Вітряна електростанція

1. Вітряна електростанція, що має гвинт, вал для передачі енергії генератора, в якій вал і генератор мають динамічний зв'язок, наприклад, за допомогою редуктора, причому вал зверху з'єднано з гвинтом, а знизу з ведучим колесом кінематично, яка відрізняється тим, що система підключення генератора містить засоби перетворення сили вітру на механічну або іншу енергію, а при наявності додаткових генераторів останні оснащені засобами перетворення сили вітру на електричну енергію, що виконані з можливістю забезпечення спрощення системи підключення генератора до вала з'єднання ведучого і веденого коліс редукто U 2 45980 1 3 вітряним колесом і електричним генератором. Найбільш близькою до винаходу є вітроенергетична установка (патент України №37160 А, 2001 р., бюл. №3), яка містить ротор з вертикальною віссю обертання, який утворений у вигляді циліндра з центральним валом, нижня опора якого має шарнір Кардана з підшипником, верхня опора Байтового типу з підшипником у корпусі, з'єднана радіальними стрижнями з кронштейнами на вертикальних профілях силового набору на хвостових частинах обичайок секційного напрямного пристрою повітряного потоку і закладені з можливістю регулювання довжини з кронштейнами на вертикальних профілях силового набору на носових частинах наступних обичайок, причому останні кронштейни з'єднані тросами з рим-болтами, які закладені у фундаментні блоки; вертикальними лопатями, які закладені на ньому з постійною відстанню, секційний напрямний пристрій повітряного потоку з обичайками випукло-угнутого аеродинамічного профілю, які встановлені навколо ротора у вигляді колового дефлектора з фіксованим проміжком і приводом до електрогенераторів з валами, шківами, муфтами, мультиплікатором, інерційним акумулятором, розташованими на землі, згідно з винаходом вертикальні лопаті ротора мають у поперечному перерізі випукло-угнутий аеродинамічний профіль, який розташований хордою в радіальному напрямку відносно центрального валу, випуклою поверхнею за ходом обертання стрілки годинника і мають на верхньому і нижньому торцях ротора під верхніми балками і над нижніми балками пластинчаті диски з набором кільцевих профілів. Її недоліком є складність механічної системи для передачі обертального моменту від вітряного колеса до електричного генератора та необхідність витрачати на її роботу додаткову електроенергію. Причина недоліку міститься в багатоланцюговому механічному зв'язку між вітряним колесом і електричним генератором. Цей недолік усувається так. В вітряній електростанції, яка має гвинт, вал для передачі енергії генератору, в якій вал і генератор мають динамічний зв'язок, наприклад, за допомогою редуктора, при чому вал зверху з'єднано з гвинтом, а знизу з ведучим колесом, яке кінематично пов'язане з приймаючим колесом генератора, для забезпечення спрощення системи підключення генератора до вала було розв'язано задачу щодо використання сили вітру для з'єднання ведучого і відомого коліс редуктора після набору вітряним колесом потрібних обертів. Для цього в механічній системі для передачі обертального моменту від вітряного колеса до електричного генератора засоби з'єднання і роз'єднання приймаючого колеса електрогенератора з передаючим колесом редуктора виконано в вигляді кінематичної системи перетворення сили вітру в механічну енергію і електростанція має засоби підйому і опускання платформи силою вітру, а генератор розміщений на рухомій платформі нижче вала, Крім того, для підвищення ідеальності цієї сис 45980 4 теми платформу виконано у вигляді важеля другого роду, що має на передньому кінці вантаж, а задній його кінець з'єднано з тросом, який через систему нерухомих блоків приєднано до допоміжної турбіни, розміщеної вище гвинта так, що лопати гвинта не торкаються троса. Для збільшення корисної площі лопаті додаткової турбіни мають дугоподібну форму. Також засоби підйому і опускання платформи силою вітру можуть бути виконані в вигляді флюгера, з'єднаного через систему тяг із заднім кінцем важеля другого роду. Ще один варіант виконання засобів підйому і опускання платформи силою вітру передбачає виконання засобів підйому і опускання платформи силою вітру в вигляді додаткової турбіни, що розміщена на гвинтовій опорі за допомогою гайки. Додаткові генератори можуть бути розміщені на платформах, встановлених на підйомних системах, що мають ємності з електромагнітною або електрореологічною рідиною. При цьому підйомні системи приєднані дротами живлення до основного генератора. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де на фігурі 1 представлено схему вітроенергетичної установки; на фігурі 2 - вигляд згори на додаткову турбіну (повернено); на фігурі 3 - схему другого варіанту вітроенергетичної установки. Запропонована вітроенергетична установка містить раму 1, на якій вона кріпиться на вежі тощо, вал 2, на якому розміщено вітряне колесо 3, а знизу міститься передаюче колесо 4. Зверху на рамі розміщено котушку 5 із додатковою турбіною 6. Котушка тросом 7 через нерухомі блоки 8 і 9 з'єднана з заднім кінцем важеля другого роду 10, на якому розміщено генератор 11, на валу якого розміщено приймаюче колесо 12. На передньому кінці важеля другого роду 10 закріплено противагу 13. У другому варіанті засоби підйому і опускання платформи силою вітру можуть бути виконані в вигляді флюгера 14, встановленого на трикутній опорі 15. Флюгер через вал 16, колесо 17 і тягу 18 динамічно з'єднано з заднім кінцем важеля другого роду 10. Ще один варіант виконання засобів підйому і опускання платформи силою вітру передбачає виконання засобів підйому і опускання платформи силою вітру в вигляді додаткової турбіни, що розміщена на гвинтовій опорі за допомогою гайки (на кресленнях не наведені). Додаткові генератори можуть бути розміщені на платформах, встановлених на підйомних системах, що мають ємності з електромагнітною або електрореологічною рідиною. При цьому підйомні системи приєднані дротами живлення до основного генератора (на кресленнях не наведені). Вітроенергетична установка працює таким чином. Набігаючий повітряний потік-вітер розкручує пропелер - вітряне колесо 3, яке через вал 2 обертає передаюче колесо 4, яке не зустрічає спротив своєму обертанню і тому не гальмується. А додаткова турбіна 6, обертаючі котушку 5, намотує на неї трос 7, який, рухаючись через нерухомі блоки 8 і 9, опускає задній кінець важеля другого роду 10. 5 Верхній кінець цього важеля піднімає догори генератор 11, і приймаюче колесо 12 починає передавати обертальний момент на генератор, який генерує електричний струм. При зникненні вітру обертання вітряного колеса 3 і додаткової турбіни 6 противага 13 опускає донизу передній кінець важеля другого роду 10, і механічний зв'язок між передаючим і приймаючим колесами розривається У другому варіанті засоби підйому і опускання платформи силою вітру флюгер 14, встановлений на трикутній опорі 15, сприймаючи силу вітру, через вал 16, колесо 17, пересуваючи праворуч або ліворуч тягу 18, опускають задній кінець важеля другого роду 10, і піднімають догори приймаюче колесо 14. При зникненні вітру противага 13 розриває механічний зв'язок між передаючим і приймаючим колесами. Також підйом і опускання платформи силою вітру може бути здійснений за допомогою додаткової турбіни, що розміщена на гвинтовій опорі за допомогою гайки (на кресленнях не наведені). При зникненні вітру платформа опускається під дією ваги генератора. Додаткові генератори, розміщені на платформах, встановлених на підйомних системах, що мають ємності з електромагнітною або електрореологічною рідиною, при поданні в їхні підйомні системи приєднані дротами живлення електричного струму від основного генератора, піднімаються догори, і їхні приймаючі колеса починають контактувати з передаючим колесом 4. При зникненні вітру підйомні системи знеструмлюються, і платформи опускаються. Таким чином запропонована вітроенергетична установка не створює перепон вільному обертан 45980 6 ню вітряного колеса, і може працювати навіть при незначній силі вітру. Особливо це корисно для місцевостей, де ніколи не буває сильних вітрів. Також її можна встановити на вежах, залишених після демонтажу радіолокаційної станції дальнього спостереження військового об'єкту «Чорнобиль 2». Запропоновано на кожній її площадці встановити установку висотою в 10 метрів, із шириною вітряного колеса близько 5 метрів. Загальна кількість площадок у центральній секції антени по висоті 22 штуки, по довжині 30 штук, всього 660 штук. Як відомо, кінетична енергія тіла, що рухається, визначається за формулою: W = mV2/2, де V - швидкість повітряного потоку. За масу беремо масу об'єму повітря, що проходить за одиницю часу через вітряне колесо. Тобто: m = pSV, де р - щільність повітря, S - площа вітряного колеса, V - швидкість вітру. При температурі 20 градусів Цельсія, щільність повітря дорівнює 1,204кг\м3. Тоді формула набуває кінцевого значення: W = pSV3/2. При умовній площі вітряного колеса 35 метрів квадратних, і при швидкості вітру в 15м\с для 660 установок, потужність буде дорівнювати W = pSV3/2 = 1,204 х 35 х 15Ù3 х 660 \ 2 = 46933425Вт = 46мВт. Такої кількості електроенергії вистачить на як обслуговування об'єкту «Укриття», так і на потреби прилеглих населених пунктів. 7 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 45980 8 Підписне Тираж 28 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