RU2335656C1 - Wind power generator - Google Patents

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к устройствам для преобразования кинетической энергии ветрового потока в электрическую энергию.The invention relates to wind energy, and in particular to devices for converting the kinetic energy of a wind stream into electrical energy.

Известна ветряная теплоэлектростанция, содержащая ветроагрегат, включающий ветроколесо барабанного типа, электрогенератор, соединенный с тепловым аккумулятором (см., например, RU 2142573 C1 МПК F03D 9/02, оп. 1999) [1].Known wind power plant containing a wind turbine including a drum-type wind wheel, an electric generator connected to a heat accumulator (see, for example, RU 2142573 C1 IPC F03D 9/02, op. 1999) [1].

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство ветроэнергетической установки, предназначенной для преобразования кинетической энергии в электрическую энергию. Установка содержит две соединенные под углом рамы с размещенными на них ветрогенераторами, установленными на общем поворотном основании (см., например, RU 2239092 С1, МПК 5/00, оп. 2004) [2].Closest to the proposed invention is a device of a wind power installation designed to convert kinetic energy into electrical energy. The installation contains two angled frames with wind generators placed on them, mounted on a common rotary base (see, for example, RU 2239092 C1, IPC 5/00, op. 2004) [2].

Однако известные устройства [1], [2] сложны по конструкции и не полностью используют мощность ветрового потока.However, the known devices [1], [2] are complex in design and do not fully utilize the power of the wind flow.

Техническим результатом применения предложенного ветроэлектрогенератора (ВЭГ) является полное использование различных по силе ветровых потоков для получения автономной электроэнергии в различных регионах.The technical result of the application of the proposed wind generator (VEG) is the full use of different in strength wind flows to produce autonomous electricity in different regions.

Для достижения технического результата предлагается ветроэлектрогенератор, содержащий ветрогенератор и электрогенератор, ветрогенератор соединен через электрогенератор с внутренней электрической цепью (ВЭЦ), состоящей из накопителя и стабилизатора электроэнергии, соединенного с потребителем электроэнергии, по периметру ротора ветрогенератора расположен направляющий экран-дефлектор, состоящий из рамы экрана-дефлектора и жалюзи ротора ветрогенератора в виде раздвижных вертикальных щитов, образующих защитный экран ветрогенератора.To achieve a technical result, it is proposed a wind generator comprising a wind generator and an electric generator, the wind generator is connected through an electric generator to an internal electric circuit (WEC) consisting of an energy storage device and a stabilizer connected to an electricity consumer, and a guiding screen-deflector consisting of a screen frame is located around the perimeter of the wind generator rotor - deflectors and shutters of a rotor of a wind generator in the form of sliding vertical boards forming a protective screen of a wind generator .

На фиг.1 показана блок-схема предложенного устройства; на фиг.2 - общий вид ветроэлектрогенератора; на фиг.3 - ротор ветрогенератора; на фиг.4 - вид сверху на фиг.3; на фиг.5 - направляющий экран-дефлектор; на фиг.6 - вид сверху на фиг.5.Figure 1 shows a block diagram of the proposed device; figure 2 is a General view of the wind generator; figure 3 - the rotor of the wind generator; figure 4 is a top view of figure 3; figure 5 - guide screen deflector; figure 6 is a top view of figure 5.

Устройство содержит ветрогенератор (ВГ) 1 и электрогенератор 2, (ВЭЦ) 3, состоящую из накопителя 4 энергии и стабилизатора 5 электроэнергии, соединенного с потребителем 6 электроэнергии. По периметру ротора 9 ветрогенератора 1 расположен направляющий экран-дефлектор (НЭД) 7, состоящий из рамы 8 и жалюзи ротора 9 (ВГ) 1 в виде раздвижных вертикальных щитов 11, образующих упомянутый защитный экран 7 (ВГ) 1, и раму 10 ротора.The device comprises a wind generator (VG) 1 and an electric generator 2, (VEC) 3, consisting of an energy storage device 4 and an electric power stabilizer 5 connected to the electric power consumer 6. Along the perimeter of the rotor 9 of the wind generator 1 is a guide screen-deflector (NED) 7, consisting of a frame 8 and the blinds of the rotor 9 (VG) 1 in the form of sliding vertical shields 11, forming the said protective screen 7 (VG) 1, and the frame 10 of the rotor.

Для защиты ротора 9 (ВГ) 1 от ветрового потока устанавливают раму (НЭД) 8, изготовленную из прочных материалов (сталь, пластик и т.д.). К раме 8 НЭД крепят щиты 11 жалюзи (ВГ) 1.To protect the rotor 9 (VG) 1 from the wind flow, a frame (NED) 8 is installed, made of durable materials (steel, plastic, etc.). Shields 11 shutters (VG) 1 are attached to the frame 8 NED.

Жалюзи (ВГ) 1 выполнены в виде раздвижных вертикальных щитов 11 с лепестковыми или кольцеобразными составляющими. Жалюзи регулируют мощность ветрового потока и являются щитами, защищающими ротор 9 (ВГ) 1 от сильного ветрового потока. В зависимости от мощности (ВГ) 1 площадь жалюзи может составлять от 35 до 700 м². Для изготовления жалюзи используются различные по составу пластмассы и полимеры. Крепление жалюзи осуществляют при помощи металлических штырей, которые проходят от нижнего до верхнего конца рамы 10 ротора 9. Ось ротора 9 (ВГ) 1 установлена на подшипниках, расположенных в верхней и нижней части рамы 8 (НЭД) 7, и перпендикулярна земной поверхности, что позволяет использовать различные направления ветрового потока.The blinds (VG) 1 are made in the form of sliding vertical shields 11 with petal or ring-shaped components. The blinds regulate the power of the wind flow and are shields protecting the rotor 9 (VG) 1 from a strong wind flow. Depending on the power (SH) 1, the area of the blinds can be from 35 to 700 m ² . For the manufacture of blinds, plastics and polymers of various compositions are used. The blinds are fastened using metal pins that extend from the lower to the upper end of the frame 10 of the rotor 9. The axis of the rotor 9 (VG) 1 is mounted on bearings located in the upper and lower parts of the frame 8 (NED) 7 and is perpendicular to the earth’s surface, which allows you to use different directions of the wind flow.

Устройство работает следующим образом. Ротор 9 (ВГ) 1, получая вращение от ветрового потока, передает силу вращения ротору электрогенератора 2, при вращении которого вырабатывается электроэнергия. От электрогенератора 2 полученная электроэнергия одновременно поступает в накопитель 4 и стабилизатор 5 (ВЭЦ) З. В стабилизаторе 5 происходит выравнивание параметров по напряжению и силе тока. Полученную электроэнергию со стабилизатора 5 направляют потребителю 6 в жилые и производственные помещения и комплексы.The device operates as follows. The rotor 9 (VG) 1, receiving rotation from the wind flow, transmits the rotation force to the rotor of the electric generator 2, during rotation of which electricity is generated. From the generator 2, the resulting electricity simultaneously enters the drive 4 and the stabilizer 5 (VEC) Z. In the stabilizer 5, the parameters are equalized by voltage and current. The resulting electricity from the stabilizer 5 is sent to the consumer 6 in residential and industrial premises and complexes.

В процессе работы учитывается скорость ветрового потока, которая может меняться в широких пределах, что в свою очередь оказывает значительное влияние на скорость вращения ротора 9 (ВГ) 1. При увеличении скорости ветра выше допустимого (13,9-32,7 м/с) срабатывает защитная система (ВГ) 1, закрывающая жалюзи ротора 9.In the process, the speed of the wind flow is taken into account, which can vary within wide limits, which in turn has a significant effect on the rotor speed of the rotor 9 (VG) 1. With an increase in wind speed above the permissible (13.9-32.7 m / s) triggered protective system (VG) 1, closing the blinds of the rotor 9.

Пример(ы). Кинетическая энергия ветрового потока, поступающая через ветрогенератор 1, преобразуется в механическую, в частности в энергию вращения.Example (s). The kinetic energy of the wind flow entering through the wind generator 1 is converted into mechanical energy, in particular, into rotation energy.

Полученная механическая энергия через электрогенератор 2 преобразуется в электроэнергию.Received mechanical energy through an electric generator 2 is converted into electricity.

Электроэнергия поступает в (ВЭЦ) 3, состоящую из накопителя 4 электроэнергии, установленного на входе (ВЭЦ) 3. На выходе (ВЭЦ) 3 установлен стабилизатор 5 электроэнергии, от которого полученная электроэнергия поступает в потребителю 6 в жилых помещениях.Electricity is supplied to (WEC) 3, which consists of an electric energy storage 4 installed at the inlet (WEC) 3. At the outlet (WEC) 3, a power stabilizer 5 is installed, from which the received electricity is supplied to consumer 6 in residential premises.

Возможен другой вариант подключения (ВЭЦ) 3, а именно (ВЭЦ) 3 подключают от электрогенератора 2 к стабилизатору 5 напрямую, без подключения к накопителю 4. От стабилизатора 5 электроэнергия поступает к потребителю 6.Another connection option (WEC) 3 is possible, namely (WEC) 3 is connected directly from the generator 2 to the stabilizer 5, without connecting to the drive 4. From the stabilizer 5, electricity is supplied to the consumer 6.

Возможен вариант передачи механической энергии от (ВГ) 1 в накопитель 4 механической энергии, например в баллоны со сжатым воздухом (не показано).A variant of the transfer of mechanical energy from (SH) 1 to the drive 4 of mechanical energy, for example, into cylinders with compressed air (not shown).

Техническая эффективность предлагаемого (ВЭГ) состоит в следующем:The technical effectiveness of the proposed (VEG) is as follows:

- Бесшумность вследствие низкой частоты вращения ротора (менее 2 об/с). Малая стартовая скорость ветрового потока (0,5 м/с).- Noiselessness due to low rotor speed (less than 2 r / s). Low starting speed of the wind flow (0.5 m / s).

- Малые габариты для получения выходной мощности вращения ротора.- Small dimensions to obtain the output power of the rotor.

- Полное использование энергии ветрового потока.- Full utilization of wind flow energy.

- Возможность размещения (ВЭГ) на крышах зданий любого типа.- Ability to place (VEG) on the roofs of buildings of any type.

- Использование (ВЭГ) на территории зон отдыха, кафе, дискотек, а также в условиях отсутствия линий электропередач или их перегруженности.- Use (VEG) on the territory of recreation areas, cafes, discos, as well as in the absence of power lines or their congestion.

- Использование (ВЭГ) на плавучих платформах различных акваторий.- Use (VEG) on floating platforms of various water areas.