Енергосистема

Изобретение относится к получению и использованию тепла, а также преобразования энергии природных источников тепла в электрическую. Известна ветроэнергетическая установка [Авт.св. СССР № 1800098, кл. F 03 D 7/06, 1993], предназначенная для преобразования энергии ветра в электрическую. Установка содержит ветроколесо с поворотными лопастями, установленными на концах траверс, связанных с вертикальным валом, кинематически соединенным с генератором и устройство ориентации лопастей. Недостатком такой установки является низкая нестабильная надежность, связанная с перебойной работой. Известна энергосистема [Авт.св. СССР № 1812336, кл. F 03 D 9/00, 1993], содержащая основную ветроэлектростанцию и резервную, связанные распределительным устройством, а также, по крайней мере, одну дополнительную ветроэлектростанцию, связанную также с распределительным устройством, но при этом основная и дополнительная ветроэлектростанции расположены в местности с различными родами ветров. Недостатком такой установки является осуществление преобразования только энергии ветра в электрическую. В качестве прототипа выбрана гелиосистема [Авт.св. СССР № 1812399, кл, F 24 J 2/42, 1993], содержащая связанные в циркуляционный контур солнечный коллектор, насос, бак-аккумулятор, подсоединенный к потребителям теплоты и имеющий сливной трубопровод, ветроэнергетическую установку и солнечную батарею, подключенные к электродвигателям насосов. Недостатком такого устройства является неполное использование электрической энергии. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования энергосистемы, в которой введено перераспределительное устройство обеспечивающее бесперебойное и равномерное энергоснабжение за счет использования энергии двух природных источников и за счет этого более полное использование природных источников энергии. Поставленная задача решается тем, что в энергосистеме, содержащей солнечный коллектор, соединенный с баком-аккумулятором, солнечную батарею и ветроэнергетическую установку, согласно изобретению, солнечный коллектор расположен с тыльной стороны солнечной батареи и дополнительно содержится аккумулятор электрической энергии, и перераспределительное устройство, первый вход которого соединен с солнечным коллектором, второй вход соединен с выходом ветроэнергетической установки, а выходы связаны, соответственно, с баком-аккумулятором, потребителем и аккумулятором электрической энергии. Введение перераспределительного устройства позволяет управлять процессом накопления и передачи электрической энергии, получаемой как от тепловой энергии, так и энергии ветра. На фиг.1 изображена блока-схема энергосистемы; на фиг.2 - схема перераспределительного блока. Энергосистема содержит (фиг. 1) солнечную батарею 1, с тыльной стороны которой размещается солнечный коллектор 2, который связан с баком-аккумулятором тепла 3. Выход солнечной батареи 1 связан со входом перераспределительного устройства 4. Также, выход ветроэнергетической установки 5 связан со вторым входом перераспределительного устройства 4. Перераспределительное устройство 4 имеет три выхода, которые связаны: с нагревательными элементами бака-аккумулятора 3, с непосредственным потребителем и с аккумулятором электрической энергии 6. Перераспределительное устройство содержит два диода D1 и D2, вход первого диода D1 соединен с выходом солнечной батареи 1, а вход диода D 2 - с выходом ветроэнергетической установки 5, а выходы диодов соединены с входами эмиттеров транзисторов, соответственно, Τ 1 и Т2, стабилизатора D3 и через сопротивление R1 с базами транзисторов Τ1 и Т3, а через сопротивление R2 с базой транзистора Т2. Выход стабилизатора D3 соединен с сопротивлением потребителя R3. Коллектор транзистора Τ1 соединен с входом стабилизатора D4, выход которого соединен с аккумулятором электрической энергии Α1 и через сопротивление R4 с базой транзистора Т4. Аккумулятор электрической энергии Α1 через транзистор Т3 соединен с сопротивлением потребителя R3. Коллектор транзистора Т2 соединен с эмиттером транзистора Т4, коллектор которого соединен с сопротивлением R5 бака-аккумулятора 3. Преобразование и аккумуляция природных энергетических ресурсов происходит следующим образом. Солнечная энергия, попадая на солнечную батарею 1, преобразуется в электрическую, которая затем идет на вход перераспределительного устройства 4. Та часть солнечной энергии, которая не преобразовалась в электрическую, а перешла в тепловую, поглощается солнечным коллектором 2 и используется для нагрева воды. Нагретая вода из солнечного коллектора 2 поступает в бак-аккумулятор 3, где и происходит накопление тепловой энергии. Поступательная сила ветра преобразуется на ветроэнергетической установке 5 в электрическую энергию, которая подается на блок перераспределения 4. В блоке перераспределения 4 приходящие электрические потоки суммируются и распределяются по приоритетам следующим образом. Сначала электрической энергией обеспечивается непосредственное потребление в момент выработки энергии. Во вторую очередь электрическая энергия идет на аккумуляцию на электрические аккумуляторы 6. И в случае, если остается избыток энергии, то электрический ток идет на нагрев воды в баке-аккумуляторе теплоты 3. Такое распределение энергии достигается использованием предложенной схемы (фиг.2). Токи от солнечной батареи 1 и ветроэнергетической установки 5 через диоды D1 и D2 суммируются в точке S. После чего суммарный поток поступает на стабилизатор D3 и после него отдается не непосредственное потребление. При этом транзисторы Τ1 и Т 2 закрыты. В том случае если в цепи потребителя R3 имеется избыточная электрическая энергия, то через сопротивление R1 и R2 на транзисторы Τ1 и Т 2 подаются отпирающие напряжения и часть тока идет на транзистор Τ1 и стабилизатор D4 на аккумулятор электрической энергии Α1. В случае если и после аккумуляции электроэнергии остается избыточная энергия, то через сопротивление R4 подается управляющие-отпирающие напряжение на транзистор T4 и остаток ее подается на нагревательные элементы R5 бака-аккумулятора теплоты. Когда вырабатываемая солнечной батареей 1 и ветроэнергетической установкой 5 эл.энергия будет недостаточна или отсутствовать вообще, то управляющий сигнал с R1 отпирает транзистор Т3 и запасенная электрическая энергия с аккумулятора Α1 поступает на непосредственные нужды потребителя. Такое техническое решение обеспечивает бесперебойное энергоснабжение и полное использование природных источников энергии.