Пристрій визначення напрямку та швидкості вітру

Реферат: Пристрій визначення напрямку та швидкості вітру має форму кулі, з чотирьох сторін в якій мають бути круглі отвори, до яких прикріплені круглі труби всередині кулі, які вигнуті і проходять зовні через плоску основу установки кулі вниз. UA 101527 U (12) UA 101527 U UA 101527 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Корисна модель належить до вітроенергетики і дозволяє поліпшити можливість використання енергії малопотужних вітрів та підвищити технічну надійність роботи вітродвигуна шляхом регулювання його електроенергетичного навантаження залежно від швидкості вітру. Відомий пристрій [1], який призначений для вимірювання швидкості та визначення напрямку вітру на відстані. Недоліком цього пристрою є дуже велика складність технічного обладнання. В основу корисної моделі поставлена задача реалізації автоматичного регулювання електроенергетичного навантаження вітроенергетичної установки (ВЕУ) залежно від поточної зміни швидкості та напрямку вітру з метою поліпшення технічної надійності ВЕУ. Поставлена задача визначення напрямку та швидкості вітру за допомогою пристрою, який має форму кулі, з чотирьох сторін в якій мають бути круглі отвори, до яких прикріплені круглі труби всередині кулі, які вигнуті і проходять зовні через плоску основу установки кулі вниз. Згідно з корисною моделлю зовнішні круглі труби, які виходять через плоску основу установки кулі, відповідно підключені до чотирьох модулів M1, M2, М3 та М4 виміру електричної ємності. Згідно з корисною моделлю усі чотири модулі М1, М2, М3, М4 мають круглі циліндричні форми, внизу яких виконані подвійні днища, верхні днища яких виконані із гнучкого матеріалу, а нижні виконані із жорсткого матеріалу так, що обидві грані днища являють собою обкладки електричних конденсаторів, до яких підключені провідники із мідного проводу, які, в свою чергу, підключені до вимірювача електричної ємності (ВЕЄ). На Фіг. 1а показана загальна структурна схема пристрою, на Фіг. 1б показана структурна схема вимірювача електричної ємності ВЕЄ, на Фіг. 2 показана структура електричної ємності, яка складається із двох обкладинок площиною S, які розташовані на відстані d між собою. Як показано на Фіг. 1а, запропонований пристрій має форму кулі, яка закріплена за допомогою плоскої основи на прямокутній структурі кріплення. В чотирьох бокових сторонах кулі, які відповідно направлені на схід, захід, південь та північ, виконані круглі отвори, до яких всередині кулі прикріплені круглі труби, які вигнуті під кутом 90° і виходять зовні через плоску основу установки кулі, кожна із труб підключена відповідно до одного із чотирьох модулів M1, M2, М3, М4, які призначені для вимірювання електричних ємностей ВЕЄ. Як показано на Фіг. 1б усі чотири модулі M1, M2, М3, М4 мають круглі циліндричні форми, внизу яких виконані подвійні днища, верхня грань таких днищ виконана із гнучкого матеріалу, а нижня грань відповідно виконана із жорсткого матеріалу. Обидві грані являють собою обкладки електричних конденсаторів, до яких підключені електричні провідники, вимірювача електричної ємності ВЕЄ. Запропонований пристрій працює наступним чином. На Фіг. 1 показані можливі напрямки вітру, який може бути із різних сторін: зі сходу, з заходу, з півдня, з півночі, зі східного або західного півдня, з західної або східної півночі. Вітер проходить через відповідні отвори, через круглі труби і надходить в круглі циліндри, в днищах яких створює відповідний тиск, який у верхній гнучкій грані відповідного диска створює пригин і таким чином змінює площу S обкладинки електричного конденсатора, а це означає, що відповідно змінюється електрична ємність С самого конденсатора тому, що вона залежить від площі S відповідно до формули [3]: C де 45  a  S , (1) d d - відстань між пластинами обкладинок самого конденсатора,  a - діелектрична проникність, яка визначається залежністю  a   0   , (2) Ф  0 - діелектрична константа, яка дорівнює  0  8,85  1012 , м Ф - фарада - одиниця вимірювання ємності конденсатора, м - одиниця довжини в метрах;  - відносна діелектрична проникність,   1 для повітря [3]. де 50 55 Оскільки відповідні електричні ємності Сі вимірюються за допомогою вимірювача електричної ємності ВЕЄ, то залежно від величини електричної ємності С відповідно визначається потужність вітру, а залежно від напрямку вітру виміряна електрична ємність С буде мати відповідне значення Сі залежно від модуля M1, M2, М3, М4, які визначають відповідний напрямок вітру. Якщо в двох модулях, наприклад М1 M4, електричні ємності однакові, то це буде означати, що вітер має східно-південний напрямок, як це показано на Фіг. 1а. 1 UA 101527 U 5 10 15 20 Основна перевага запропонованого пристрою - це простота структури та способу визначення напрямку і потужності вітру. Джерела інформації: 1. Пристрій вимірювання швидкості та визначення напрямку вітру на відстані. Патент України № 44823 від 12.11.2009 р., МПК G01WI 1/00, G01P 5/00. 2. Сидоренко К.М., Соченко П.С. Відновлювальні джерела енергії. Розробки молоді - у життя. - К., НАУ, 2011-230 с. 3. Кухлинг Х. Справочник по физике. - М.: Мир, 1982. - 519 с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Пристрій визначення напрямку та швидкості вітру, який відрізняється тим, що має форму кулі, з чотирьох сторін в якій мають бути круглі отвори, до яких прикріплені круглі труби всередині кулі, які вигнуті і проходять зовні через плоску основу установки кулі вниз. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що зовнішні круглі труби, які виходять через плоску основу установки кулі, відповідно підключені до чотирьох модулів М1, М2, М3 та М4 виміру електричної ємності. 3. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що усі чотири модулі M1, M2, М3 та М4 мають круглі циліндричні форми, внизу яких виконані подвійні днища, верхні днища яких виконані із гнучкого матеріалу, а нижні виконані із жорсткого матеріалу так, що обидві грані днища являють собою обкладки електричних конденсаторів, до яких підключені провідники із мідного проводу, які, в свою чергу, підключені до вимірювача електричної ємності (ВЕЄ). 2 UA 101527 U Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3