Ветроэнергетическая установка

 

Изобретение позволяет повысить выработку электроэнергии путем расширения диапазона рабочих скоростей ветра при наибольшем коэффициенте использования его энергии. С увеличением скорости ветра мощность электрогенераторов 11 двух ветроагрегатов установки поддерживается постоянной изменением сначала диаметра ветроколеса первого ветроагрегата вплоть до своего минимального диаметра, равного максимальному диаметру ветроколеса второго ветроагрегата, а затем уменьшением диаметра ветроколеса второго ветроагрегата. Изменение диаметров осуществляется механизмами, каждый из которых имеет приводной двигатель 12, кинематически связанный с ним валик 13, расположенный коаксиально в полости вала 3, размещенного на поворотном основании 2, коническое зубчатое колесо 14, размещенное ва втулке 5 ветроколеса, ходовые винты, установленные коаксиально внутри махов 6 с коническими шестернями 16, контактирующими с колесом 14, и гайки, взаимодействующие с винтами и закрепленные на лопастях. При изменении диаметра лопасти перемещаются вдоль махов, а последние поворачиваются, сохраняя оптимальный угол установки лопастей, соответствующий максимальному КПД установки. Поворот махов осуществляется устройством, содержащим расположенный во втулке 5 соосно с валом 3 приводит с коническим зубчатым колесом и контактирующие с последним конические шестерни, закрепленные на махах 6. Стабилизатор частоты тока электрогенератора поддерживает ее постоянной при любых значениях диаметров ветроколес, работающих с максимальным коэффициентом использования энергии ветра. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1612107 А 1 (51)5 Г 03 Р 7/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4326725/25-06 (22) 09.11.87 (46) 07.12.90. Бюл. № 45 (75) Ш. Н. Хуцишвили (53) 621.548 (088.8) (56) Патент США № 4495423, кл. 290/44, опублик. 1985. (54) ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА (57) Изобретение позволяет повысить выработку электроэнергии путем расширения диапазона рабочих скоростей ветра при наибольшем коэффициенте использования его энергии. С увеличением скорости ветра мощность электрогенераторов 11 двух ветроагрегатов установки поддерживается постоянной изменением сначала диаметра ветроколеса первого ветроагрегата вплоть до своего минимального диаметра, равного максимальному диаметру ветроколеса второго ветроагрегата, а затем уменьшением диаметра ветроколеса второго ветроагрегата. Изменение диаметров осуществляется механизмами, каждый из которых имеет приводной двига2 тель 12, кинематически связанный с ним валик 13, расположенный коаксиально в полости вала 3, размещенного на поворотном основании 2, коническое зубчатое колесо 14, размещенное во втулке 5 ветроколеса, ходовые винты, установленные коаксиально внутри махов 6 с коническими шестернями 16, контактирующими с колесом 14, и гайки, взаимодействующие с винтами и закрепленные на лопастях. При изменении диаметра лопасти перемещаются вдоль махов, а последние поворачиваются, сохраняя оптимальный угол установки лопастей, соответствующий максимальному КПД установки.

Поворот махов осуществляется устройством, содержащим расположенный во втулке 5 соосно с валом 3 привод с коническим зубчатым колесом и контактирующие с последним конические шестерни, закрепленные на махах 6. Стабилизатор частоты тока электрогенератора поддерживает ее постоянной при любых значениях диаметров ветроколес, работающих с максимальным коэффициентом использования энергии ветра. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1612107 е роагрегата установлено на большем расстоянии.

Формула изобретения

Изобретение относится к ветроэнергетик и касается установок с ветроколесами изменяемого диаметра и угла установки ло, пастей.

Целью изобретения является повышение ,выработки электроэнергии путем расширения диапазона рабочих скоростей ветра при наибольшем коэффициенте использования его энергии.

На фиг. 1 представлена упрощенная принципиальная схема ветроэнергетической установки; на фиг. 2 схема ветроагрегатов уста: новки; на фиг. 3 — ветроколесо.

Ветроэнергетическая установка содержит башню 1, установленное на ней поворотное основание 2 и ветроагрегат, включающий горизонтальный полый вал 3, размещенный на основании 2, ветроколесо 4, выполненное в виде закрепленной на валу 3 втулки 5 и установленных на ней при помощи полых радиальных махов 6 лопастей 7, устройство изменения угла установки лопастей 7, выполненное в виде расположенного во втулке 5 соосно с валом 3 привода 8 с коническим зубчатым колесом 9 и контактирующих с последним конических шестерен 10, закрепленных на махах 6, и электрогенератор 11, кинематически связанный с валом 3. Ветроагрегат снабжен механизмом изменения диаметра ветроколеса 4, выполненным в виде приводного двигателя 12, кинематически связанного с ним валика 13, расположенного коаксиально в полости вала 3 и снабженного коническим зубчатым колесом 14, размещенным во втулке 5, ходовых винтов 15, установленных коаксиально внутри махов 6 и снабженных коническими шестернями 16, контактирующими с зубчатым колесом 14, и гаек 17, закрепленных на лопастях 7 и взаимодействующих с винтами 15. Электрогенератор 11 снабжен стабилизатором частоты тока, а лопасти 7 установлены на махах 6 с возможностью перемещения вдоль них. Установка снабжена вторым ветроагрегатом, аналогичным первому, ветроколесо 4 которого установлено соосно ветроколесу 4 первого ветроагрегата и имеет максимальный диаметр д-., равный минимальному диаметру Р-. ветроколеса 4 первого ветроагрегата. Кинематическая связь электрогенератора 11 с валом 3 выполнена в виде конического редуктора 18, а валика 13 с двигателем 12 — в виде планетарного редуктора 19

Для регулирования ветроагрегатов при работе установка снабжена системой 20 управления, для накопления излишков электроэнергии — аккумуляторной батареей 21, а для работы в безветрие и при разряде батареи 21 установка содержит резервный дви атель 22, например дизель-генератор, связанный рабочей машиной 23. Для ориентации ветроколес 4 пс ветру они установлены на разных расстояниях от вертикальной оси башни 1, причем ветроколесо 4 первого ветПри малых скоростях ветра ветроколеса 4 имеют максимальные диаметры. Вращение ветроколес 4 через редуктор 18 передается электрогенератором 11, работающим при постоянном уровне мощности и частоты тока, которая обеспечивается стабилизаторами. С увеличением скорости ветра система

10 управления дает команду приводному двигателю 12 первого ветроагрегата на вращение валика 13 и перемещение с помощью зубчатого колеса 14 шестерен 16, винтов 15 и гаек 17 лопастей 7 вдоль махов 6 в сторону

15 уменьшения диаметра ветроколеса 4. При этом мощность и частота тока электрогенераторов 11 остаются постоянной, а махи 6 при помощи шестерен 10, колеса 9 и привода 8 поворачивают лопасти 7, сохраняя оптимальный угол их установки, соответствую20 щий максимальному коэффициенту использования энергии ветра ветроколесом 4 и максимальному .КПД всей установки. При дальнейшем увеличении скорости ветра поддержание постоянной мощности и максималь ного значения КПД производится уменьше25 нием диаметра ветроколеса 4 первого ветроагрегата вплоть до его минимального значения, соответствующего максимальному диаметру ветроколеса второго агрегата. Далее регулирование осуществляется аналогичным

30 изменением диаметра ветроколеса 4 второго ветроагрегата с сохранением угла установки его лопастей 7, соответствующим максимальному значению КПД установки. При штормовых ветрах, когда ветроколеса 4 имеют минимальные диаметры, останов уста35 новки осуществляют переводом лопастей 7 ветроколес 4 во флюгерное положение.

1. Ветроэнергетическая установка, содер40 жащая башню, установленное на ней поворотное основание и ветроагрегат, включающий горизонтальный полый вал, размещенный на основании, ветроколесо, выполненное в виде закрепленной на валу втулки и

45 установленных на ней при помощи полых радиальных махов лопастей, устройство изменения угла установки лопастей, выполненное в виде расположенного во втулке ссюсно с валом привода с коническим зубчатым колесом и контактирующих с последним ко50 нических шестерен, закрепленных на махах, и электрогенератор, кинематически связанный с валом, отличающаяся тем, что, с целью повышения выработки электроэнергии путем расширения диапазона рабочих скоростей ветра при наибольшем коэффициенте исполь55 зования его энергии, ветроагрегат снабжен механизмом изменения диаметра ветроколеса, выполненным в виде приводного двигателя, кинематически связанного с ним вали1612107

Фиг. 1 ка, расположенного коаксиально в полости вала и снабженного коническим зубчатым колесом, размещенным во втулке, ходовых винтов, установленных коаксиально внутри махов и снабженных коническими шестернями, контактирующими с зубчатым колесом, и гаек, закрепленных на лопастях и взаимодействующих с винтами, электрогенератор снабжен стабилизатором частоты тока, а лопасти усатновлены на махах с возможностью перемещения вдоль них.

2. Установка по и. I отличающаяся тем, что она снабжена вторым ветроагрегатом, аналогичным первому, ветроколесо которого установлено соосно с ветроколесом первого ветроагрегата и имеет максимальный диаметр, равный минимальному диаметру ветроколеса первого ветроагрегата.

1612107

Составитель П. Баклушин

Редактор Л. Гратилло Техрел А. Кравчук Корректор М. Шароши

Заказ 3821 Тираж 356 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101