Вітроенергетична установка

1. Вітроенергетична установка, що містить закріплені на опорах вхідний пристрій з каналами, розділеними боковими елементами і нижньою суцільною та верхньою поверхнею з центральним отвором, і радіально-осьову вітротурбіну з лопатями, на ободі якої встановлені постійні магніти електрогенератора, обмотки якого розміщені на статорі, закріпленому до верхньої поверхні вхідного пристрою, яка відрізняється тим, що лопаті вітротурбіни мають вгнуто-випуклий профіль та 3 ють перетворення енергії вітру, розміщені в верхньому та нижньому кінцях турбіни [Патент GB2185290 (А), МПК F03D11/04, F03D3/04, F03D9/00, F03D11/00, F03D3/00, F03D9/00, опубл. 15.07. 1987 p.]. Недоліком даного перетворювача електричної енергії є велика матеріалоємність, низький коефіцієнт корисної дії перетворення енергії вітру і, як наслідок, мала питома потужність. В основу корисної моделі поставлено завдання створення вітроенергетичної установки, в якій за рахунок виконання вхідного пристрою у вигляді окремих каналів з односторонніми клапанами та закріплення постійних магнітів на ободі, які при взаємодії з магнітопроводом статора компенсують вагу вітротурбіни забезпечується зменшення загальної вартості вітротурбіни і підвищується коефіцієнт корисної дії. Поставлена задача вирішується тим, що у вітроенергетичній установці, що містить закріплені на опорах вхідний пристрій з каналами розділеними боковими елементами і нижньою суцільною та верхньою поверхнею з центральним отвором і радіально-осьову вітротурбіну з лопатями, на ободі якої встановлені постійні магніти електрогенератора, обмотки якого розміщені на статорі закріпленому до верхньої поверхні вхідного пристрою, згідно корисної моделі, лопаті вітротурбіни мають вгнуто-випуклий профіль та закріплені між маточиною і ободом під кутом від 0° до 60° випуклою поверхнею зовні, вітротурбіна встановлена над центральним отвором вхідного пристрою, канали якого додатково обладнані однонаправленними клапанами з можливістю проходу вітрового потоку тільки всередину, а загальна вхідна площа каналів вхідного пристрою перевищує площу центрального отвору щонайменше в півтора рази, потік з вхідного пристрою виходить тільки між лопатями вітротурбіни, також між маточиною і ободом, при необхідності, встановлюють кільцеві контури з'єднані з лопатями, а постійні магніти на ободі вітротурбіни закріплені таким чином, що при взаємодії з магнітопроводом статора частково або повністю компенсують вагу вітротурбіни. В іншій конкретній формі виконання канали вхідного пристрою займають простір від основи опор до верхньої поверхні. Введення односторонніх клапанів на каналі вхідного пристрою дає змогу рівномірно підвищувати тиск по периметру робочого колеса незалежно від напрямку дії вітрового потоку, що підвищує ефективність перетворення енергії потоку в механічну енергію. Використання постійних магнітів, які при взаємодії з магнітопроводом статора компенсують вагу вітротурбіни і одночасно являються полюсами 58100 4 ротора електрогенератора, зменшує загальну вартість вітротурбіни і втрати енергії на тертя в опорах обертання. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 зображена схема вітроенергетичної установки в вертикальні площині; на фіг. 2 вигляд схеми зверху. Вітроенергетична установка має (фіг. 1, фіг. 2) вхідний пристрій 1 у вигляді каналів 2 розділених боковими елементами 3, нижньою суцільною поверхнею 4 та верхньою поверхнею 5 з центральним отвором, над яким встановлена радіальноосьова вітротурбіна 6 з лопатями 7 закріпленими між маточиною 8 та ободом 9, на якому розміщені магніти 10, на статорі 11 закріплені магнітопровід 12 з обмотками 13, в каналах 2 встановлені однонаправлені клапани 14, вхідний пристрій 1 закріплений на опорах 15, кільцевий контур 16 з'єднаний з лопатями 7. Працює вітроенергетична установка наступним чином. Горизонтальний вітровий потік потрапляючи в канали 2 вхідного пристрою 1 через однонаправлені клапани 14 підвищує статичний тиск всередині вхідного пристрою 1 за рахунок того, що однонаправлені клапани 14 пропускають потік тільки всередину вхідного пристрою 1. Вітровий потік, який обтікає радіально-осьову вітротурбіну 6, зменшує статичний тиск на її зовнішньому боці. За рахунок перепаду тиску на вході вітротурбіни 6 та зовні потік рухаючись між лопатями 7 та взаємодіючи з ними створює аеродинамічну силу складова якої утворює обертовий момент вітротурбіни 6, який використовується для подолання моменту опору, що виникає при взаємодії магнітів 10 та обмоток 13 встановлених на статорі 11, до яких увімкнено відповідне навантаження. Підвищений тиск всередині вітротурбіни 6 та понижений зовні, діючи на маточину 8, частково компенсує вагу вітротурбіни 6. Відповідне закріплення постійних магнітів 10 на ободі 9 додатково компенсує повністю або частково вагу вітротурбіни 6 при взаємодії з магнітопроводом 12 закріпленому на статорі 11, на обмотках 13 при зміні магнітного потоку генерується електрична потужність. Опори 15 забезпечують стійкість вітроенергетичної установки від перекидання при максимальних швидкостях потоку та кріплення вхідного пристрою 1 і вітротурбіни 6, кільцеві контури 16 якої зменшують навантаження на конструктивні елементи лопатей 7. Використовуючи запропоноване технічне рішення можна виготовляти вітроенергетичні установки високої надійності та ефективності при експлуатації в зонах з різним вітровим потенціалом та, які можуть бути використані як у промисловості, так і для побутових потреб. 5 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 58100 6 Підписне Тираж 23 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