Освітлювальна вітроенергетична установка

Реферат: UA 118916 U UA 118916 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до області вітротехніки, а саме до автономних систем освітлення на основі вертикально-осьових вітроенергетичних установок, і може бути використана для перетворення енергії вітру в електроенергію з можливістю її подальшого використання для освітлення місцевості або об'єктів без передачі від освітлювальної установки. Відома вітроенергетична установка ортогонального типу з вертикальною віссю обертання, що містить вал, вертикально встановлені паралельні лопаті аеродинамічного профілю, розташовані на однаковій відстані від осі обертання і пов'язані з валом, електрогенератор [http://energylogia.com/home/avtonomnost/vetroenergetica.html, дата входу на сайт: 8.06.2016 p.] Недоліком відомої конструкції вітроенергетичної установки слід вважати порівняно високу вартість доставки споживачеві отриманої електроенергії при значній віддаленості місць розміщення такої вітроенергетичної установки, оскільки передача електроенергії відбувається по дротах. При цьому крім виробництва електроенергії відома установка не здатна виконувати інші додаткові корисні функції. Таким чином експлуатація відомої вітроенергетичної установки не завжди є рентабельною. Відома також освітлювальна вітроенергетична установка, що містить переважно вертикально-осьову вітроенергетичну установку, поєднану з акумуляторною батареєю, блок управління системою освітлення і принаймні одну освітлювальну лампу [див. пат. України 9 № 43411 за класами МПК F21L 13/00, F21S 9/00, F03D 9/00, опублікований 10.08.2009 року в Бюл. № 15]. Одним із основних недоліків відомого аналога є обмежена область застосування - система призначена виключно для освітлення рекламних об'єктів (вивісок та рекламних щитів). Також серед недоліків слід вказати складність і масивність конструкції, а також складність монтажу окремих елементів системи на рекламному об'єкті з використанням кріпильних елементів. Найближчим аналогом за своєю суттю та результатом, що досягається, вибрана освітлювальна вітроенергетична установка, що містить переважно вертикально-осьову вітроенергетичну установку з двома діаметрально протилежними лопатями, встановленими на радіальних пілонах, та розміщену на щоглі, з'єднану з акумуляторною батареєю, блок управління системою освітлення та освітлювальні лампи, причому освітлювальні лампи розташовані в лопатях вертикально-осьової вітроенергетичної установки, аеродинамічні поверхні яких виконані із прозорого або напівпрозорого матеріалу, а внутрішні площини не аеродинамічних поверхонь лопатей покриті світловідбиваючим матеріалом, наприклад, алюмінієвою фольгою, при цьому верхня частина щогли виконана такою, що обертається разом із лопатями вітроенергетичної установки, а нижня частина щогли виконана нерухомою і в ній розміщений акумулятор для накопичення електроенергії в денний час доби, а зверху електрогенератор, нерухомий статор якого розміщений безпосередньо в щоглі, а ротор - на осі 16 обертання обертової частини щогли [див. пат. України № 113625 за класами МПК F03D 9/00, F03D 9/10, F21L 13/00, F21S 9/00, опублікований 10.02.2017 року в Бюл. № 3]. Основним недоліком відомої установки є обмежена потужність вітроенергетичної установки. Цей недолік обумовлено тим, вітроколесо містить всього дві лопаті, хоча пілони дозволяють збільшити кількість лопатей, що прикріплюються до них. Проте відомо, що кількість аеродинамічних лопатей визначають загальну потужність вітроенергетичної установки, оскільки кожна лопать створює крутний момент, який є складової решти лопатей. В основу корисної моделі поставлена задача подальшого удосконалення вітроенергетичної установки для зовнішнього освітлення, зокрема підвищення її потужності без збільшення габаритних розмірів, за рахунок збільшення крутного моменту, шляхом використання додаткових лопатей, встановлених на наявних пілонах. Поставлена задача вирішується тим, що освітлювальна вітроенергетична установка містить переважно вертикально-осьову вітроенергетичну установку з двома діаметрально протилежними лопатями, встановленими на радіальних пілонах, та розміщену на щоглі, з'єднану з акумуляторною батареєю, блок управління системою освітлення та освітлювальні лампи, причому освітлювальні лампи розташовані в лопатях вертикально-осьової вітроенергетичної установки, аеродинамічні поверхні яких виконані із прозорого або напівпрозорого матеріалу, а внутрішні площини не аеродинамічних поверхонь лопатей покриті світловідбиваючим матеріалом, наприклад, алюмінієвою фольгою, при цьому верхня частина щогли виконана такою, що обертається разом із лопатями вітроенергетичної установки, а нижня частина щогли виконана нерухомою і в ній розміщений акумулятор для накопичення електроенергії в денний час доби, а зверху - електрогенератор, нерухомий статор якого розміщений безпосередньо в щоглі, а ротор - на осі обертання обертової частини щогли, відповідно корисній моделі, на пілонах, ближче до осі обертання, встановлені додаткові 1 UA 118916 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 вертикальні лопаті аналогічного розміру та аеродинамічного профілю без освітлювальних ламп всередині. Збільшення лопатей у двоє дозволяє збільшити крутний момент, а отже, підвищити потужність вітроенергетичної установки ортогонального типу. Зрозуміло, якщо пілонів більше, то на кожному з них встановлюються додаткові лопаті, а якщо пілони довгі, то на кожному пілоні може бути встановлена додаткові лопаті, більш ніж за одну. Зрозуміло, додаткові лопаті на одному пілоні розташовують на такий відстані одна від одної, щоб вони не чинили аеродинамічний опір одна одної. Ця відстань визначається силою вітру та аеродинамічним профілем лопаті. Отже сукупність суттєвих ознак, отриманих завдяки внесенню відповідних конструктивних змін у вітроколесо, що дозволило збільшити його обертовий момент, забезпечує досягнення очікуваного технічного результату - збільшення потужності вітроенергетичної установки вертикального типу. Подальша суть запропонованої корисної моделі пояснюється кресленням, на якому зображено загальну схему запропонованої освітлювальної вітроенергетичної установки з додатковими лопатями. Запропонована освітлювальна вітроенергетична установка складається безпосередньо з вітроенергетичної установки ортогонального типу, розміщеної на щоглі. Основні лопаті 1 мають аеродинамічний профіль і жорстко прикріплені за допомогою радіальних пілонів 2 до вертикальної щогли. Аеродинамічні поверхні основних лопатей 1 виконані у вигляді кришок 3 із прозорого матеріалу. Внутрішні площині не аеродинамічних поверхонь основних лопатей 1 покриті світловідбиваючим матеріалом 4, наприклад, алюмінієвою фольгою. Освітлювальні лампи 5 розташовані в основних лопатях 1 вертикально-осьової вітроенергетичної установки. Верхня частина 6 щогли виконана такою, що обертається разом із основними лопатями 1 вітроенергетичної установки. Нижня частина 7 щогли виконана нерухомою і в неї (внизу) розміщений акумулятор 8 для накопичення електроенергії в денний час доби і блок управління 9 системою освітлення. Зверху нижньої частини 7 щогли розміщений електрогенератор 10. Електрогенератор 10 має нерухомий статор, розміщений безпосередньо в щоглі, а ротор - на осі обертання верхньої обертовій частини 6 щогли. Між основними лопатями 1 та віссю обертання на пілонах 2 встановлено додаткові лопаті 11, аналогічної конструкції та аналогічної аеродинамічної форми. Але додаткові лопаті 11, мають спрощену конструкцію. В них відсутні лампи, оскільки в них немає сенсу: ці додаткові лопаті 11 "затінені" основними лопатями 1. Запропонована освітлювальна вітроенергетична установка працює таким чином. Під дією вітру основні лопаті 1 та додаткові лопаті 11 вітроенергетичної установки обертаються, електрогенератор 10 виробляє електроенергію, яка накопичується в акумуляторі 8, таким чином заряджаючи його. При цьому блок управління 9 системою освітлення з'єднує акумулятор 8, наприклад по сигналу датчика освітленості (не показаний), з освітлювальними лампами 5. Останні освітлюють місцевість (територію). Запропонована корисна модель перевірена на практиці. Освітлювальна вітроенергетична установка не містить в своєму складі жодних конструктивних елементів і матеріалів, які неможливо було б відтворити на сучасному етапі розвитку науки і техніки, зокрема, у області вітроенергетики, при цьому може бути виготовлена з використанням відомих технологій на відомому промисловому обладнанні. Разом з тим, у відомих джерелах патентної та іншої науково-технічної інформації не виявлено зразків освітлювальних вітроенергетичних установок із заявленою сукупністю суттєвих ознак. До основних переваг запропонованої корисної моделі, у порівнянні з найближчим аналогом, можна віднести наступне: - збільшення потужності за рахунок розташування на пілонах додаткових лопатей, а також зберігання габаритних розмірів вітроколеса за рахунок того, що додаткові лопаті встановлено між основними та щоглою. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 Освітлювальна вітроенергетична установка, що містить переважно вертикально-осьову вітроенергетичну установку з лопатями, встановленими на радіальних пілонах, та розміщену на щоглі, з'єднану з акумуляторною батареєю, блок управління системою освітлення та освітлювальні лампи, причому освітлювальні лампи розташовані в лопатях вертикально-осьової вітроенергетичної установки, аеродинамічні поверхні яких виконано із прозорого або напівпрозорого матеріалу, а внутрішні площини не аеродинамічних поверхонь лопатей покриті світловідбиваючим матеріалом, наприклад алюмінієвою фольгою, при цьому верхня частина 2 UA 118916 U 5 щогли виконана такою, що обертається разом із лопатями вітроенергетичної установки, а нижня частина щогли виконана нерухомою і в ній розміщено акумулятор для накопичення електроенергії в денний час доби, а зверху - електрогенератор, нерухомий статор якого розміщено безпосередньо в щоглі, а ротор - на осі обертання обертової частини щогли, яка відрізняється тим, що на пілонах, ближче до осі обертання, встановлено додаткові вертикальні лопаті аналогічного розміру та аеродинамічного профілю без освітлювальних ламп всередині. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3