Вітрова теплоелектростанція

Реферат: Вітрова теплоелектростанція містить електрогенератор, установку, кінематично з'єднану з електрогенератором, гідродинамічний нагрівач, електромагнітну муфту, насос подачі води з датчиком тиску води, термоклапан з термочутливим елементом, тепловий акумулятор, блок керування, датчик швидкості ротора вітродвигуна і датчик струму електрогенератора. UA 77564 U (54) ВІТРОВА ТЕПЛОЕЛЕКТРОСТАНЦІЯ UA 77564 U UA 77564 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до пристроїв, що використовують відновлювальні джерела енергії, і може бути застосована для живлення апаратури автоматичних метеостанцій, радіостанцій у віддалених районах, а також в гірських селищах. Відомий пристрій, що використовує енергію Сонця [Ав. св. СРСР № 861883, опубл. 07.09.81. Бюл. № 33]. Недоліками зазначеного пристрою є обмежена галузь використання. За найближчий аналог вибрано вітроенергетичну установку, яка містить електрогенератор та додаткову установку, кінематично з’єднану з електрогенератором - Патент Російської федерації № 2133873, опубл. 27.07.99. Бюл. № 21.]. Недоліком найближчого аналога є те, що суттєва складність установки знижує надійність роботи сонячного генератора, що особливо відчутно в гірських умовах. В основу корисної моделі поставлено задачу створення надійної вітрової теплоелектростанції, яка забезпечила б гірські селища електричною та тепловою енергією. Поставлена задача вирішується тим, що у вітровій теплоелектростанції, яка містить електрогенератор та додаткову установку, кінематично з'єднану з електрогенератором, відповідно до корисної моделі, в схему вітрової теплоелектростанції введено гідродинамічний нагрівач, приєднаний до ротора вітродвигуна через електромагнітну муфту, на вході нагрівача змонтовано насос подачі води з датчиком тиску води, на виході нагрівача через термоклапан з термочутливим елементом на основі матеріалу з ефектом пам'яті форми приєднано тепловий акумулятор, а також в схему вітрової теплоелектростанції введено блок керування, датчик швидкості ротора вітродвигуна і датчик струму електрогенератора, вхід блока керування підключений до датчика швидкості ротора вітродвигуна і датчика струму електрогенератора, вихід блока керування підключений до електромагнітної муфти. Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками і технічним результатом. Всі типи вітроелектростанцій мають захист від ненормованої швидкості вітру. В гірській місцевості такі вітри бувають досить часто. Отже вітроелектростанції не використовують природні можливості. Разом з тим, якщо генератор не може працювати певні періоди в екстремальних умовах, додаткову енергію вітру можна використати для нагрівання води, відбираючи для цього значну потужність вітродвигуна. Ефективним способом нагрівання води в цьому випадку слід вважати безпосереднє перетворення механічної енергії в теплову в печі гідродинамічних втрат. В запропонованому пристрої в схему вітрової теплоелектростанції введено піч гідродинамічних втрат, електромагнітну муфту, тепловий акумулятор, на виході якого змонтовано термоклапан з термочутливим елементом на основі матеріалу з ефектом пам'яті форми (ЕПФ), насос подачі води з датчиком тиску води, блок керування, датчик швидкості ротора вітродвигуна і датчик струму електрогенератора, піч гідродинамічних втрат приєднана до ротора вітродвигуна через електромагнітну муфту, насос подачі води приєднаний до теплового акумулятора, вхід блока керування підключений до датчика швидкості ротора вітродвигуна і датчика струму електрогенератора, вихід блока керування підключений до електромагнітної муфти. Технічна суть запропонованого пристрою пояснюється кресленням, на якому зображено схему вітрової теплоелектростанції. Тут 1 - вітродвигун, 2 - електромагнітна муфта (ЕМ), 3 - піч гідродинамічних втрат (ПГДВ), 4 - насос, 5 - термоклапан з термочутливим елементом на основі матеріалу з ефектом пам'яті форми (Патент України №13349, опубл. 15.03.2006. Бюл. № 3), 6 тепловий акумулятор, 7 - електрогенератор, 8 - датчик струму, 9 - блок керування, 10 - датчик швидкості ротора вітродвигуна. Працює вітрова теплоелектростанція таким чином. При значному електричному навантаженні і середніх швидкостях вітру установка працює як звичайна вітроелектростанція: вітродвигун 1 віддає всю свою потужність електрогенератору 7. Якщо швидкість вітру наближається до максимальних значень, датчик швидкості ротора 10 подає сигнал до блока 9 керування, де генерується команда на спрацювання електромагнітної муфти 2, яка підключає піч гідродинамічних втрат 3 до ротора вітродвигуна 1. Піч ПГДВ 3 безпосередньо перетворює механічну енергію вітродвигуна 1 в теплову. Коли температура води в печі ПГДВ 3 досягає певного рівня, спрацьовує термоклапан 5 з термочутливим елементом на основі матеріалу з ЕПФ - нітинолу. Завдяки тому, що нітинол має значну ударну в'язкість, високу межу витривалості, легко кується, добре демпфує вібрацію, не кородує навіть у морській воді, не окислюється при нагріванні до температури 880° К, не розтріскується під напругою та немагнітний, із цього матеріалу можна виготовити надійний термоклапан 5, який спрацьовує і гаряча вода з ПГДВ перетікає в тепловий акумулятор 6. Вода з теплового акумулятора використовується в зручний для населення час. Насос 4 подачі води включається датчиком тиску води і подає холодну воду в ПГДВ 3 в необхідній кількості і в потрібний час. Якщо споживання електроенергії зменшується, датчик 8 струму посилає інформацію про це в блок 9 1 UA 77564 U 5 керування, де формується сигнал на спрацювання електромагнітної муфти 2 і ПГДВ починає гріти воду навіть при незначних швидкостях вітру. Вітрова теплоелектростанція може забезпечити населення електричною і тепловою енергією. Режим роботи вітродвигуна задається автоматично із врахуванням швидкості вітру та потужності електроприймачів. Наявність теплового акумулятора дозволяє використати короткочасні шквали та тривалі бурі для нагрівання води і використанні її в штиль. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Вітрова теплоелектростанція, що містить електрогенератор та додаткову установку, кінематично з'єднану з електрогенератором, яка відрізняється тим, що в схему вітрової теплоелектростанції введено гідродинамічний нагрівач, приєднаний до ротора вітродвигуна через електромагнітну муфту, на вході нагрівача змонтовано насос подачі води з датчиком тиску води, на виході нагрівача через термоклапан з термочутливим елементом на основі матеріалу з ефектом пам'яті форми приєднано тепловий акумулятор, а також в схему вітрової теплоелектростанції введено блок керування, датчик швидкості ротора вітродвигуна і датчик струму електрогенератора, вхід блока керування підключений до датчика швидкості ротора вітродвигуна і датчика струму електрогенератора, вихід блока керування підключений до електромагнітної муфти. Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2