Вітровий електрогенератор для морських умов

Реферат: Вітровий електрогенератор для морських умов складається з лопатей вітряка, що обертають центральне тіло генератора, а отримана електроенергія кабелем, прокладеним у головній опорі (на ній нерухомо кріпиться кожух), передається пристроям споживання надводної і підводної частин морської нафтогазової споруди, на якій закріплено за допомогою опор вітрогенератор, причому у ньому застосоване флюгарне закінчення кожуха, що дає можливість встановлювати вітроелектрогенератор відносно напрямку вітру, за рахунок його обертання на обертовій опорі. UA 90581 U (54) ВІТРОВИЙ ЕЛЕКТРОГЕНЕРАТОР ДЛЯ МОРСЬКИХ УМОВ UA 90581 U UA 90581 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі видобування вуглеводнів з глибоководних свердловин, а саме до енергозабезпечення надводних і підводних апаратів для ремонту морських свердловин. Протягом значного часу експерти даної галузі шукають шляхи використання енергії вітру, яка має перевагу у тому, що вона є чистою, оскільки не створює жодного теплового або хімічного забруднення, а також є відновлюваною. Проте, ці переваги в значній мірі знецінюються через ряд недоліків, зокрема, тому що природа вітру є переривчастою. Також добре відомо, що вітрові електрогенератори займають великий простір і не діють без створення шуму. Через ці недоліки ринок для вітрових електрогенераторів не зростав, як, можливо, очікувалося. Останніми роками багаточисельні великі вітрові електрогенератори горизонтальної осі підвішуються на дуже високих щоглах для того, щоб використовувати більші швидкості вітру. Цей метод знайшов застосування на великих висотах, з'явилися такі конструкції в сільській місцевості і уздовж берегових ліній. Дані вітрові електрогенератори, встановлені в областях сильного вітру, де вітер відносно стійкий, можуть зазвичай виробляти електроенергію протягом 30 % днів року. Установка вітряків в морських районах значно простіша, оскільки вітер там як правило мало поривчастий і стійкий. Для того, щоб підвищити ефективність вітроуловлювання пропонуються різні конструкції, які дозволять виробляти електроенергію протягом 40-60 % днів року. Існує конструкція (див. Патент США "Вітрова турбіна", Pub. No. US 007821148 В2, 26 oct. 2010, аналог), у якій було запропоновано концепцію ножеподібного вітряка змінного діаметра. Зміна діаметра керується автоматично і залежить у даній конструкції від метеорологічних характеристик, які контролюються складною системою метеорологічних приладів. Недоліком такої системи є надзвичайна складність виготовлення і обслуговування. Вітрова турбіна, яка встановлюється на верхньому поверсі офісних будівель, розміщених у міській зоні (Патент США, Pub. No. US 20130058758 A1, 7 mar. 2013, прототип), встановлена таким чином, що захоплює вітер, який натрапляє на основу, яка за допомогою кожуха втягує повітря, який за рахунок зменшення діаметра концентрує повітряний потік, який тягнеться у напрямку до зовнішньої частини у формі лійки. У місці звуження кожуха розташовується ротор, який обертаючись приводить у рух електрогенератор. Ця система має перевагу у тому, що дозволяє її використання у місцях змінності повітряного потоку. Через збільшення області поверхні захвату вітру. Для цієї мети запропоновано, щоб повітряний кожух був з посиленими жалюзі для регулювання повітряного потоку і спрямування його до однієї або більше електрогенераторів в залежності від швидкості і напряму вітру. В умовах низьких швидкостей вітру, повітря може бути переспрямоване за напрямком до єдиної турбіни, зважаючи, що при збільшенні швидкості вітру, захоплене повітря може бути переведене у напрямку до множинної турбіни. Таким чином, оновлення енергії оптимізоване, навіть коли швидкість вітру низька. На даху будівлі встановлюється набір з чотирьох турбін, розміщених у подвійних лійках, повітря до вхідних частин яких направляється через бічні отвори. Вхідні лійки кожуха та бічні напрямні мають такі розміри, щоб захопити більшу кількість повітряного потоку. Вдосконалений варіант цієї конструкції має порожнисте центральне тіло, яке концентруючи потік повітря, дозволяє зменшити лінійні розміри турбіни і збільшити її діаметр. Коаксіальне розташування обертової трубчастої форми, яка з'єднана з серединною діафрагмою овальної форми, здійснюється за допомогою підпор, і формує серединний отвір канал, який проводить повітря. Повітря проходить через гвинтовий ротор у звуженій частині кожуха, обертаючи його і спеціально створений статор. Вихідний отвір кожуха дозволяє за рахунок збільшення діаметра посилити тунельний ефект. Приймальні канали даного пристрою не переміщуються у просторі, що означає неможливість отримання обертового моменту на роторі, якщо вітер змінить напрямок на більше ніж 90 градусів. Розміщення вітрового електрогенератора на морському об'єкті нафтогазової галузі, наприклад морській стаціонарній платформі, вимагає змінності сприйняття напрямку вітру, оскільки він в умовах відкритого моря може часто змінювати напрямок. З іншого боку, швидкість морського вітру є стабільнішою, з меншими змінами (поривами), тому застосовувати складну конструкцію вертикально осьового генератора потреби немає. Оптимальним і простішим за конструкцією в даному випадку є горизонтальне розміщення осі вітрогенератора, але для збільшення швидкості його обертання, навіть у майже штильових умовах, кожух зі збірним і випускним соплами необхідно зберегти. Короткий опис креслень. 1 UA 90581 U 5 10 На фігурі 1 показано вигляд спереду вигляд вітрогенератора, розміщеного у кожусі. На фігурі 2 показано поздовжній переріз вітрогенератора, сконструйованого для морських умов. На фігурі 3 показана загальна конструкція вітрового електрогенератора для морських умов. Лопаті вітряка 1 обертають центральне тіло генератора 2. Отримана електроенергія кабелем 4, прокладеним у головній опорі 3 (на ній нерухомо кріпиться кожух), передається пристроям споживання надводної і підводної частин морської нафтогазової споруди 11, на якій закріплено за допомогою опор 10 вітрогенератор. Флюгарне закінчення кожуха 7 дає можливість встановлювати вітроелектрогенератор відносно напрямку вітру, за рахунок його обертання на обертовій опорі 9. Шток 6 переміщується гідроциліндром 5 у вертикальній площині для виконання монтажних і ремонтних робіт, а також при суттєвій зміні напрямку вітру. Вхідне сопло кожуха дозволяє концентрувати потік повітря, а вихідне сопло 8 сприяє прискоренню повітря за рахунок тунельного ефекту. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 Вітровий електрогенератор для морських умов, який складається з лопатей вітряка, що обертають центральне тіло генератора, а отримана електроенергія кабелем, прокладеним у головній опорі (на ній нерухомо кріпиться кожух), передається пристроям споживання надводної і підводної частин морської нафтогазової споруди, на якій закріплено за допомогою опор вітрогенератор, який відрізняється тим, що у ньому застосоване флюгарне закінчення кожуха, що дає можливість встановлювати вітроелектрогенератор відносно напрямку вітру, за рахунок його обертання на обертовій опорі. 2 UA 90581 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 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 3