Вітрова енергетична установка парусного типу

Изобретение относится к области использования энергии ветра. Известен ветродвигатель [(11) 1089290 (21) F03D5/04 (53) 621.548.2 (72) опубл. 30.04.84 Бюл. №16], содержащий поворотные паруса, установленные на рамках с роликами и механизмом кинематической связи рамок с электрогенератором, основным недостатком которого является наличие замкнутой цепной передачи, которая периодически взаимодействует с зацепом рамок, что обуславливает неравномерность получения энергии, а также ограниченность управления парусами при помощи предохранительной муфты с подвижной и неподвижной полумуфтами. Неравномерность работы обуславливается также неуравновешенностью распределения парусов на неосесимметричном рельсовом тракте. Известен также ветродвигатель, содержащий поворотные паруса, установленные на рамках с роликами, контактирующими с двумя направляющими и механизмом кинематической связи рамок с электрогенератором - Заявка Великобритании №1588600, кл. F03D5/04 (опубл. 1981). Недостатком указанного ветродвигателя является его высокая металлоемкость ввиду наличия механизма кинематической связи между рамками и электрогенератором, выполненном в виде колеса больших размеров и также неравномерностью работы из-за неосесимметричного тракта перемещения парусов. Общим существенным признаком прототипа с заявляемым изобретением является наличие парусных групп, обеспечивающих преобразованию аэродинамического напора во вращательное движение кареток по тракту (прототип) или двух платформ (предлагаемое изобретение). В основу изобретения поставлена задача усовершенствования ветроэнергетической установки парусного типа, в которой дополнительно содержится центральный флюгер с двумя механизмами управления парусами, расположенными на верхней и нижней платформах, что обеспечивает возможность создания крутящих моментов платформ в противоположных направлениях и за счет этого существенно повышается КПД преобразования ветровой энергии в электрическую, упрощается конструкция, снижается ее металлоемкость и повышается надежность в работе. Поставленная задача решается тем, что в ВЭУП, содержащей опорную конструкцию, установленную на центральной оси и две платформы согласно изобретению, дополнительно содержится центральный флюгер и два механизма управления парусами, установленными по краям платформ, при этом флюгер установлен на центральной оси с возможностью осуществления вращательного движения на ней. Механизмы управления парусами установлены на каждой платформе с возможностью создания крутящих моментов их вращения в противоположных направлениях. ВЭУП дополнительно содержит электрические мотор-генераторы, имеющие общие статоры, выполненные в виде, по меньшей мере, двух колец на верхней платформе и роторы на нижней платформе напротив статора. Роторы и статоры выполнены в виде двух дисков, установленных на внутренних сторонах платформ и закрепленных на центральной оси. Уравновешенные, равномерно распределенные по периметру двух независимых платформ парусные группы смонтированы так, что каждая пара связана кинематически с центральной ось, на которой установлен флюгер, управляющий положением парусов относительно направлении ветра. В результате обратной ориентации парусов, расположенных на верхней и нижней платформах и управляемых от одного флюгера, вращение платформ происходит в разные стороны независимо от направления ветра, и, вследствие этого, взаимная скорость ротора и статора, расположенных кольцами напротив на платформах, удваивается и соответственно увеличивается КПД преобразования механической энергии в электрическую. Использование легких парусных групп, трубчатых конструкций существенно упрощает ВЭУП, снижает металлоемкость ее и повышает надежность в работе. Ветровая энергетическая установка парусного типа (ВЭУП) изображена на приведенном чертеже (фиг.). Она имеет центральную ось 1, на которой через подшипники укреплены платформы 2 и 3 с парусами 4, установленными по краям платформ. Паруса соединены посредством приводов с положением флюгера 5 на центральной оси. Изготовлены ветроприемники - паруса из легкого, твердого или эластичного материала. Ветровая установка работает следующим образом. Сила ветра воздействует на паруса, создает крутящий момент относительно центральной оси 1 и вращает верхнюю платформу 2 в одном направлении (например, по часовой стрелке). Вследствие обратной кинематической связи между положением парусов на верхней и нижней платформах - нижняя платформа 3 при этом будет вращаться в обратном направлении (против часовой стрелки). То есть ориентация парусов 4 на верхней и нижней платформах относительно направления ветра прямо противоположная и осуществляется с помощью приводов в зависимости от положения флюгера 5. Благодаря жесткой конструкции платформ и установленным равномерно по их периметрам радиальным роликам 6, зазор между платформами сохраняется неизменным и определяется диаметром этих роликов. Таким образом, этот зазор остается постоянным между статором 7 и ротором 8, которые размещены несколькими кольцами напротив друг друга на верхней и нижней платформах. Вследствие взаимного противоположного вращения платформ относительная линейная скорость на кольцевых генераторах тока удваивается. При этом определенно одна из кольцевых пар "ротор-статор" приданной скорости ветра будет выдавать через токосъемники 9, 10, размещенные на центральной оси, стабилизированную частоту электрического тока. Эта электрическая энергия через электрохимический "демпфер" (аккумулятор) используется для собственных нужд системы "ГЕЛИОВЕТРОКОМПЛЕКСА", составной частью которого является ВЭУП (см. патент Украины №3072 с датой регистрации 16 мая 1994г.). С помощью этой энергии запитываются циркуляционные насосы всех контуров "ГЕЛИОВЕТРОКОМПЛЕКСА", тепловая насосная установка, датчик слежения за Солнцем подвижного концентратора, привод его азимутально-зе-нитального механизмов и т.п. С других же колец токосъемников 9, 10 "некондиционная" электрическая энергия используется для нагрева теплоносителя в подземных баках-аккумуляторах тепла. Это позволяет не только повысить КПД, но и расширить диапазон использования ветровой энергии. Мощность ВЭУП зависит от скорости ветра, площади парусов, диаметра платформ. Установка может эксплуатироваться в различных климатических условиях при положительных и отрицательных температурах.