Автономна енергоустановка

Реферат: Автономна енергоустановка містить генератор змінного струму, приводний двигун, енергогенеруючий пристрій відновлюваної енергії, електронний блок узгодження зі споживачем. Крім цього, енергогенеруюча установка відновлюваної енергії містить накопичувальний акумулятор з узгоджувальним блоком зарядки, підключений до приводного двигуна, який через механічну передачу з'єднаний з генератором змінного струму. UA 113865 U (54) АВТОНОМНА ЕНЕРГОУСТАНОВКА UA 113865 U UA 113865 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до енергетики, зокрема до автономних енергетичних установок малої потужності, які використовуються для автономного освітлення або інших малопотужних споживачів електроенергії. Відомий пристрій автономної енергоустановки [1], що включає генератор змінного струму, приводний двигун внутрішнього згоряння, вітряний двигун, електронний блок узгодження зі споживачем у вигляді випрямляча і інвертора і блока комутації, а також батарею пускових конденсаторів, зарядний пристрій, поєднаний з акумуляторною батареєю, блок управління автоматичного пуску двигуна внутрішнього згоряння, дві електромагнітні муфти, два тахгенератори і датчик вітроколеса, при цьому одна з електромагнітних муфт з'єднує вал двигуна внутрішнього згоряння і вал генератора з короткозамкненим ротором, обмотка управління якого з'єднана з блоком управління електромагнітної муфти. Друга електромагнітна муфта з'єднує вал вітродвигуна і вал генератора з короткозамкненим ротором, обмотка управління якого з'єднана з блоком управління електромагнітної муфти, при цьому вал двигуна внутрішнього згоряння, генератора і вітроколеса встановлені на одній осі. Два механічних джерела енергії вітродвигун і двигун внутрішнього згоряння за допомогою електромагнітних муфт з'єднуються з генератором в залежності від потужності споживаної енергії. Недоліком даного пристрою є недостатня надійність, що обумовлено складністю конструкції, при цьому нелінійність вітронавантаження і можливість включення і виключення навантаження споживача, може призвести до частих і нетривалих включеннях двигуна внутрішнього згоряння, що може призвести до його швидкого зносу і поломки. Також до недоліків даного технічного рішення можна віднести невисокі екологічні та експлуатаційні характеристики, які обумовлені наявністю шкідливих викидів від двигуна внутрішнього згоряння, який працює на змінних режимах, гучність при роботі установки, часте міжсервісне обслуговування, а також неможливість використовувати в екстремальних умовах при відсутності палива і вітру. Найбільш близьким до технічного рішення, що заявляється, є пристрій автономної енергоустановки [2], що включає генератор змінного струму, приводний двигун внутрішнього згоряння, електронний блок узгодження зі споживачем у вигляді випрямляча і інвертора, а також вітряний двигун, послідовно з яким включені генератор змінного струму і випрямляч. На виході генератора з приводним двигуном і генератора вітрового двигуна встановлені перетворювачі напруги стабілізуючого типу підключення до загальної шини. До складу системи автоматичного управління включені блоки економічного режиму роботи двигуна внутрішнього згоряння, блоки збору даних, а також датчики струму і напруги. Енергоустановка максимально використовує потужність ресурсів вітряного двигуна шляхом регулювання швидкості обертання двигуна внутрішнього згоряння при зниженому навантаженні, тим самим знижуючи витрату палива. До недоліків даного пристрою можна віднести складність конструкції установки, погані екологічні та експлуатаційні та технічні характеристики обумовлені наявністю шкідливих викидів від двигуна внутрішнього згоряння, який працює на змінних режимах, гучність при роботі установки, а також неможливість використовувати в екстремальних умовах при відсутності палива і вітру. В основу корисної моделі поставлена задача створення такої автономної енергоустановки, в якій шляхом удосконалення конструкції досягається підвищення ефективності і надійність пристрою, поліпшення екологічних характеристик, а також підвищення експлуатаційних характеристик і терміну міжсервісного обслуговування. Поставлена задача вирішується тим, що у відомій автономної енергоустановки, що містить генератор змінного струму, приводний двигун, енергогенеруючий пристрій відновлюваної енергії, електронний блок узгодження зі споживачем, згідно з корисною моделлю, енергогенеруюча установка відновлюваної енергії містить накопичувальний акумулятор з узгоджувальним блоком зарядки, підключений до приводного двигуна, який через механічну передачу з'єднаний з генератором змінного струму. Крім того, приводний двигун додатково містить пристрій механічного приводу. При цьому як енергогенеруючу установку відновлюваної енергії використовують сонячні батареї. Завдяки тому, що в автономній енергоустановці енергогенеруючий пристрій відновлюваної енергії містить накопичувальний акумулятор з узгоджувальним блоком зарядки, можливо відновлення ємності акумулятора до його повного заряду. Завдяки наявності накопичувального акумулятора забезпечується можливість використання його енергії для запуску приводного двигуна. 1 UA 113865 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Завдяки наявності механічної передачі забезпечується передача потужності приводного двигуна з необхідними оборотами генератора змінного струму, що забезпечує стабільну роботу генератора. Завдяки наявності в системі приводного двигуна додаткового механічного приводу досягається можливість забезпечити тимчасову роботу генератора в разі зниження необхідної ємності накопичувального акумулятора. Застосування як енергогенеруючої установки відновлюваної енергії сонячних батарей, дозволяє спростити установку і отримувати енергію від альтернативного джерела. Суть корисної моделі пояснюється на кресленні, де представлена блок-схема автономної енергоустановки. Автономна енергоустановки містить трифазний генератор змінного струму (1), наприклад безщітковий генератор на постійних неодимових магнітах, номінальною потужністю, наприклад, 5000 ват і номінальною напругою 72 вольта, максимальний к.к.д.: 88,2%, привід до якого здійснюється через механічну передачу від приводного електродвигуна (2), наприклад трифазного, змінного струму, безщіткового на постійних неодимових магнітах, номінальною потужністю 350 ват і номінальною робочою напругою 36 вольт, максимальний к.к.д. 87.2%. Живлення приводного електродвигуна (2) здійснюється від накопичувального акумулятора (3), підзарядка якого здійснюється одним з можливих способів, наприклад від енергогенеруючої установки (4) відновлюваної енергії у вигляді сонячних батарей. Енергогенеруюча установка (4) містить електронний узгоджувальний блок зарядки (5), з'єднаний з накопичувальним акумулятором (3). Приводний електродвигун (2) має також механічний привід (6), який використовується при відсутності ємності у накопичувальному акумуляторі (3). Генератор змінного струму (1) видає трифазний асинхронний електричний струм, який подається на електронний узгоджувальний блок (7) для узгодження з вибраним навантаженням джерела споживання (8). Пристрій працює наступним чином. Для початкового заряду накопичувального акумулятора (3) використовують енергогенеруючій пристрій відновлюваної енергії (4), який виконано у вигляді сонячних батарей, що дозволяє спростити установку і отримувати енергію від альтернативного джерела. Енергогенеруючий пристрій відновлюваної енергії (4) протягом певного часу, через узгоджувальний блок (5) зарядки, поповнює ємність накопичувального акумулятора (3) до його повного заряду, що забезпечує можливість використання його енергії для запуску приводного двигуна (2). При необхідності запуску енергоустановки накопичувальний акумулятор (3) приводить в дію приводний двигун (2), наприклад безщітковий двигун на постійних неодимових магнітах, номінальною потужністю 350 ват і номінальною робочою напругою 36 вольт, з максимальним к.к.д. 87.2% через механічну передачу взаємодіє з генератором (1), наприклад безщітковим на постійних неодимових магнітах, номінальною потужністю, 5000 ват і номінальною напругою 72 вольта, з максимальним к.к.д.: 88,2%. При цьому механічна передача забезпечує передачу потужності приводного двигуна з необхідними оборотами генератора змінного струму і забезпечує стабільну роботу генератора. Генератор (1) починає виробляти трифазний асинхронний електричний струм, який потрапляє на електронний узгоджувальний блок (7) для узгодження з вибраним навантаженням джерела споживання (8). В екстрених випадках при відсутності або зниженні ємності в накопичувальному акумуляторі (3), використовують додатковий механічний привід, наприклад механізм ручного приводу (6), який за рахунок застосування м'язових зусиль людини передає обертальний рух генератору (1) і забезпечує його тимчасову роботу і безперебійне надходження струму споживачеві. Використовувані в пристрої безщітковий двигун на постійних неодимових магнітах і та безщітковий генератор на постійних неодимових магнітах забезпечують високі показники економічності і ефективності, мають малу вагу, і не потребують змазування і регулювання протягом усього періоду експлуатації. Пристрій має високі екологічні характеристики, які характеризується відсутністю вихлопних газів і безшумністю роботи, що дозволяє розташовувати його в безпосередній близькості до людини. Вищенаведений приклад характеризує здійснення даного технічного рішення і носить ілюстративний характер і не обмежує інші варіанти виконання. Пристрій може бути використаний як автономна енергетична установка малої потужності для автономного освітлення або інших малопотужних споживачів електроенергії. 2 UA 113865 U 5 Таким чином, запропоноване технічне рішення дозволяє підвищити ефективність і надійність пристрою, значно поліпшити екологічні характеристики, а також підвищити експлуатаційні характеристики і термін міжсервісного обслуговування. Джерела інформації 1. Патент Російської Федерації RU 63464 U1, МПК F03D9/00, опубл. 27/05/2007р. 2. Патент Російської Федерації RU 158933 U1, МПК F03D9/00, F03D7/00, опубл. 05.06.2015р. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 1. Автономна енергоустановка, яка містить генератор змінного струму, приводний двигун, енергогенеруючий пристрій відновлюваної енергії, електронний блок узгодження зі споживачем, яка відрізняється тим, що енергогенеруюча установка відновлюваної енергії містить накопичувальний акумулятор з узгоджувальним блоком зарядки, підключений до приводного двигуна, який через механічну передачу з'єднаний з генератором змінного струму. 2. Автономна енергоустановка за п. 1, яка відрізняється тим, що приводний двигун додатково містить пристрій механічного приводу. 3. Автономна енергоустановка за п. 1, яка відрізняється тим, що як енергогенеруючу установку відновлювальної енергії використовують сонячні батареї. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 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