполучної муфти, при цьому передавальний вал проходить через ВК і теплоізольовані отвори, виконані в її стелі й днищі, а охолоджений повітряний потік, що прямує вниз з тягової труби, як продукт вихрового процесу в ній, проходячи через внутрішню порожнину передавального вала і його перфорованих отворів, частково надходить у внутрішнє середовище ВК, стабілізуючи її робочий режим, а інша частина його через отвір у її днищі направляється, як засіб охолодження, в технологічні короби - холодні термодинамічні смуги, установлені на поверхні днища ВК і виділяється з них у зовнішнє середовище, зокрема, в область вихідного прорізу тягової труби, де завдяки процесу додаткового охолодження в навколишньому середовищі збільшується тяга в ній і швидкість виходу з неї енергетичного повітропотоку зі збільшенням коефіцієнта використання сонячної енергії, що надходить на її територію. Є також відмінності теплоелектростанції в тому, що при подальшому збільшенні її потужності електрогенератор з'єднаний з вітротурбіною за допомогою гідравлічної передачі, установлений під вертикальним повітроспрямовуючим коробом унизу, на фундаментній основі ґрунтової маси, причому вітротурбіна зчленована з гідрогенератором, а електрогенератор - з гідродвигуном, які з'єднані між собою за допомогою гідравлічних каналів із приєднаної до них ємністю, що містить рідину як робоче тіло, і насосний агрегат, при цьому гідромагістралі проходять через внутрішню порожнину ВК, а вітротурбіна розміщена над нею у верхній частині вертикального повітроспрямовуючого короба. Відмінність полягає також у тому, що при подальшому нарощуванні її потужності довжина й/або висота вертикального повітроспрямовуючого короба із зачерненими гранями додатково збільшуються в розмірах, а у верхній частині останнього встановлені щонайменше дві ВК, розміщені орієнтовно, на одному рівні, кожна з яких незалежно приєднана на вхід автономної вітротурбіни. Відмінність геліоенергетичної теплоелектростанції, відповідно до передбачуваного винаходу, полягає й у тім, що при значному нарощуванні її потужності додатково встановлюються з північної сторони вертикального повітроспрямовуючого короба із 4 UA 101239 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 зачерненими гранями променевідбиваючого похила й орієнтовно горизонтальна поверхні, що направляють відбиті сонячні промені на його північну поверхню, при цьому похила поверхня укріплена під розрахунковим кутом стосовно вертикального повітроспрямовуючому коробу й/або стосовно північної горизонтального проміневідбиваючої поверхні таким чином, що в літній період при високому положенні Сонця на небозводі значна частина відбитих променів з півдня й півночі йде крім вертикального зачерненого повітроспрямовуючого короба в космічний простір. Відмінність запропонованого технічного рішення складається ще й у тому, що теплопровідні технологічні короби, установлені на поверхні днища ВК камери для створення гарячих і холодних термодинамічних смуг, що чергуються між собою, підключені до вихідних каналів щонайменше однієї вихрової трубки Ранка, установленої на вході ВК для генерації гарячих і холодних повітропотоків за рахунок поділу їхньої температури при створенні усередині її вихрових процесів, при цьому гарячі повітропотоки відходять із ВК через теплоізольований теплоакумулятор у нижній вхідний проріз вертикального повітроспрямовуючого короба із зачерненими гранями, а холодні повітропотоки, у рівній потужності з гарячими, відходять із ВК назовні, відповідно до їх технологічного застосування. Відмінність складається також й у тому, що засоби теплоізоляції підземного теплоакумулятора, що містить ґрунтову масу, на якій теплоелектростанція побудована, виконані за допомогою повітронаповнених і повітровідвідних теплоутилізуючих коробів, з яких нагріті тепловтратами повітропотоки направляються у внутрішню порожнину ВК із додатковим збільшенням швидкості тангенціального руху її внутрішнього середовища. Відмінність складається й у тому, що сумарна вхідна площа горизонтальних прорізів, у які проходить із зовнішнього середовища природний вітер у внутрішні порожнини світлопроникних коробів по всьому їхньому периметрі над поверхнею землі, виконана в розмірі, що перевищує сумарну площу поперечних перерізів внутрішніх порожнин світлопроникних коробів. Відмінність складається також у тому, що перед вхідним прорізом для надходження природного вітру по всьому периметру усередину світлопроникних коробів, на відносно невеликій відстані від нього встановлені регульовані по площі, зокрема, по висоті, поверхні із гнучкого повітронепроникного матеріалу, що спирається на несучу базу із труб і який переміщується за допомогою приєднаних до нього канатів й електроприводів, що регулюються під впливом датчиків швидкості приземного вітру. Більше детальні пояснення щодо зазначеного вище технічного рішення наведені нижче за допомогою наступних графічних ілюстрацій: 1. На Фіг. 1 показаний загальний вид геліоенергетичної теплоелектростанції у вертикальному схематичному поданні з поглинанням відбитих сонячних променів на південній стороні. 2. На Фіг. 2 дане зображення в плані загального виду теплоелектростанції, 3. На Фіг. 3 дане зображення загального виду ВК. 4. На Фіг. 4 показаний загальний вид геліоенергетичної теплоелектростанції із двостороннім поглинанням відбитих сонячних променів (з півдня й півночі). Теплиця 1 овочів, ягід і фруктів (Фіг. 1) убудована в геліоенергетичну теплоелектростанцію як її складова частина та встановлена на поверхні 2 її ґрунтової маси 3, на якій вона закріплена на фундаментах за допомогою несучих опор 4. На міцній покрівлі 5, вільної від світлопроникних конструкцій, які застосовані відповідно до вищевказаних патентних матеріалів, закріплена з невеликим нахилом у північну сторону променевідбиваюча поверхня 6, від якої відбиті сонячні промені 7 надходять на зачернені грані 8 вертикального повітроспрямовуючого короба 9. Дана конструкція легко може звільнятися від падаючого снігу й пилу, що накопичується, включаючи променевідбиваючу поверхню 6 і вертикальні зачернені грані 8, що визначає її значні переваги. Сонячна енергія відбитих променів 7, а також прямих 10 і розсіяних в атмосфері 11 нагріває зачернені грані 8 і внутрішню порожнину вертикального повітроспрямовуючого короба 9, повітропотік 12 з якої надходить у ВК 13 через прорізи (на Фіг. 1 не показані) у верхній грані 14 вертикального короба 9. Повітропотік 12 нагрівається під дією сонячних променів (відбитих 7, прямих 10 і розсіяних 11 і піднімається самопливом у технологічні теплопровідні короби 15 (по каналах 16 через верхню грань 14 вертикального повітроспрямовуючого короба 9), які встановлені на внутрішній поверхні днища 17 ВК 13 (Фіг. 3). З технологічних теплопровідних коробів 15 повітропотік 12, що віддав частину своєї теплової енергії у внутрішню порожнину ВК 13, направляється по каналах 18, з можливим застосуванням малопотужних вентиляторів (на ілюстраціях не показані), через ґрунтову масу 3 і під покрівлею 5 теплиці 1 у нижній проріз внутрішньої порожнини вертикального повітроспрямовуючого короба 9, де здійснюється його багаторазовий підігрів у зв'язку із циркуляцією по замкнутому контурі повітропотоку 12. Останній нагрівається у зв'язку з такою його циркуляцією до досить високої температури (150 °С і більше) 5 UA 101239 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 у денний сонячний час, нагріває ґрунтову масу 3 і днище 17 ВК 13. Щоб теплова енергія менш розсіювалася через зачернені грані 8 вертикального повітроспрямовуючого короба 9, на них закріплюються в кілька шарів світлопроникні допоміжні короби 19, 20, через які повітропотоки 21, 22 проходять крізь нижні прорізи цих допоміжних коробів (19, 20) і нагріваються в денний час тепловтратами зачернених граней 8 до температури, орієнтовно +40 °С і +80 °С. При цьому допоміжні короби 19, 20 виконані теплоізолюючими, уловлюючими теплові втрати з коробів 9 й відводячими їх за допомогою повітропотоків, що піднімаються, 21, 22 у внутрішню порожнину ВК через отвори 23, 24 при температурі +40 °С і +80 °С градусів (Фіг. 2, 3). Повітропотоки 21, 22, що піднімаються із зовнішнього середовища, можуть входити у світлопроникні короби 19, 20 не тільки знизу у вигляді повітря, як показано на Фіг. 1, але й у вигляді вітру в бічні прорізи світлопроникних коробів, виконані по всьому їхньому периметрі невисоко над поверхнею землі (на ілюстраціях не показане). Коли в короби 19, 20 буде входити не повітря, а бічний вітер з певними швидкістю й напором, то за допомогою отворів 23, 24 буде створюватися більша швидкість входження повітропотоку (вітру) у ВК, і, отже, більша швидкість обертання повітря в ній і самої вітротурбіни 25. Шари світлопроникної теплоізоляції, що накривають зверху допоміжні короби 19, 20, виконуються у вигляді замкнутих допоміжних світлопроникних коробів, у яких повітряне середовище виконує функції повітряного теплоізолятора, практично без втрат тепла в навколишнє середовище. На Фіг. 3 схематично зображена ВК 13, яка установлена над верхньою гранню 14 вертикального повітроспрямовуючого короба 9 і розміщується завдяки висоті останнього на рівні 20-60 метрів щодо ґрунтової поверхні, щоб швидкість повітропотоку 12, що проходить через нього, становила до його входу у ВК величину, при якій тангенціальна швидкість його обертання в ній рівнялася б величині не менш 60-150 м/сек, можливість чого експериментально підтверджена дослідженнями ВК. Цієї швидкості буде досить для виробітку проектної потужності вітротурбіною 25 з розрахунковою величиною діаметра її вітроколеса. Як видно з Фіг. 3 вітротурбіна 25 і тягова труба 26 розміщені над ВК 13, що є необхідною умовою працездатності геліоенергетичної теплоелектростанції. ВК 13, вітротурбіна 25 і повітровідвідна тягова труба 26 мають високоякісну теплоізоляцію 27, що дає значні переваги даної теплоелектростанції відповідно до передбачуваного винаходу, щодо відомих геліопарникових електростанцій, які мають світлопроникну стелю з невисокою якістю теплоізоляції й бічний повітропроникний проріз по всій їхній периферійній окружності, через які проходять великі теплові витоки. ВК, навпроти, має замкнуту по всій периферії теплоізольовану поверхню, зокрема, з пінопласту або пінобетону, що мають досить високу якість теплоізоляції, а світлопроникні поверхні, що пропускають сонячні промені для теплоперетворення, виконані в теплоелектростанції відповідно до прийнятого технічного рішення на основі застосування допоміжних світлопроникних вертикальних коробів 19, 20, які направляють нагріті тепловтратами повітропотоки 21, 22 у її внутрішню порожнину через теплоізольовані отвори 23, 24, з одного боку, а з інший - направляється через внутрішню повітроспрямовуючу порожнину вертикального короба 9 із зачерненими гранями гарячий повітропотік 12, з багаторазовим нагріванням сонячними променями, і він надходить у технологічні короби 15 внутрішньої поверхні днища 17 ВК, що є особливо ефективним способом теплового впливу на її обертове внутрішнє середовище. Із цього випливає висока ефективність ВК, у якій створюється на додаток до її теплової ефективності нестаціонарний термодинамічний процес із досягненням високої швидкості обертання за законом збереження кількості руху вхідного в неї повітропотоку, що направляється на вхід вітротурбіни 25 за допомогою повітроспрямовуючого пристрою під кутом орієнтовно 10°-20° до горизонтальної площини. Повітропотоки 21, 22 з допоміжних вертикальних світлопроникних коробів 19, 20 входять у внутрішню порожнину ВК через бічну теплоізоляцію 27, циліндричну поверхню 28, виконану з пінобетону або піноскла, повітряний циліндричний проріз 29, у якому вхідні повітропотоки попередньо закручуються, і жалюзі 30, що закручують повітропотік, за допомогою яких у ВК створюється високошвидкісний обертовий рух сумарного повітропотоку 31, для якого створюються умови мінімального тертя. Цей повітропотік у міру наближення до осі 32, стає повітропотоком 33 з максимальною швидкістю обертання, що досягається за законом збереження кількості руху, і направляється нагору через проріз 34 із входом невеликого діаметра, конічним профілем і створеними в ньому аналогічними гарячими й холодними термодинамічними смугами, у вітротурбіну 25. Відповідно до досліджень ВК, як указувалося вище, швидкість обертання в ній повітропотоку зростає в міру наближення до осі 32 не тільки за законом збереження його кількості руху, але й завдяки створенню на внутрішній поверхні її днища гарячих і холодних термодинамічних смут, що чергуються. З метою більш ефективного 6 UA 101239 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 прояву нестаціонарної термодинаміки, на днищі 17 ВК, з теплоізоляцією 27, створюються в технологічних теплопровідних коробах 15 не тільки гарячі повітропотоки 12, що надходять через центральний повітровідбиваючий купол 35, але й холодні повітропотоки 36 (на Фіг. 3 гарячі й холодні короби 15 окремо не показані), що відходять в атмосферу в зоні інжектуючого повітропотоку 37 (Фіг. 1). Охолоджений повітропотік 36, складаючись із інжектуючим природним і вітром, що піднімається нагору, 37 в області вихідного прорізу тягової труби 26, створює додаткові тягу й швидкість виходу повітропотоку з неї, що збільшує ККД використання сонячної енергії, яка надходить на площу, відведену для будівництва теплоелектростанції. Чергування на днищі 17 ВК 13 суміжних термодинамічних гарячих і холодних смуг, так само як й у конічному повітроканалі 34, збільшує швидкість обертання повітропотоку 33 перед входом його у вітротурбіну 25. Електрогенератор 38 зчленований з вітротурбіною 25 за допомогою порожнистого перфорованого передавального вала 39 з полем дрібних отворів 40 на його зовнішній поверхні (у випадку невеликої потужності теплоелектростанції). Електрогенератор 38 установлений у цьому випадку на невеликій відстані під ВК 13 із застосуванням опор обертання 41 і передавальної муфти 42 (можливе застосування двох або більшої кількості муфт). Охолоджений повітропотік 36 у цьому випадку направляється вниз із внутрішньої порожнини тягової труби 26 як продукт вихрового процесу в ній, проходячи через внутрішню порожнину пустотілого передавального вала і його зовнішні перфоровані отвори, частково надходить у внутрішнє середовище ВК, стабілізуючи її робочий режим, а далі більша частина його виділяється в зовнішню накопичувальну ємність 43 і направляється як засіб охолодження в технологічні короби 15 холодних термодинамічних смуг, звідки знову виділяється в зовнішнє середовище як зазначений охолоджений повітропотік 36. Крім того, з тягової труби 26 через отвори 44 входить у кільцеву ємність 45 обертовий повітропотік 33 через внутрішню порожнину вітротурбіни 25 і виходить по теплоізольованих повітропроводах 46 через вентилятори 47 у кільцевий повітроканал 29 ВК 13. У такий спосіб здійснений позитивний зворотний зв'язок по повітропотоку 33, що виходить із вітротурбіни 25, з рухом його назад, у ВК 13, за рахунок чого додатково збільшується швидкість і температура повітропотоку 33, що проходить через ВК, вітротурбіну й тягову трубу. У ВК знаками (+) і (·) позначаються напрямки обертання повітропотоків 33, при цьому вони спільно з вітротурбіною 25 та тяговою трубою 26 захищені від зовнішньої атмосфери світлопроникним ковпаком 48, створеним з вітростійкого плівкового матеріалу, над яким встановлений вітроспрямовуючий та атмосферозахисний дефлектор (на Фиг. 1, 3 не вказаний). На Фіг. 4 даний схематичний фрагмент геліоенергетичної теплоелектростанції, відповідно до винаходу, показаної на Фіг.1, доповнений поданням її конструкцій на північній стороні, що дозволяє досягти істотного збільшення її потужності. Із цією метою, в умовах нарощування її потужності, з'єднання вітротурбіни 25 з електрогенератором 38 здійснено за допомогою гідравлічних каналів 49, а сам електрогенератор 38 установлений унизу, на фундаментній опорі ґрунтової маси 3. З вітротурбіною 25 кінематично зчленований гідрогенератор 50, а з електрогенератором 38 гідродвигун 51. З північної сторони покрівля 5 теплиці 1 та її променевідбиваюча поверхня 6 виконані більшого розміру (північні розміри їх збільшені по довжині), причому виконані розриви в покрівлі закриті вертикальними світлопроникними теплоізолюючими панелями 52, як вікнами. У такий же спосіб по всьому периметру покрівлі 5 установлені світлопроникні панелі 52, що забезпечують теплоізоляцію й освітленість усередині теплиці з розміщенням усередині її променевідбиваючих панелей, що перетворюють приміщення під покрівлею 5 й/або простір усередині теплиці 1 у дзеркальні приміщення, які створюють у внутрішніх просторах достатню кількість сонячного світла. Для збільшення освітленості внутрішнього простору теплиці в її покрівлі можуть бути додатково змонтовані світлопроникні теплоізолюючі прорізи - щілини достатньої ширини, що легко витримують снігове навантаження в зимовий час. При цьому для додаткового променевідбиття може використатися поверхня снігу, розташованого навколо геліотеплоелектростанції на великій території. Панелі 52, як продовження віконних прорізів, можуть бути виконані над покрівлею 5 і променевідбиваючим покриттям 6 розрахункової висоти по їх східній і західній границях і покриті променевідбиваючим матеріалом, так щоб сонячні промені, обходячи променевідбиваючу покрівлю 5, відбивалися б під певними кутами на вертикальні повітроспрямовуючі короби із зачерненими гранями, де поглиналися б з додатковим виділенням теплової енергії на південній і північній зачерненій гранях короба 9. Крім такого технічного рішення, що не дозволяє сонячним променям, відбиваючись від південно-західних і південно-східних ділянок покрівлі 5 (Фіг.1), обходити із заходу й сходу вертикальний повітроспрямовуючий короб 9 із зачерненими гранями при низькому положенні сонця на небозводі, можливо й інше технічне рішення - без вертикальної установки із західної й східної сторін досить високих проміневідбиваючих 7 UA 101239 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 поверхонь (на основі панелей 52), що повертають минаючі мимо промені на зачернені поверхні короба 9. Для цього на покрівлі 5 у напрямку з півдня на північ можуть бути виконані прилягаючи одна до одної променевідбиваючі канавки шириною близько 200 мм, вертикальні грані яких, орієнтовно, в 2 рази менше дзеркальної ширини їхнього днища й забезпечують напрямок відбитих поверхнями канавок сонячних променів на зачернену поверхню короба 9 при надходженні променів збоку, наприклад зі сходу, коли в умовах горизонтальної покрівлі (без зазначених канавок) промені, відбиваючись від покрівлі, у значній кількості минули б короб 9 (із заходу). При високому положенні Сонця на небозводі відбиті від покрівлі 5 промені, з урахуванням канавок, будуть проходити над коробом 9, орієнтуючись у космічний простір. Променевідбиваюча похила поверхня 53, установлена з північної сторони, залежно від висоти Сонця над обрієм, направляє відбиті промені 7 безпосередньо на північні поверхні зачернених граней вертикального повітроспрямовуючого короба 9 й/або за допомогою подвійного променевідбиття - за допомогою злегка похилої поверхні 6. Таким чином, у геліоенергетичній теплоелектростанції, відповідно до винаходу, прямі сонячні промені 10 надходять із півдня на зачернену поверхню вертикального повітроспрямовуючого короба, даючи одну частину потоку теплової сонячної енергії, а відбиті сонячні промені 7 одним потоком з півдня й двома потоками з півночі (без обліку установки променевідбиваючих панелей 52 над покрівлею 5) дають додаткову кількість теплової сонячної енергії для виробітку електричної й товарної теплової енергії. З підвищенням кількості вироблюваної товарної енергії в приземному атмосферному шарі за рахунок збільшеної кількості й .площі сонячних променів, що поглинаються, а також за рахунок підвищеного коефіцієнта корисного використання сонячної енергії, створюється можливість часткового відбиття сонячних променів у космічний простір у період значного підйому Сонця на небозводі, за рахунок чого знижується температура перегріву атмосфери зі збереженням більше оптимальних кліматичних умов на планеті. Викладені вище технічні рішення є досить ефективними при реалізації лише першого пункту формули винаходу, однак використання її наступних пунктів забезпечує подальше підвищення економічної ефективності геліоенергетичної теплоелектростанції. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Геліоенергетична теплоелектростанція, у якій застосовані променевідбиваючі шари матеріалів, теплоізольовані вертикальні геліотеплоперетворюючі поверхні, що працюють разом з першими, теплоутилізуючі пристрої й теплотранспортуючі повітряні середовища для забезпечення можливості надземного насичення сонячною тепловою енергією вихрової камери (ВК), створеної в ній, і зворотного спрямування частини сонячних променів у космічний простір для зниження температури в приземному просторі, причому остання, з метою збільшення в ній коефіцієнта корисного використання сонячної енергії, що надходить на її територію, виконана у вигляді замкнутого циліндричного об'єму з тангенціальними уведеннями в її внутрішнє середовище зовнішнього повітропотоку, нагрітого зазначеними геліотеплогенеруючими засобами й перетвореного в торнадоподібний рух з наростаючою до осі ВК швидкістю обертання за законом збереження кількості руху обертового повітропотоку, на внутрішній поверхні днища якої встановлені технологічні теплопровідні короби, у яких створені гарячі й холодні канали повітропотоків, що надходять із зовнішнього середовища й утворюють гарячі й холодні термодинамічні смуги, які чергуються між собою в нестаціонарному термодинамічному процесі, що збільшують швидкість обертання повітропотоку у ВК, що прямує через аеродинамічний проріз, виконаний у її стелі, у вітротурбіну й відводиться з неї в зовнішнє середовище й одночасно по каналах позитивного зворотного зв'язку назад, у внутрішнє середовище ВК через тягову трубу, що має висоту над вітротурбіною орієнтовно 3-6 метрів й антифрикційне внутрішнє покриття, і теплоакумулятор, розміщений у ґрунтовій масі під посадковою поверхнею теплиці овочів, ягід і фруктів, створеної при її будівництві для одночасного використання сонячної енергії з метою виробництва теплової й електричної енергії й одночасно продуктів харчування, яка відрізняється тим, що променевідбиваючі матеріали, зокрема певні види фарб, нанесених на поверхні, що опромінюються і/або променевідбиваючі поверхні, утворені за допомогою нанесення дзеркального покриття на плівкові матеріали, розміщені на покрівлі теплиці, що встановлена на несучих опорах щодо її ґрунтової маси, і за їх допомогою відбиті сонячні промені направляються на зачернені грані створеного в її конструкції вертикального повітроспрямовуючого короба, що має, переважно для зовнішнього повітроспрямування, зменшення його ширини знизу вгору на 10-20 %, а в середині сонячного дня в літній період сонячні промені при відбитті від покрівлі теплиці минають зачернені грані 8 UA 101239 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 вертикального короба й передають частину теплової енергії назад у космічний простір, при цьому останній направляє за допомогою нагрітого в ньому повітропотоку теплову енергію прямих, відбитих і розсіяних в атмосфері сонячних променів у технологічні короби, що нагріваються, установлені на поверхні днища ВК, розміщеної у верхній частині вертикального повітроспрямовуючого короба із зачерненими гранями, причому променевідбиваючі поверхні теплиці розташовані з південної сторони вертикального повітроспрямовуючого короба, витягнуті в довжину в напрямку схід-захід, а висота його становить орієнтовно величину 20-60 метрів, що забезпечує наростання швидкості підйому нагрітого повітропотоку до верхніх вихідних прорізів вертикального повітроспрямовуючого короба, залежно від температури його нагрівання, до величини, що створює максимальну швидкість вихрового обертового руху повітряного середовища у внутрішній порожнині ВК не менш 60-100 м/сек, з якої обертовий повітропотік направляється у вхідну порожнину вітротурбіни, установленої над ВК й приєднаної до електрогенератора, розміщеного під нею, створюючи його високошвидкісне обертання завдяки тому, що на зовнішній поверхні вертикального повітроспрямовуючого короба з теплогенеруючими зачерненими гранями закріплюються в кілька шарів додаткові повітровідвідні світлопроникні короби, де здійснюється утилізація теплових втрат, що відходять від зачернених граней вертикального повітроспрямовуючого короба в замкнуте повітронаповнене середовище з високоякісною теплоізоляцією і/або в теплотранспортуючі повітропотоки, що надходять із додаткових світлопроникних коробів у внутрішню порожнину ВК зі збільшенням швидкості вищевказаного обертання повітропотоку й вітротурбіни, зчленованої з електрогенератором, при цьому нагрітий повітропотік з теплопровідних технологічних коробів, установлених на днищі ВК, надходить по теплоповітротранспортуючих трубопроводах у підземний теплоакумулятор, звідки він виводиться в нижній проріз вертикального повітроспрямовуючого короба із зачерненими гранями, де під впливом енергії сонячних променів здійснюється багаторазовий підігрів циркулюючих по її замкнутому контуру повітропотоків з досягненням їхньої високої температури для забезпечення проектного виробітку електричної й товарної теплової енергії в умовах одержання достатньої потужності відбитих сонячних променів, що надходять на зачернену поверхню граней вертикального повітроспрямовуючого короба, і/або, що відходять у космічний простір для зниження перегріву атмосфери планети, при цьому нижні входи повітропотоків із зовнішнього середовища у внутрішні порожнини світлопроникних коробів виконані у вигляді горизонтальних прорізів по всьому їхньому периметру над поверхнею землі для використання швидкості й енергії природного вітру при вході у ВК і створення в ній підсиленого торнадоподібного руху повітропотоку, причому в зазначених прорізах встановлені похилі поверхні листового матеріалу, що спирається своїми верхніми кінцями на зачернені грані вертикального повітроспрямовуючого короба, у зв'язку із чим вхідний у внутрішні порожнини світлопроникних коробів горизонтальний вітропотік змінює свій напрямок на вертикальний й надходить у внутрішню порожнину ВК із високошвидкісним обертанням. 2. Геліоенергетична теплоелектростанція з променевідбиттям і торнадоутворенням за п. 1, яка відрізняється тим, що застосовані в ній променевідбиваючі матеріали й/або дзеркальні променевідбиваючі поверхні розміщені на покрівлі теплиці таким чином, що відбиті ними сонячні промені в період високого положення Сонця на небозводі проходять повз вертикальний короб із зачерненими гранями й направляються в космічний простір, чим знижується кількість сонячної енергії, що поглинається в приземному просторі, завдяки чому зменшується небезпека підвищення температури атмосфери планети й інтенсивність танення льодовиків, причому зворотний потік сонячних променів у космічний простір здійснюється відповідно до установки кута нахилу променевідбиваючої покрівлі теплиці, залежно від її географічного положення, а виробництво електричної й товарної теплової енергії здійснюється в приземному просторі за рахунок акумулювання теплової енергії в період більш низького положення Сонця на небозводі, завдяки поглинанню відбитих сонячних променів, виходячи з достатності багаторічної осередненої кількості сонячної енергії для енергетичного забезпечення планети. 3. Геліоенергетична теплоелектростанція з променевідбиттям і торнадоутворенням за п. 1, яка відрізняється тим, що її електрогенератор розміщений на північній стороні вертикального повітроспрямовуючого короба із зачерненими гранями під ВК на відстані, орієнтовно 1 метр відносно її теплоізольованого днища, і при її невеликій потужності зчленований з вітротурбіною за допомогою пустотілого перфорованого передавального вала, закріпленого в конструкції вертикального повітроспрямовуючого короба за допомогою опор обертання й сполучної муфти, при цьому передавальний вал проходить через ВК й теплоповітроізольовані отвори, виконані в її стелі і днищі, а прямуючий вниз охолоджений повітропотік з тягової труби, як продукт вихрового процесу в ній, проходячи через внутрішню порожнину передавального вала і його перфорованих отворів частково надходить у внутрішнє середовище ВК, стабілізуючи її робочий 9 UA 101239 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 режим, а інша частина його через отвір у її днищі направляється, як засіб охолодження, в технологічні короби - холодні термодинамічні смуги, установлені на поверхні днища ВК, і виділяється з них у зовнішнє середовище, зокрема в область вихідного прорізу тягової труби, де завдяки процесу додаткового охолодження в навколишньому середовищі збільшується тяга в ній і швидкість виходу з неї енергетичного повітропотоку в атмосферу зі збільшенням коефіцієнта використання сонячної енергії, що надходить на її територію. 4. Геліоенергетична теплоелектростанція з променевідбиттям і торнадоутворенням за п. 1, яка відрізняється тим, що при подальшому збільшенні її потужності електрогенератор з'єднаний з вітротурбіною за допомогою гідравлічної передачі, установлений під нею внизу, на фундаментній підвалині ґрунтової маси, причому вітротурбіна зчленована з гідрогенератором, а електрогенератор - з гідродвигуном, які з'єднані між собою за допомогою гідравлічних каналів із приєднаною до них ємністю, що містить рідину як робоче тіло й насосний агрегат, при цьому гідромагістралі проходять через внутрішню порожнину ВК, а вітротурбіна розміщена над нею у верхній частині вертикального повітроспрямовуючого короба. 5. Геліоенергетична теплоелектростанція з променевідбиттям і торнадоутворенням за п. 1, яка відрізняється тим, що при додатковому нарощуванні її потужності довжина й/або висота вертикального повітроспрямовуючого короба із зачерненими гранями додатково збільшуються в розмірах, а у верхній частині останнього встановлюються, щонайменше дві ВК, розміщені орієнтовно на одному рівні, кожна з яких незалежно приєднана на вхід автономної вітротурбіни. 6. Геліоенергетична теплоелектростанція з променевідбиттям і торнадоутворенням за п. 1, яка відрізняється тим, що при значному нарощуванні її потужності, з північної сторони вертикального повітроспрямовуючого короба із зачерненими гранями додатково встановлені променевідбиваючі нахилена й орієнтовно горизонтальна поверхні, що направляють відбиті сонячні промені на його північну зачернену грань, при цьому нахилена поверхня укріплена під розрахунковим кутом стосовно вертикального повітроспрямовуючого короба й/або стосовно північної променевідбиваючої горизонтальної поверхні таким чином, що в літній період при високому положенні Сонця на небозводі значна частина відбитих променів з півдня й півночі йде, крім зачерненого вертикального повітроспрямовуючого короба, в космічний простір. 7. Геліоенергетична теплоелектростанція з променевідбиттям і торнадоутворенням за п. 1, яка відрізняється тим, що теплопровідні технологічні короби, установлені на поверхні днища ВК для створення гарячих і холодних термодинамічних смуг, що чергуються між собою, підключені до вихідних каналів, щонайменше однієї вихрової трубки Ранка, установленої на вході ВК для генерації гарячих і холодних повітропотоків за рахунок поділу їхньої температури при створенні усередині її вихрових процесів, при цьому гарячі повітропотоки відводяться з ВК через теплоізольований теплоакумулятор у нижній вхідний проріз вертикального повітроспрямовуючого короба із зачерненими гранями, а холодні повітропотоки відводяться з холодних термодинамічних смуг ВК назовні, відповідно до їх технологічного застосування. 8. Геліоенергетична теплоелектростанція з променевідбиттям і торнадоутворенням за п. 1, яка відрізняється тим, що засоби теплоізоляції підземного теплоакумулятора, що містить ґрунтову масу, на якій теплоелектростанція побудована, виконані за допомогою повітронаповнених і повітровідвідних теплоутилізуючих коробів, з яких нагріті тепловтратами повітропотоки направляються у внутрішню порожнину ВК з додатковим збільшенням швидкості тангенціального руху її внутрішнього середовища. 9. Геліоенергетична теплоелектростанція з променевідбиттям і торнадоутворенням за п. 1, яка відрізняється тим, що сумарна вхідна площа горизонтальних прорізів, у які проходить із зовнішнього середовища природний вітер у внутрішні порожнини світлопроникних коробів по всьому їхньому периметрі над поверхнею землі, виконана в розмірі, що перевищує сумарну площу поперечних перерізів внутрішніх порожнин світлопроникних коробів. 10. Геліоенергетична теплоелектростанція з променевідбиттям і торнадоутворенням за п. 1, яка відрізняється тим, що перед вхідним прорізом для надходження природного вітру по всьому периметрі усередину світлопроникних коробів, на відносно невеликій відстані від нього, установлені регульовані по площі, зокрема по висоті, поверхні із гнучкого повітронепроникного матеріалу, що спирається на несучу базу із труб і переміщується за допомогою приєднаних до нього канатів й електроприводів, які регулюються під впливом датчиків швидкості приземного вітру. 10 UA 101239 C2 11 UA 101239 C2 12 UA 101239 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 13
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюHelio-power heat-electric power plant with beam reflection and tornado formation
Автори англійськоюChabanov Alim Ivanovych, Matasov Rev Oleksandrovych, Filipenko Yevhen Semenovych, Smarzh Ivan Illich, Martynov Volodymyr Heorhiiovych, Oholikhin Oleksandr Hennadiiovych, Bakaiev Farid Anvarovych
Назва патенту російськоюГелиоэнергетическая теплоэлектростанция с отражением лучей и образованием торнадо
Автори російськоюЧабанов Алим Иванович, Матасов Рев Александрович, Филиппенко Евгений Семенович, Смарж Иван Ильич, Мартынов Владимир Георгиевич, Оголихин Александр Геннадиевич, Бакаев Фарид Анварович
МПК / Мітки
МПК: F24J 2/42, F03D 3/06, F03G 6/00
Мітки: теплоелектростанція, променевідбиттям, геліоенергетична, торнадоутворенням
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/15-101239-gelioenergetichna-teploelektrostanciya-z-promenevidbittyam-i-tornadoutvorennyam.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Геліоенергетична теплоелектростанція з променевідбиттям і торнадоутворенням</a>
Попередній патент: Вітротурбіна для геліоаеробаричних теплоелектростанцій
Наступний патент: Пристрій для очищення стінок свердловини
Випадковий патент: Антипіренова композиція та спосіб її одержання