Установка для отримання вітрової енергії

1. Установка для отримання вітрової енергії, що містить щоглу із пристроєм для відводу електроенергії, генератор, поворотний механізм, прикріплений до щогли, та крильчатку, з'єднану із генератором, яка відрізняється тим, що додатково включає кутовий редуктор, розташований між крильчаткою та поворотним механізмом, лопаті мають прямокутну форму та виконані із тканини, ге 3 том (магнітами) утворюють на циліндричній поверхні ротора принаймні 3 пари полюсів, що чергуються. Переважно, статор має одну обмотку з кількістю котушок, що відповідає кількості полюсів ротора. Установка для отримання вітрової енергії за даною корисною моделлю має наступні переваги: 1. Установка для отримання вітрової енергії має значну ефективність за рахунок отримання максимальної енергії за малих швидкостей вітру та можливості відведення тепла від генератора для вторинного використання. Це досягається за рахунок установки генератора нерухомо поблизу основи щогли. Вісь генератора розташована вертикально. Крім того, за рахунок збільшення сили дії вітру, прямопропорційної площі крильчатки, яка виконана із тканини, та лопаті крильчатки прямокутної форми великого розміру забезпечують максимальний крутний момент на малих швидкостях вітру. 2. Ткані лопаті мають низьку вартість, не піддаються механічним пошкодженням, легко транспортуються та встановлюються, не вимагаючи кваліфікаційного персоналу. 3. Забезпечується надійність роботи установки за рахунок розташування генератора у нерухомому стані поблизу та перпендикулярно основі щогли і передачі під кутом 90 градусів, для передачі крутного моменту від горизонтальної осі крильчатки до вертикально розташованого генератора. 4. Конструкція ротора генератора проста і надійна за рахунок відсутності котушки збудження, схильної до перегорання та обриву, і деталей, які схильні до зношування, в порівнянні із роторами традиційних генераторів. Використовуючи в роторі постійні магніти можна досягти підвищення потужності генератору без збільшення його розмірів. Використання постійних магнітів дозволяє виробляти електроенергію при найменшому повороті ротору. Відсутність колектора та щіток усуває непотрібні сили тертя і дозволяє працювати ротору у середовищі охолоджувальної рідини. 5. За необхідності можна використовувати у генераторі систему ступінчастого підтримання напруги в заданому діапазоні за рахунок послідовнопаралельної комутації котушок, при цьому потужність генератора залишиться максимальною. 6. При вертикальному розташуванні осі генератора поблизу основи щогли можливе підключення інших споживачів механічної енергії, наприклад, компресорів, насосів тощо. 7. При нерухомому розташуванні генератора можна підводити до нього сигнали керування та контролювати будь-які параметри. 8. Генератор має статор, схема якого простіша і дешевша, ніж у статорах традиційних генераторів. Крім того для перетворення отриманої напруги у постійну може використовуватися тільки один випрямний міст замість трьох у відомих генераторах. Сутність корисної моделі пояснюється на прикладі конструктивного виконання установки для отримання вітрової енергії, представленої на фігурах. На Фіг.1 показано загальний вигляд установки 52789 4 для отримання вітрової енергії. На Фіг.2 показано перспективний вигляд ротора генератора. На Фіг.3 показано перспективний вигляд статора генератора. Як надано на фігурі 1, установка має щоглу 1. На верхній частині щогли 1 встановлено поворотний механізм 2, зверху до якого прикріплено кутовий редуктор 3 і до якого на валу встановлено крильчатку 4, до якої кріпляться лопаті 5 прямокутної форми. Генератор 6 з'єднано з кутовим редуктором 3 вертикальним валом 7 і закріплено нерухомо поблизу основи щогли 1 та вертикально відносно його осі. Охолодження генератору 6 здійснюється відомим способом, наприклад, за рахунок конвекції теплообмінної рідини, що міститься в системі труб, між генератором 6 та теплообмінником 8, підключеним до вказаної системи труб. Далі отримане тепло може використовуватись вторинним споживачем. Як показано на фігурі 2 ротор 9 має вал 10, на який насаджено сердечник 11, виготовлений із магнітного матеріалу, та навкруги його циліндричної поверхні розташовані пари полюсів 12, що чергуються. Як показано на фігурі 3 статор 13 генератора 6, що має одну обмотку з кількістю котушок 14, що відповідає кількості полюсів 12 ротора 9 генератора 6. Напруга, що знімається з цієї обмотки являє собою однофазну змінну напругу та при сучасному розвитку електроніки може легко перетворюватися у будь-який вид електроенергії для подальшого використання. Установка працює наступним чином: Вітер створює тиск на поверхню лопатей 5. Сила цього тиску розкладається на силу тиску паралельну осі крильчатки 4 й силу обертання крильчатки 5. Під впливом цієї сили вісь крильчатки 4 починає обертатися. Вісь крильчатки 4 розташована горизонтально. Вісь крильчатки розташована на поворотному механізмі 2, який дозволяє обертатися крильчатці 4 навколо вертикальної осі, слідуючи за напрямом вітру. Обертання осі крильчатки 4, за допомогою кутового редуктора 3, передається на вертикальний вал 7, для передачі зусилля обертання на нерухомий генератор 6. Оскільки генератор 6 розташований нерухомо біля основи щогли 1, комутація контрольних і керуючих сигналів і відвід від нього електричної енергії не вимагає спеціальних додаткових обладнань. Генератор 6 має герметичний корпус і штуцера для забезпечення циркуляції в корпусі охолоджувальної рідини. Циркуляція рідини через генератор 6 дає можливість знімати з нього набагато більші електричні потужності, ніж при охолодженні повітрям. Для охолодження рідини можуть використовуватись радіатор або інші теплообмінники для використання отриманої теплової енергії. При малих швидкостях вітру та обертання крильчатки 4, аеродинамічна форма лопатей 5 стає необов'язковою, тому пропонуються використовувати лопаті 5 у формі прямокутників максимальної площини, що забезпечує мінімальну вартість при максимальному крутному моменті при мінімальних швидкостях. Лопаті 5 мають фіксований кут атаки, розрахований на мінімальну швид 5 52789 кість вітру. При великих швидкостях вітру енергія, що виробляється, буде заздалегідь більше ніж при малих швидкостях. Крім того, лопаті 5, виконані із тканини і які можуть мати кут атаки 45°, при переміщенні не можуть випромінювати звукових хвиль, що не наносить пошкоджень оточуючому середовищу. У даної корисної моделі пропонується використовувати гіпоїдну передачу під кутом 90° для передачі крутного моменту від горизонтальної осі крильчатки 4 до вертикально розташованого генератора 6. Такі передачі добре зарекомендували себе в автомобілях (редуктор заднього моста). В Комп’ютерна верстка Л. Купенко 6 такому випадку принципово відсутня система токоз'єму з поворотної частини генератора 6, а генератор 6 розташовано нерухомо в легко доступному місці для обслуговування, від нього можна відводити тепло, що виділяється, для подальшого використання теплової енергії із застосуванням відомих некоштовних способів. При нерухомому розташуванні генератора 6 є можливість підведення до нього керовані сигнали та контролювати будь-які параметри. При вертикальному розташуванні генератора 6 поблизу основи щогли 1 крім генератора 6 можна підключати до валу інших споживачів механічної енергії. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601