Пристрій для перетворення поновлюваної енергії в електричну, теплову і в холод

Реферат: Пристрій для перетворення поновлюваної енергії в електричну, теплову і в холод, що має вертикально-осьовий вітряк, рухливий параболічний концентратор світлової енергії, високоємний накопичувач електроенергії, компресор, турбогенератор, електролічильник, при якому компресор має щонайменше дві роторних поршневих камери, з'єднаних металевою пересувною пластинкою, яка вільно рухається в пазу між поршневими камерами в площині їх осей, причому патрубки компресора для збирання повітря розміщені в нижній частині вертикально-осьового циліндра, вихідні патрубки з'єднані з конденсаційною турбіною, яка має входи для подачі тепла і холоду, виходи яких через теплообмінники з'єднані з центральним вертикальним циліндром вітрових коліс, а вал конденсаційної турбіни з'єднаний з валом турбогенератора. UA 89872 U (12) UA 89872 U UA 89872 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області енергетики, зокрема для використання енергії вітру і висхідних повітряних теплових потоків, а також може бути використаний для конструювання термовітряних електричних станцій. Вже давно у всьому світі працюють сонячні, вітрові і інші альтернативні джерела енергії, де використовується енергія вітру, сонця, землі, води і біомаси [1]. Однак, у альтернативній енергетиці багато проблем географічного розподілу енергетичних ресурсів і нестабільність, яка особливо виражена на вітрових електростанціях, де виробництво електроенергії залежить від вітру, який постійно міняє швидкість, або взагалі затихає. Сонячні електростанції погано працюють в похмуру погоду і взагалі не працюють вночі. Із-за цих і багатьох інших проблем затримується розвиток альтернативної енергетики в світі. Відомий пристрій термовітряної електростанції [2]. Недоліком такого пристрою є мала питома електрична потужність. Відомий також пристрій для перетворення повітряних потоків в електричну енергію [3], вибраний як прототип, в якому питома електрична потужність підвищена за рахунок збільшення потужності шляхом оптимального використання корисного робочого простору шахти напірної труби. Однак, як і в аналогу, так і в прототипу питома електрична потужність в них невелика, а конструкція достатньо складна. В основу корисної моделі поставлено задачу значно підвищити питому електричну потужність і спростити конструкцію пристрою для перетворення поновлюваної енергії в електричну, теплову і в холод. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій для перетворення поновлюваної енергії в електричну, теплову і в холод, згідно з корисною моделлю, має вертикально-осьовий вітряк, рухливий параболічний концентратор світлової енергії сонця, високоємний накопичувач електроенергії, компресор, турбогенератор, причому компресор має щонайменше дві роторних поршневих камери, з'єднаних металевою пересувною пластинкою, яка вільно рухається в пазу між поршневими камерами в площині їх осей, патрубки компресора для збирання повітря розміщені в нижній частині вертикально-осьового циліндра, вихідні патрубки з'єднані з компенсаційною турбіною, яка має входи для подачі тепла і холоду, виходи яких через теплообмінники з'єднані з центральним вертикальним циліндром вітрових коліс, а вал конденсаційної турбіни з'єднаний з валом турбогенератора. На малюнку наведена блок-схема пристрою. Пристрій містить вертикально-осьовий вітряк 1 з вертикально-осьовим вітровим колесом, шнекове вертикально-осьове колесо 2, вертикально-осьовий циліндр 3, рухливий параболічний концентратор світлової енергії 4, вал 5, суміщений з валом шнекового вертикально-осьового колеса 2 і з валом вертикально-осьового вітряка 1 за допомогою обгінної муфти 8, підшипники 6, дефлектор 7, високоємний накопичувач електроенергії 9, компресор 10, конденсаційна турбіна 11, теплообмінники 13 і 14, турбогенератор 12, трансформатор 15, електролічильник 16, вихід в електромережу 17. Пристрій працює таким чином. При наявності верхнього потоку вітру вертикально-осьове вітрове колесо вітряка 1 через вал 5 і обгінну муфту 8 приводить в рух компресор 10, який приводить у рух за допомогою проміжного носія - повітря, конденсаційну турбіну 11 і турбогенератор 12 з якого струм поступає в трансформатор 15, накопичувач електроенергії 9 і через лічильник 16 в електромережу 17. Виходи повітря із конденсаційної турбіни 11 через теплообмінники 13 і 14 направляються у вертикально-осьовий циліндр вітряка 1 для підсилення потоку повітря і за допомогою шнекового вертикально-осьового колеса 2, з'єднаного з компресором 10 збільшують його електричну питому потужність і питому електричну потужність термовітряної електростанції в декілька раз. Енергія сонця параболічним концентратором 4 також направляється в шнекове вертикально-осьове колесо 2, додатково збільшуючи питому потужність термовітряної електростанції. При відсутності вітру і сонячного світла вертикально-осьове шнекове колесо 2 приводиться в рух від інших теплових потоків, наприклад, спалювання утилізаційних відходів, біогазів, газів із метаногідрату, які поступають у вертикально-осьовий циліндр 3 вітряка 1 через додаткові патрубки (на малюнку не приведені) і приводять також в рух вертикально-осьове шнекове колесо 2, компресор 10, конденсаційну турбіну 11 і турбогенератор 12, з якого струм поступає в трансформатор 15, накопичувач електроенергії 9 і через електролічильник 16 в електромережу 17. При відсутності указаних теплових потоків високоємний накопичувач електроенергії 9 забезпечує електроенергією споживачів. Запропонована корисна модель дозволяє ефективно перетворювати поновлювану енергію в електричну, теплову і в холод. Пристрій значно (в декілька разів) підвищує питому електричну 1 UA 89872 U 5 потужність термовітряної електростанції в порівнянні з аналогами і прототипом, та спрощує її конструкцію. Таким чином, наведені дані підтверджують досягнення технічного результату при здійсненні заявленої корисної моделі. Джерела інформації: 1. В. Германович, А. Турилин "Альтернативные источники энергии" Изд. Наука и техника, Санкт-Петербург, 2011. 2. Патент США № 4070131, F03D7/00. 1978. 3. Патент РФ RU№ 2138684,F03Dl/02, 1998. 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 Пристрій для перетворення поновлюваної енергії в електричну, теплову і в холод, що має вертикально-осьовий вітряк, рухливий параболічний концентратор світлової енергії, високоємний накопичувач електроенергії, компресор, турбогенератор, електролічильник, який відрізняється тим, що компресор має щонайменше дві роторних поршневих камери, з'єднаних металевою пересувною пластинкою, яка вільно рухається в пазу між поршневими камерами в площині їх осей, причому патрубки компресора для збирання повітря розміщені в нижній частині вертикально-осьового циліндра, вихідні патрубки з'єднані з конденсаційною турбіною, яка має входи для подачі тепла і холоду, виходи яких через теплообмінники з'єднані з центральним вертикальним циліндром вітрових коліс, а вал конденсаційної турбіни з'єднаний з валом турбогенератора. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 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