Багатогвинтовий вітрогененратор

Реферат: UA 112277 U UA 112277 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі вітроенергетики і може бути використана у лопатних приладах, що переробляють кінетичну енергію вітру в електричну або будь-яку іншу енергію. Відомим аналогом є вітрогенератор, що містить аеродинамічний привод і електрогенератор, оснащений паралельно встановленим другим електрогенератором. Електрогенератори виконані біротативними у вигляді циліндричного корпусу, зовнішнього та внутрішнього роторів, розташованих зовні й всередині корпусу та з'єднаних між собою через редуктор, що забезпечує протилежне обертання роторів. Аеродинамічний привод виконаний у вигляді, радіально встановлених на зовнішній поверхні, зовнішніх роторів обох електрогенераторів плоских лопаток, при цьому електрогенератори розташовані в циліндричних кожухах, що мають спільні вхідний и вихідний патрубки. Порожнини електрогенераторів герметизовані та заповнені змащувальною рідиною, див. патент РФ № 2366828, F03D 9/00, от 20.03.2008. Однак аналог при роботі створює сильний шум через множини рухомих елементів. Також треба зауважити на складність його конструкції, що призводить до збільшення собівартості, труднощів при експлуатації, тобто низьку ремонтопридатність. Найближчим аналогом до корисної моделі є вітрогенератор, що складається із генератора, хвостовика, щогли, контролера, інвертора і акумуляторної батареї. Він має 3 лопаті, що закріплені на роторі. Під час обертання ротор генератора створює трифазний змінний струм, який передається на контролер, далі струм перетворюється в постійну напругу і подається на акумуляторну батарею. Струм, проходячи скрізь акумулятори одночасно, і заряджає їх, і використовує АКБ як провідники електрики. Далі струм подається на інвертор, де приводитиметься до звичних показників: змінний однофазний струм 220 В, 50 Гц. Якщо споживання невелике, то згенерованої електрики вистачає для електроприладів та освітлення, якщо струму з вітряка мало і не вистачає - то недолік покривається за рахунок акумуляторів. (http://kombitel.ru/catalog/alternative/vetrogeneratory/~-ustroystvo-i-printsip-rabotyi-vetrogeneratora/) Недоліками найближчого аналога є: мала кількість електроенергії, що виробляється, високі трудовитрати на монтаж та установку, а так само вузька галузь застосування. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалити вітрогенератор, підвищити кількість вироблюваної електроенергії за рахунок внесення зміни в його конструкцію, розширити сферу застосування вітрогенератора. Поставлена задача вирішується тим, що щогла (опора) вітрогенератора виконана з легкого і міцного металу, що застосовується в авіаційній промисловості, до щогли кріпиться гондола та/або декілька гондол, на гондолах вітрогенератора встановлюється від 3 до 5 гвинтів, з різними кількостями лопатей, лопаті мають змінну геометрію, а їх довжина може бути різною, кожен з гвинтів має свій власний генератор, що дозволяє підвищити кількість вироблюваної електричної енергії. Також вітрогенератори можуть комплектуватися блоками опріснення води, опалювальними блоками і блоком для зарядки електромобілів, очищенням стічних, каналізаційних і фекальних вод. З мулових відкладень є можливість, при використанні додаткового обладнання, виробляти спирт класу люкс з розрахунку до 300 кг з 1 тонни мулових відкладень (відходи хлібокомбінатів, м'ясокомбінатів, молокозаводів і т.д.) Корисна модель пояснюється кресленнями. де на фіг. 1 - загальний вигляд багатогвинтового вітрогенератора, фіг. 2 - вигляд багатогвинтового вітрогенератора з декількома гондолами: 1) лопаті гвинтів 2) щогла 3) сходи 4) пристрій для опріснення води, опалення приміщень, зарядки електромобілів 5) генератор 6) гондола 7) поворотний механізм 8) силовий шкаф (контролер, інвертор) 6) гондола. Багатогвинтовий веітрогенератор складається із генератора, щогли, контролера й інвертора. До вітрогенератора встановлюються від 3 до 5 гвинтів із різною кількістю лопатей, кожен гвинт має свій генератор. Обертаючись, генератор, створює трифазний змінний струм, який передається на контролер, далі струм перетворюється в постійну напругу. Далі струм подається на інвертор, де приводитиметься в звичні показники: змінний однофазний струм 220/380 В, 50 Гц. Згенерованої електрики вистачає для електроприладів та освітлення. Багатогвинтовий вітрогенератор такої конструкції дозволяє використовувати економічно ефективно енергію вітру. За допомогою багатогвинтового вітрогенератора даної конструкції можна не тільки постачати електроенергію в "мережу"але й вирішувати завдання 1 UA 112277 U 5 10 15 20 електропостачання локальних або острівних об'єктів будь-якої потужності. Також багатогвинтовий вітрогенератор комплектується блоками опріснення води й опалення приміщень, й так само має можливість заряджати електромобілі в тих місцях, де для цього немає можливості. Завдяки використанню вироблюваної електричної енергії багатогвинтового вітрогенератора, за допомогою блока опріснення, можна опріснювати воду, перетворюючи її на пару. Споживана потужність 5 кВт/год. на 1 тонну пари. Опалювальний блок здатний опалювати житлові й промислові приміщення до 10000 м2. При цьому є можливість регулювання температури теплового носія для обігрівання приміщень від 40 ºС до 95 ºС градусів. З мулових відкладень є можливість, при використанні додаткового обладнання, виробляти спирт класу люкс з розрахунку до 300 кг з 1 тонни мулових відкладень (відходи хлібокомбінатів, м'ясокомбінатів, молокозаводів і т.д.). Конструкція багатогвинтового вітрогенератора виконана з жаростійких і морозостійких матеріалів, вузли і агрегати захищені від пилу та піску, що дозволяє використовувати його в різних кліматичних зонах. Наприклад, в умовах крайньої півночі, пустелях та гірських масивах. Також конструкція багатогвинтового вітрогенератора досить мобільна вона легко монтується і демонтується, має можливість монтажу на пересувній спеціальній, колісній та гусеничній техніці. Доставка до замовника здійснюється автомобільним, залізничним, морським та авіаційним транспортом в стислі терміни. Технічні характеристики багатогвинтового вітрогенератора наведені в таблиці: Таблиця Номінальна потужність 100-3000 кВт. Генератор - асинхронний, синхронний, перемінного струму 220/380 В, 50 Гц. Кількість лопатей 5-13 Розташування лопатей підвітряне Система орієнтації по вітру Активне, за допомогою приводу Матеріали лопатей Алюмінієво-титановий сплав Діаметр ротора 5-30 м. Швидкість обертання ротора 70-300 об./хв. Підвищуючий редуктор, без підвищуючого Трансмісія редуктора. Гальма Аеродинамічні, електричні Без автоматичного кута атаки лопатей, з Спосіб регулювання потужності автоматичним кутом Парова турбіна для вторинного виробу 25-75 кВт електроенергії 3 3 Блок опріснювання води 20 м -100 м /год. Блок переробки мулу в спирт 300 кг/тон. 3 Блок очищення забруднених вод 25-50 м /год. Кожна лопать може бути облаштована вбудованим мікропроцесорним контролером і/або рулями повороту лопатей Мінімальна стартова швидкість від 3 м/с Швидкість вітру для виходу номінальної 15-20 м/с потужності Максимальна експлуатаційна швидкість 50-70 м/с вітру Рівень шуму безпосередньо під Не більше 30 дБ. установкою Максимальна швидкість вітру, яка може Не менше 100 м/с зруйнувати конструкцію Діапазон робочих температур Від-60 °C до +60 °C Конструкція Обслуговувана Захист вузлів конструкції Теплозахисна, вологозахисна, пилозахисна Гарантований захист від блискавки та грому та електромагнітних та електричних полів Строк експлуатації без капітального Не менше 25 років ремонту Гарантійний строк 10 років 2 UA 112277 U Продовження таблиці Установка стаціонарної конструкції Развернення мобільної установки на колісному або гусеничному ходу Швидкість вітру для виходу номінальної потужності 5 3-5 робочих днів, 5-7 чол. 5-10 год. 2-3 чол. 15-20 м/с Застосування багатогвинтового вітрогенератора дозволяє істотно знизити витрати на електроенергію, дає можливість забезпечити теплом і електрикою райони, де немає можливості провести електро- і тепломагістралі, а завдяки вдосконаленій конструкції, знизити витрати на монтаж і покупку додаткового обладнання, за рахунок того що один багатогвинтовий вітрогенератор виробляє більшу кількість електроенергії в порівнянні з аналогами, які мають один гвинт. Отримання електроенергії за допомогою багатогвинтового вітрогенератора є екологічно чистим і не забруднює навколишнє середовище. 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 1. Багатогвинтовий вітрогенератор, що складається із генератора, хвостовика, щогли (опори), контролера, інвертора та гондоли, який відрізняється тим, що до щогли кріпиться гондола та/або декілька гондол, на гондолах вітрогенератора встановлюється від 3 до 5 гвинтів, з різними кількостями лопатей, лопаті мають змінну геометрію, а їх довжина може бути різною, кожен з гвинтів має свій власний генератор, що дозволяє підвищити кількість вироблюваної електричної енергії. 2. Багатогвинтовий вітрогенератор за п. 1, який відрізняється тим, що щогла (опора) вітрогенероатора виконана з легкого і міцного металу, що застосовується в авіаційній промисловості. 3. Багатогвинтовий вітрогенератор за п. 1, який відрізняється тим, що комплектується блоками опріснення води, опалювальними блоками і блоком для зарядки електромобілів, очищенням стічних, каналізаційних і фекальних вод. 3 UA 112277 U Комп’ютерна верстка В. Мацело 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 4