Аеростатична вітроелектрична станція селіванова з аеродинамічним керуванням

Номер патенту: 30034

Опубліковано: 15.11.2000

Автор: Селіванов Микола Всеволодович

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Аеростатична вітроелектрична станція з аеродинамічним керуванням, що має в собі літальний комплекс, що складається з співвісно і паралельно з'єднаних літальних апаратів, кожний з яких розміщений один над одним, повздовжня вісь яких перпендикулярна до вектора швидкості вітру та у внутрішніх об'ємах яких розміщені газонаповнені і газонепроникні оболонки, котрі розділені на декілька відсіків, ізольованих один від одного, а також герметичні технологічні блоки, в яких змонтовані енергетична та вимірювально-контролююча апаратура, при цьому пристрої відбору енергії вітру розміщені на несучих каркасах між паралельно з'єднаними літальними апаратами та засоби передачі на Землю електричної енергії, яка відрізняється тим, що літальний комплекс виконаний найменш як з трьох співвісно з'єднаних та паралельно орієнтованих один до одного та відносно поверхні Землі літальних апаратів дископодібної форми, кожний з яких жорстко з'єднаний один з одним за допомогою вертикально орієнтованих профільованих жорстких стійок з розчалками, які рівномірно розміщені не менш як у два ряди на горизонтальних поверхнях несучих каркасів по колу відносно вертикальної центральної осі літальних апаратів на площині, замкненій між зовнішнім та внутрішнім діаметрами дископодібних корпусів цих апаратів, при цьому внутрішній діаметр обмежений не менш як трьома чвертями зовнішнього діаметра кожного дископодібного літального апарата, окрім цього у просторі між паралельно з'єднаними літальними апаратами на поверхнях їх несучих каркасів, обмежених внутрішніми діаметрами дископодібних корпусів, розміщені і жорстко закріплені ортогональні пристрої відбору енергії вітру, які мають зв'язок з системою аеродинамічного керування режимами орієнтації та стабілізації літальних апаратів, в кожному з яких парна кількість та щонайменше чотири електрорушійні установки з повітряними гвинтами, які починаючи з кормової частини рівномірно розташовані симетрично по обидві сторони від горизонтально-подовжньої осі літального апарата, при цьому кермо управління вітроелектростанцією у вертикальній площині змонтовано у кормовій частині несучих каркасів відповідно першого, другого та третього літальних апаратів, а флюгерно-стабілізуючі пристрої у горизонтальній площині у вигляді плоских вертикальних панелей жорстко закріплені між горизонтально-подовжньою віссю, паралельної до вектора швидкості вітру і крайніми точками кормової частини першого, другого та третього літальних апаратів.

2. Аеростатична вітроелектрична станція з аеродинамічним керуванням за п. 1, яка відрізняється тим, що верхня та нижня кінцівки ортогональних пристроїв відбору енергії вітру розміщені і жорстко закріплені у технологічних герметичних відсіках, які розташовані у частині внутрішнього об'єму кожного дископодібного літального апарата.

3. Аеростатична вітроелектрична станція з аеродинамічним керуванням за пп. 1, 2, яка відрізняється тим, що пристрої для генерування електричної енергії через мультиплікатори приєднані до відповідних верхніх та нижніх окінцівок ортогональних пристроїв відбору енергії вітру, вертикальні осі яких перпендикулярні до вектора швидкості вітру та до несучих каркасів літальних апаратів.

4. Аеростатична вітроелектрична станція з аеродинамічним керуванням, за п. 3, яка відрізняється тим, що електрорушійні пристрої з повітряними гвинтами змонтовані на кризових тримачах симетрично і на однаковій відстані відносно горизонтальної осі літальних апаратів, горизонтальні осі яких паралельні до вертикальної площини флюгерно-стабілізувальної системи станції.

5. Аеростатична вітроелектрична станція з аеродинамічним керуванням за п. 4, яка відрізняється тим, що в електрорушійних пристроях використані електричні машини зворотного типу.

6. Аеростатична вітроелектрична станція з аеродинамічним керуванням за п. 1, яка відрізняється тим, що кормове оперення вітроелектростанції, яке входить до системи аеродинамічної орієнтації та стабілізації, виконано за схемою "складовий двотавр", яка складається з жорстких взаємно-перпендикулярних площин, розташованих вздовж осьових ліній кормової частини першого, другого та третього апаратів.

7. Аеростатична вітроелектрична станція з аеродинамічним керуванням за пп. 1, 2, яка відрізняється тим, що технологічні герметичні відсіки розташовані симетрично по відношенню до вертикальної осі ортогональних пристроїв відбору енергії вітру у нижньому та верхньому несучих каркасів відповідно першого і другого, а також у нижньому та верхньому несучих каркасів відповідно другого та третього літальних апаратів.

8. Аеростатична вітроелектрична станція з аеродинамічним керуванням за п. 1, яка відрізняється тим, що на верхній поверхні несучого каркаса, першого літального апарата у центральній його частині виконана приймальна камера для забезпечення доступу обслуговуючого персоналу у технологічні відсіки відповідно першого, другого та третього літальних апаратів.

9. Аеростатична вітроелектрична станція з аеродинамічними керуванням за п. 1, яка відрізняється тим, що вздовж осьової лінії по вертикалі кожного літального апарата розміщена ліфтова камера жорсткої трубоподібної форми, яка забезпечує доступ обслуговуючого персоналу до технологічних відсіків та надає конструктивної жорсткості літальному комплексу.

10. Аеростатична вітроелектрична станція з аеродинамічним керуванням за пп. 1, 6, 9, яка відрізняється тим, що у просторі між першим, другим та третім літальними апаратами ліфтова камера має профільовану конструкцію краплеподібної форми, при цьому більша вісь у площині її горизонтального перерізу паралельна по відношенню до вертикальної площини "складового двотавра", тобто до флюгерно-стабілізувальної системи вітроелектричної станції.

Текст

1. Аеростатична вітроелектрична станція з аеродинамічним керуванням, що має в собі літальний комплекс, що складається з співвісно і паралельно з'єднаних літальних апаратів, кожний з яких розміщений один над одним, повздовжня вісь яких перпендикулярна до вектора швидкості вітру та у внутрішніх об'ємах яких розміщені газонаповнені і газонепроникні оболонки, котрі розділені на декілька відсіків, Ізольованих один від одного, а також герметичні технологічні блоки, в яких змонтовані енергетична та вимірювально-контролююча апаратура, при цьому пристрої відбору енергії вітру розміщені на несучих каркасах між паралельно з'єднаними літальними апаратами та засоби передачі на Землю електричної енергії, яка відрізняється тим, що літальний комплекс виконаний найменш як з трьох епіввісно з'єднаних та паралельно орієнтованих один до одного та відносно поверхні Землі літальних апаратів дископодібної форми, кожний з яких жорстко з'єднаний один з одним за допомогою вертикально орієнтованих профільованих жорстких стійок з розчалками, які рівномірно розміщені не менш як у два ряди на горизонтальних поверхнях несучих каркасів по колу відносно вертикальної центральної осі літальних апаратів на площині, замкненій між зовнішнім та внутрішнім діаметрами дископодібних корпусів цих апаратів, при цьому внутрішній діаметр обмежений не менш як трьома чвертями зовнішнього діаметра кожного дископодібного літального апарата, окрім цього у просторі між паралельно з'єднаними літальними апаратами на поверхнях їх несучих каркасів, обмежених внутрішніми діаметрами дископодібних корпусів, розміщені і жорстко закріплені ортогональні пристрої відбору енергії вітру, які мають зв'язок з системою аеродинамічного керування режимами орієнтації та стабілізації літальних апаратів, в кожному з яких парна кількість та щонайменше чотири електрорушійні установки з повітряними гвинтами, які починаючи з кормової частини рів видається під відповідальність власника патенту З АЕРОДИНАМІЧНИМ КЕРУ номірно розташовані симетрично по обидві сторони від горизонтально-подовжньої осі літального апарата, при цьому кермо управління вітроелектростанцією у вертикальній площині змонтовано у кормовій частині несучих каркасів відповідно першого, другого та третього літальних апаратів, а флюгерно-стабілізуючі пристрої у горизонтальній площині у вигляді плоских вертикальних панелей жорстко закріплені між горизонтально-подовжньою віссю, паралельної до вектора швидкості вітру і крайніми точками кормової частини першого, другого та третього літальних апаратів. 2. Аеростатична вітроелектрична станція з аеродинамічним керуванням за п. 1, яка відрізняється тим, що верхня та нижня кінцівки ортогональних пристроїв відбору енергії вітру розміщені і жорстко закріплені у технологічних герметичних відсіках, які розташовані у частині внутрішнього об'єму кожного дископодібного літального аларата. 3. Аеростатична вітроелектрична станція з аеродинамічним керуванням за пп.1, 2, яка відрізняється тим, що пристрої для генерування електричної енергії через мультиплікатори приєднані до відповідних верхніх та нижніх окінцівок ортогональних пристроїв відбору енергії вітру, вертикальні осі яких перпендикулярні до вектора швидкості вітру та до несучих каркасів літальних апаратів. 4. Аеростатична вітроелектрична станція з аеродинамічним керуванням, за п. З, яка відрізняється тим, що електрорушійні пристрої з повітряними гвинтами змонтовані на кризових тримачах симетрично і на однаковій відстані відносно горизонтальної осі літальних апаратів, горизонтальні осі яких паралельні до вертикальної площини флюгерно-стаб і лізу вальної системи станції. 5. Аеростатична вітроелектрична станція з аеродинамічним керуванням за п. 4, яка відрізняється тим, що в електрорушійних пристроях використані електричні машини зворотного типу. 6. Аеростатична вітроелектрична станція з аеродинамічним керуванням за п. 1, яка відрізняється тим, що кормове оперення вітроелектростанції, яке входить до системи аеродинамічної орієнтації та стабілізації, виконано за схемою "складовий двотавр", яка складається з жорстких взаємноперпендикулярних площин, розташованих вздовж осьових ліній кормової частини першого, другого та третього апаратів. CO 30034 7 Аеростатична вітроелектрична станція з аеродинамічним керуванням за пп 1, 2, яка відрізняється тим, що технологічні герметичні ВІДСІКИ розташовані симетрично по відношенню до вертикальної осі ортогональних пристроїв відбору енергії вітру у нижньому та верхньому несучих каркасів ВІДПОВІДНО першого і другого, а також у нижньому та верхньому несучих каркасів відповідно другого та третього літальних апаратів 8 Аеростатична вітроелектрична станція з аеродинамічним керуванням за п 1, яка відрізняється тим, що на верхній поверхні несучого каркаса, першого літального апарата у центральній його частині виконана приймальна камера для забезпечення доступу обслуговуючого персоналу у технологічні відсіки ВІДПОВІДНО першого, другого та третього літальних апаратів 9 Аеростатична вітроелектрична станція з аеродинамічними керуванням за п 1, яка відрізняється тим, що вздовж осьової лінії по вертикалі кожного літального апарата розміщена ліфтова камера жорсткої трубоподібної форми, яка забезпечує доступ обслуговуючого персоналу до технологічних ВІДСІКІВ та надає конструктивної жорсткості літальному комплексу 10 Аеростатична вітроелектрична станція з аеродинамічним керуванням за пп 1 6 9, яка відрізняється тим, що у просторі між першим, другим та третім літальними апаратами ліфтова камера має профільовану конструкцію краплеподібної' форми, при цьому більша вісь у площині її горизонтального перерізу паралельна по відношенню до вертикальної площини "складового двотавра", тобто до флюгерно-стабілізувальної системи вітроелектричної станції Запропонований винахід відноситься до галузі вітроенергетики Пристрій призначений для відбору енергії вітру верхніх шарів атмосфери, наприклад, струминних течій вітру з допомогою літальних апаратів аеростатичного типу і перетворювання її на електричну енергію Відомі вітроенергетичні пристрої (див , наприклад Шефтер Я И Использование энергии ветра -М Энергия, 1975 -175 с Денисенко Г И Возобновляемые источники энергии ветра - К Высш шк , 1985 - 166 с ) , які складаються з повітряного гвинта, редуктора, генератора електричної енергії, поворотної опори, механізму орієнтування та опорної вежі ВІДОМІ технічні рішення мають такі недоліки - класичні вітроелектричні станци використовують вітер в приземних шарах атмосфери на висотах порядку до 100 м над поверхнею Землі, при цьому ЩІЛЬНІСТЬ потоку вітрової енергії зазнає коливань в будь-який час, наприклад, швидкість вітру може змінюватись від 0 1 м/сек до 10 40 м/сек , що приводить до появи провалів і пжів потужності в вироблюваній електричній енергії і при наявності вітрових "затишій" вітроелектростанція стає неконкурентопридатною, наприклад в порівнянні з тепловою станцією, - вирівнювання або зменшення коливань електричної потужності, виробленої окремою вітроелектростанцією, здійснюється при допомозі об'єднання багатьох електростанцій в єдину систему, яка завдяки розміщенню їх на відносно великій площі земної поверхні забезпечує зміщення в часі провалів і ПІКІВ електричної потужності окремої вітроелектричної станції, що дозволяє вирівнювати коливання електроенергії всієї системи, однак при цьому відчужуються значні площі поверхні Землі, що являється їх істотним недоліком Від ЦИХ недоліків ВІЛЬНІ вітроелектричні станції, які "уловлюють" вітер у верхніх шарах атмосфери, наприклад, на висоті 8 12 км над поверхнею Землі, у так званій зоні тропопаузи, в якій панують струйж течи вітру ЩІЛЬНІСТЬ вітрової енерпі тропопаузи майже в 20 ЗО разів більша, ніжу приземних шарах атмосфери При цьому відсутня ЦИКЛІЧНІСТЬ провалів у потужності вітрового потоку, тобто детермінована складова вектора швидкості вітру практично мало змінюється з часом, наприклад, доби, що особливо важливо в вітроенергетиці Розрахунки показують (див , наприклад Селіванов М В Енергія тропопаузи над територією України та її використання Інформаційний листок № 089-96 Київський центр науково-технічної та економічної інформації - К, 1996, Селиванов Н В О перспективах развития трополаузных ветроэлектрических станций на Украине Депонированные научные работы Естественные и точные науки, техника Ежемесячный библиографический указатель № 8 296 00 148 - М , 1996), що в зоні тропопаузи реально можна одержати з кожного квадратного метра площі вітрового потоку в найбільш несприятливому випадку не менше, ніж 400 Вт З відомих пристроїв найбільш близькою по технічній сутності та досягненому ефекту виявляється заявлений пристрій (див Заявка на винахід № 95020808 Аеростатична вітроелектрична станція Селіванова Заявл від 21 02 1995 Позитивне рішення від 16 06 1997), взяту за прототип Цей пристрій являє собою висотну аеростатичну вітроелектричну станцію (АВЕС), яка складається, по крайній мірі, з двох СПІВВІСНО та паралельно з'єднаних літальних апаратів, розміщених один над одним і їх поздовжня вісь перпендикулярна до вектора швидкості вітру, при цьому кожен з літальних апаратів має форму тора, у внутрішніх об'ємах яких розміщені газонаповнені та газонепроникні оболонки, котрі наповнені газом, легшим від повітря, в просторі між двома паралельно з'єднаними апаратами, на їх несучих каркасах, змонтовані та закріплені пристрої відбору енерпі вітру, від яких відтворена енергія вітру в електричну за допомогою, наприклад, кабеля підводиться до існуючої електроенергетичної системи на Землі, при цьому літальний комплекс зв'язаний з Землею за допомогою довгих та міцних тяг Прототипу властиві наступні недолти - літальні апарати вироблені в вигляді тороща, котрі володіють відносно завищеним коефіцієнтом лобового опору, 30034 - відсутні флюгерно-стабілізуючі пристрої, що негативно впливає на динамічну СТІЙКІСТЬ вітроелектричного комплексу, - відсутні пристрої демпферування і орієнтації в атмосферному просторі, та відносно земних координат Задачею винаходу являється створення аеростатичної вітроелектричної станції з регульованими аеродинамічними параметрами, в яких забезпечувалася б регульованість, аеродинамічна СТІЙКІСТЬ, зниження коефіцієнта лобового опору, а також ґі орієнтація по азимуту та кута міста відносно земних координат Все це сприяло б підвищенню ефективності вітроелектричної станції Поставлена задача досягається тим, що в аеростатичної вітроелектричної станції, яка складається з СПІВВІСНО і паралельно з'єднаних літальних апаратів, кожен з яких розміщений один над другим поздовжня вісь яких перпендикулярна до вектора швидкості вітру і у внутрішніх об'ємах яких розміщені газонаповнені і газонепроникні оболонки, котрі розділені на декілька ВІДСІКІВ, ізольованих один від одного, а також герметичні технологічні блоки в яких змонтовані енергетична і вимірювально-контролююча апаратура, при цьому пристрої відбору енергії вітру розміщені на несучих каркасах між паралельно з'єднаними літальними апаратами а також містяться пристрої передачі на Землю електричної енергії, новим являється те, що літальний комплекс виконаний щонайменш як з трьох СПІВВІСНО з'єднаних та паралельно орієнтованих один відносно одного літальних апаратів дископодібної форми, кожний з яких жорстко з'єднаний один з одним за допомогою вертикально орієнтованих профільованих жорстких стійок з розчалками, які рівномірно розміщені не менш як у два ряди на горизонтальних поверхнях несучих каркасів по колу відносно вертикальної центральної осі літальних апаратів на площині, замкненій між ЗОВНІШНІМ та внутрішнім діаметрами дископодібних корпусів цих апаратів, при цьому внутрішній діаметр обмежений не менш як трьома чвертями зовнішнього діаметра кожного дископодібного літального апарата, окрім цього, у просторі між паралельно з'єднаними літальними апаратами на поверхнях їх несучих каркасів, обмежених внутрішніми діаметрами дископодібних корпусів, розміщені і жорстко закріплені ортогональні пристрої відбору енергії вітру, які мають зв'язок з системою аеродинамічного керування режимами орієнтації та стабілізації літальним апаратом, а кожному з яких парна КІЛЬКІСТЬ та щонайменше чотири електрорушійні установки з повітряними гвинтами, які починаючи з кормової частини рівномірно розщташовані симетрично по обидві сторони від горизонтально-поздовжньої осі літального апарата, при цьому кермо управління вітроелектростанцією у вертикальній площині змонтовано у кормовій частині несучих каркасів ВІДПОВІДНО першого другого і третього літальних апаратів, а флюгери о-стабі л ізіруючі пристрої у горизонтальній площині у вигляді плоских вертикальних панелей жорстко закріплені між горизонтально-поздовжньою віссю, паралельною до вектора швидкості вітру і крайніми точками кормової частини першого, другого та третього літальних апаратів Окремим випадком використання є те, що - верхня та нижня ОКІНЦІВКИ ортогональних пристроїв відбору енергії вітру розміщені і жорстко закріплені у технологічних герметичних відсіках, які розташовані у частині внутрішнього об'єму кожного дископодібного літального апарата, - генератори електричної енергії через мультиплікатори приєднані до відповідних верхніх та нижніх ОКІНЦІВОК ортогональних пристроїв відбору енергії вітру, вертикальні осі яких перпендикулярні до вектора швидкості вітру та до несучих каркасів літальних апаратів - електрорушійні пристрої з повітряними гвинтами змонтовані на крилових тримачах симетрично і на однаковій відстані відносно горизонтальної осі літальних апаратів, горизонтальні осі яких паралельні до вертикальної площини флюгерностабілізувальної системи станції і до вектора швидкості вітру, - у електрорушійних пристроях використовуються електричні машини зворотного типу, - кормове опірення вітроелектростанції, яке входить до системи аеродинамічної орієнтації та стабілізації, виконано за схемою "складовий двотавр", котра складається з жорстких взаємноперпендикулярних площин, розташованих вздовж осоьових ЛІНІЙ кормової частини першого, другого та третього літальних апаратів, - технологічні герметичні ВІДСІКИ розташовані симетрично по відношенню до вертикальної осі ортогональних пристроїв відбору енерги вітру у нижньому та верхньому несучих каркасів ВІДПОВІДНО першого і другого, а також у нижньому та верхньому несучих каркасів ВІДПОВІДНО другого і третього літальних апаратів, - на верхній поверхні несучого каркаса першого літального апарата у центральній його частині виконана герметична приймальна камера для забезпечення доступу обслуговуючого персоналу у технологічні ВІДСІКИ ВІДПОВІДНО першого, другого та третього літальних апаратів, - вздовж осьової лінії по вертикалі кожного з літальних апаратів розміщена ліфтова камера, наприклад, жорсткої тороподібної форми, яка забезпечує доступ обслуговуючого персоналу до технологічних ВІДСІКІВ і надає конструктивної жорсткості літальному комплексу, - у просторі між першим, другим і третім літальними апаратами ліфтова камера має профілюючу конструкцію краплеподібної форми, при цьому більша вісь в площині її горизонтального перерізу повинна бути паралельна по відношенню до вертикальної площини "складового двотавра" кормового опірення, тобто до флюгерностабілізувальної системи вітроелектростанцГі, отже і до вектора швидкості вітру Технічний результат, який виражається в підвищенні ефективності, динамічної СТІЙКОСТІ І керованості, а також надійності в запропонованій конструкції вітроелектричної станції полягає в тому, що літальні апарати мають дископодібну форму, жорстко з'єднані один з одним за допомогою профілюючих стійок з розчалками, які рівномірно розміщені не менш ніж у два ряди на кільцевій поверхні несучих каркасів літальних апаратів, площа яких замкнена між ЗОВНІШНІМ І внутрішнім діаметрами цих апаратів, при цьому пристрої відбору енергії вітру розміщені на площині кола несучих 30034 каркасів, діаметр яких дорівнює трьом чвертям зовнішнього діаметра цих апаратів, а з метою підвищення керованості і СТІЙКОСТІ станції в повітряному потоці атмосфери і н орієнтації відносно земних координат - використовуються аеродинамічні і флюгерно-стабілізіруючі системи орієнтації та стабілізації в просторі атмосфери, яка розміщена в кормовій частині комплекса вздовж горизонтальної осьової лінії літальних апаратів Суть винаходу пояснюється кресленнями, де на фіг 1 зображена конструкція загального виду пропонованої вітроелектростанції, на фіг 2 вона ж у розрізі no A-A Станція (див фіг 1 і 2) складається з першого 1, другого 2 і третього 3 літальних апаратів дископодібної форми, у внутрішніх об'ємах яких можуть використовуватись зі змінним об'ємом балони 4, заповнені несучим газом, наприклад, гелієм і повітряні балонети 5, які виготовлені із сучасних легких, міцних і газонепроникних матеріалів Верхні 6, 7, 8 і нижні 9, 10, 11 поверхні несучих каркасів, кожного з дископодібного літального апаратів, підкріплені жорсткою обшивкою з використанням сучасних авіаційних матеріалів Згадані літальні апарати жорстко з'єднані співвісно і паралельно один одному при допомозі перпендикулярно-орієнтованих профільованих несучих стійок-стяжок з розчалками 12, які рівномірно розміщені і закріплені не менш ніж у два ряди на кільцеподібних поверхнях несучих каркасів, замкнених між ЗОВНІШНІМ 13 і внутрішнім 14 діаметрами літальних апаратів У просторі між паралельно з'єднаними літальними апаратами на нижніх і верхніх поверхнях їх несучих каркасів - на площині кола 15, обмеженої внутрішнім діаметром, рівним трьом чвертям зовнішнього діаметра літального апарата, розташовані на оптимальній відстані один від одного і жорстко закріплені пристрої відбору енергії вітру 16, наприклдад, ортогональної конструкції, вертикальна вісь якої перпендикулярна до вектора швидкості вітру При цьому верхній 17 і нижній 18 окінцівки пристрою відбору енергії вітру розміщені в герметичних технологічних відсіках 19 відпровідно між першим і другим, а також другим і третім літальними апаратами Герметичні технологічні ВІДСІКИ мають геометричні розміри, достатні для оптимального розміщення електрогенеруючої, вимірноконтролюючої апаратури, а також штатного обслуговуючого персоналу і розміщені у внутрішньому об'ємі дископодібних літальних апаратів на одній осі симетрії з пристроями відбору енергії вітру Доступ у технологічні ВІДСІКИ здійснюється за допомогою переходів (на фігурі не показані) від ліфтової трубоподібної камери 20, яка розміщена вздовж вертикальної осьової лінії літальних апаратів, перпендикулярна до них і до вектора швидкості вітру, з'єднує всі апарати і утворює жорстку зв'язану систему літального комплексу На верхній поверхні несучого каркасу першого літального апарату в центральній його частині, співпадаючій з вертикальною віссю літального комплексу, розміщена приймальна камера 21, яка призначена для доступу обслуговуючого персоналу і котра з'єднана з ліфтовою камерою На бокових поверхнях кормової частини, а також крайніх точках зовнішнього діаметру першого, другого і третього літальних апа ратів симетрично відносно їх середньої поздовжньої горизонтальної площини виступають крилові підтримувані 22, на яких розміщені і жорстко закріплені електрорушійні установки 23 з повітряними гвинтами 24, які призначені для забезпечення зміни положення АВЕС по азимуту і куту місця відносно земних координат У кормовій частині АВЕС розміщені флюгерно-стабілізуючі пристрої 25, які жорстко закріплені вздовж поздовжньої горизонтальної осі літальних апаратів у вигляді плоских вертикальних панелей відповідно між першим, другим та третім літальними апаратами - паралельно орієнтованих до вектора швидкості вітру та з лінійними розмірами, вздовж горизонтальної осі рівній не менш як одній чверті зовнішнього радіуса кожного з цих апаратів, а також рулі керування у горизонтальній площині 26, які об'єднані разом з стабілізаторами до кормового пристрою "складовий двотавр" Крім цього, у кормаовій частині АВЕС розміщені рулі керування станцією у вертикальній площині 27, які розміщені на крилових підтримувачах, а також на кормовій ДІЛЯНЦІ верхнього та нижнього несучих каркасів відповідно першого, другого та третього літальних апаратів, які при ЗМІНІ своєї орієнтації від горизонтального положення до вертикального та навпаки - виконують функцію рулю керування АВЕС у вертикальній площині На ЗОВНІШНІЙ стороні несучих каркасів літальних апаратів АВЕС закріплені скоби 28, які служать для закріплення станції за допомогою високоміцних тяг 29 з Змлею, а електрична енергія, що генерується, за допомогою кабелів ЗО підводиться до існуючої на Землі електроенергетичної системи, чи за допомогою СВЧ-випромінювання, перетворена електрична енергія, направляється на наземні перетворюючі пристрої Принцип дії аеростатичної вітроелектричної станції заснований на тому, що потоки вітру струйних течій, потрапляючи до простору між паралельно з'єднаними літальними апаратами 1, 2, 3 діють на лопаті пристроїв відбору енергії вітру 16 У конструкції АВЕС, що пропонується, найбільш зручно використовувати ВІДОМІ ортогональні вітроагрегати, наприклад, крилового профілю, тангенційна складова підйомної сили яких при русі у вітровому потоці утворює тягнучу силу крила та при визначених кутах атаки забезпечує додатній момент обернення на валу вітроагрегату При цьому потужність електричної енергії, що виробляється АВЕС, визначається виразом Np=E pv L D n, Де є - коефіцієнт використання потужності вітрового потоку, р - питома ЩІЛЬНІСТЬ повітря, кг/м3, L - довжина лопаті, м, D - діаметр вітроколеса, м, v - швидкість вітрового потоку, що натікає, м/сек, п - КІЛЬКІСТЬ пристроїв відбору енергії' вітру (вітроагрегатів) Кожний з "п" пристроїв відбору енергії вітру 16 своїми верхніми та нижніми 18 окінцівками з'єднуються через ВІДПОВІДНІ мультиплікатори - редуктори з генераторами електричної енергії (на фігурі не показані), які розміщені у технологічних герме 30034 тичних відсіках 19. Наявність герметичних технологічних відсіків дозволяє захистити обладнання, електронно-вимірювальну апаратуру та обслуговуючий персонал від впливу оточуючого середовища. Електрична енергія, що виробляється на АВЕС за допомогою відомих пристроїв перетворення та її передачі ЗО підводиться до Існуючої електроенергетичної системи на Землі. Надійність та покращення аеродинамічних характеристик АВЕС забезпечується паралельно з'єднаними літальними апаратами 1, 2, 3, несучі каркаси яких 6,7, 8 І 9, 10, 11 мають дископодібну форму, які підкріплені жорсткою обшивкою. Усередині літальних апаратів розміщені оболонки із змінним об'ємом, які наповнюються несучим газом, наприклад, гелієм, а також повітряні балонети 5. Жорсткість механічних зв'язків паралельно з'єднаних літальних апаратів забезпечується оптимальною кількістю перпендикулярно орієнтованих до них стійок - стяжок з розчалками 12, які з метою зменшення коефіцієнта лобового опору мають профільовану краплеподібну форму, при цьому велика вісь їх горизонтального перерізу повинна бути паралельна відносно флюгерно-стабілізованого пристрою 25, а і, відповідно, до вектора швидкості вітру, а також наявністю трубоподібної ліфтової камери 20, яка представляє собою герметичну трубю, у середині якої розміщується ліфт. За допомогою ліфта забезпечується доступ обслуговуючого персоналу як у герметичні технологічні відсіки 19 АВ£С, так і до пристроїв відбору енергії вітру 16 Трубоподібна ліфтова камера, яка розміщена вздовж центральної вертикальної осі АВЕС, проходячи центр літальних апаратів 1,2, 3 є зв'язуючим несучим елементом між цими апаратами та разом з ними утворює жорстку механічну систему комплексу. З метою зменшення лобового опору трубова ліфтова камера 20 між літальними апаратами 1, 2, 3 має також профільовану краплеподібну форму, при цьому велика вісь її горизонтального перерізу повинна бути паралельна по відношенню до вертикальної площини флюгерно стабілізіруючого пристрою 25 з, відповідно, і до вектора швидкості вітру. Орієнтування АВЕС у повітряному просторі атмосфери та її стабілізація відносно земних координат по азимуту та куту місця здійснюється за допомогою флюгерно-стабілізіруючої системи 26, 27 та електрорушійних пристроїв 23. Відомо, що струйні течії вітру в зоні тропопаузи для північної півкулі Зепмлі мають східне направлення. Тому у процесі запуску АВЕС флюгерно-стабілізіруюча система 25 під впливом повітряного потоку поверне станцію - кормовою частиною в східному напрямку, а носову у західному. При цьому установка АВЕС у задану точку тропопаузи і відносно земних координат, при яких буде забезпечений оптимальний кут атаки комплексу при мінімально допустимому лобовому опорі та максимальному відбору потужності від вітрового потоку, здійснюється з допомогою електрорушійних пристроїв з повітряними гвинтами 21, 24 та рулів керування 26, 27. Електрорушійні пристрої у процесі запуску АВЕС та підтримання її у заданій точці координат можуть живитися як від земних джерел живлення, так І частково від вітряних джерел енергії, яка виробляється на борту станції Після встановлення АВЕС у заданій точці координат ЇЇ електрорушійні пристрої, внаслідок використання машин зворотного типу, виконують функції додаткових генераторів електричної енергії, перетворюючи енергію вітру тропопаузи Електрична енергнія, що генерується пристроями відбору енергії вітру 16, поступає на систему ЇЇ перетворення та передачі ЗО, після чого вона підводиться до існуючої електроенергетичної системи на Землі. На несучих конструкціях літальних апаратів закріплені скоби 28, які служать для закріплення АВЕС за допомогою високоміцних тяг-тросів 29 з Землею. При цьому змінювати положення АВЕС у атмосферному просторі відносно земних координат можна не тільки за допомогою електрорушійних пристроїв, але також використати метод натяжіння або ослаблення тягтросів 29, тим самим пасивним шляхом керувати аеродинамікою вітроелектричної станції. 30034 Фіг. 2 30034 ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 Підписанододруку 0% 0$2003 р. Формат60x84 1/8. Обсяг С ^ о б л . - в и д . арк. Тираж 34 прим. Зам. JStyJ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 \

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Selivanov's aerostatic wind-electric generating station with aerodynamic control

Автори англійською

Selivanov Mykola Vsevolodovych

Назва патенту російською

Аэростатическая ветроэлектрическая станция селиванова с аэродинамическим управлением

Автори російською

Селиванов Николай Всеволодович

МПК / Мітки

МПК: B64B 1/44, B64B 1/50

Мітки: керуванням, аеродинамічним, селіванова, станція, аеростатична, вітроелектрична

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/8-30034-aerostatichna-vitroelektrichna-stanciya-selivanova-z-aerodinamichnim-keruvannyam.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Аеростатична вітроелектрична станція селіванова з аеродинамічним керуванням</a>

Подібні патенти