Арктическая ветроэнергетическая установка

Изобретение относится к области возобновляемых источников энергии и может быть использовано для энергоснабжения различных объектов преимущественно в Арктике и других районах, отличающихся сильными ветрами. Арктическая ветроэнергетическая установка содержит фундамент, мачту, ветродвигатель, преобразователи и накопители энергии. Ее фундамент выполнен в виде трубчатой конструкции, содержащей испаритель термосифона в виде расположенных в вечной мерзлоте герметичных вертикальных скважин, частично заполненных легкокипящей жидкостью, например аммиаком. Трубчатое основание мачты расположено на скважинах и выполнено с обеспечением функции конденсатора термосифона. Изобретение позволит существенно повысить живучесть арктических ветроэнергетических установок в условиях сильных порывов ветра (до 75 м/с) и снизить капитальные затраты на их строительство. 1 ил.

 

Изобретение относится к области энергетики и предназначено для использования в качестве экологически чистого возобновляемого источника тепловой и электрической энергии в Арктике и других районах Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока, отличающихся низкой температурой атмосферного воздуха, сильными ветрами и практически круглогодичным отопительным периодом.

В настоящее время для энергоснабжения различных объектов в указанных районах нашей страны используются автономные источники энергии небольшой мощности (до 1 МВт), преимущественно в виде дизельных электростанций (ДЭС) и отопительных котлов, работающие на не возобновляемом органическом топливе. По данным заместителя председателя Правительства РФ Д.О. Рагозина (в ходе заседания Государственной комиссии по вопросам развития Арктики, состоявшемся 9 июня 2016 года в Новосибирске), на эти цели ежегодно завозится 6-8 млн. тонн нефтепродуктов, преимущественно в виде дорогостоящего арктического дизельного топлива и около 20-25 млн. тонн каменного угля. Общая стоимость органического топлива более 500 миллиардов рублей [1]. Топливо доставляется потребителям ежегодно летом в ходе так называемого «Северного завоза».

Огромные бюджетные средства, расходуемые на «Северный завоз», являются следствием как удаленности потребителей от источников снабжения, так и слабой транспортной инфраструктуры указанных районов нашей страны. По этой причине стоимость топлива в Арктике и других районах Крайнего Севера нередко удваивается и утраивается, по сравнению с ценами производителей [1]. Еще боле ста лет назад наш выдающийся соотечественник Д.И. Менделеев утверждал: «Сжигать нефть - это все равно, что топить печь ассигнациями». Однако, несмотря на это, до сих пор Крайний Север отапливаем «ассигнациями».

Кроме огромных затрат, применение для указанных целей органического топлива, особенно мазута и каменного угля, крайне нежелательно по экологическим соображениям, поскольку при сжигании такого топлива выбрасывается в атмосферу Арктики ежегодно около 300 млрд. м3 дымовых газов, в том числе сотни тонн сажи, сернистого ангидрида (SO3), окислов азота (NO2) и парниковых газов (СО2), губительно действующих на растительный и животный мир тундры.

Кроме того, существенным недостатком арктических тепловых генераторов (котлов), небольшой мощности, работающих на сравнительно дешевом твердом топливе - каменном угле, является: нерешенность проблемы автоматической подачи в топки котлов топлива и удаления из них шлака, а также их низкий КПД, необходимость содержания при этом специального персонала - кочегаров, в условиях тяжелого и вредного для здоровья человека ручного труда [2].

Вместе с тем реальной альтернативой углю и мазуту в настоящее время может быть только дорогостоящее арктическое дизельное топливо, однако такая замена, не решая кардинально экологическую проблему, повысит и без того высокую стоимость «Северного завоза» еще примерно в полтора раза.

Экологический ущерб при производстве энергии в Арктике может быть существенно уменьшен при применении в качестве топлива сжиженного природного газа (СПГ). Однако, в связи с тем что температура СПГ составляет минус 161°C, его применение для указанных целей потребует коренной перестройки существующих средств доставки топлива, а также применения специальных (криогенных) устройств для длительного хранения, подачи и сжигания СПГ в ДЭС и в отопительных котлах.

Для целей энергообеспечения объектов Арктики могут быть также использованы разработанные в последнее время атомные станции малой мощности (АСММ), но их применение непосредственно связано с решением проблемами безопасности этих установок, а также утилизации радиоактивных отходов, в том числе выработавших свой ресурс ядерных реакторов.

Несмотря на то, что атомной энергетике уже более 60 лет, однако крупнейшие катастрофы на АЭС с гибелью людей и с убытками в сотни миллиардов долларов происходят недопустимо часто, с учетом, разумеется, их масштабов. Причем, эти катастрофы происходят в самых передовых в научном и техническом отношении странах мира: в США (Три-Майл-Айленд, 1979 г.) в СССР (Чернобыль, 1986 г.) и в Японии (Фукусима, 2011 г.). Эти катастрофы самым убедительным образом свидетельствуют о бессилии современной науки и техники гарантировать безопасность атомной энергетики, тем более - в условиях наличия у наших вероятных противников высокоточного оружия с особым электромагнитным эффектом (ЭМИ).

Анализ опыта использования известных генераторов тепловой и электрической энергии для решения энергетических проблем в Арктике, показал низкую приспособляемость, либо полную непригодность данной техники к применению ее условиях Крайнего Севера. Кроме того, такая адаптация известных технологий связана, как правило, с огромными экономическими и экологическими потерями.

В настоящее время проживает в Арктике 2,5 миллионов человек. В ближайшие годы (в течение 15 лет) эта численность может увеличиться в несколько раз. Наша страна планирует реализовать в Арктике около 150 проектов, на сумму 5 триллионов рублей. Для этого, кроме денег, нужны квалифицированные кадры, которые будут работать на Крайнем Севере только в условиях, соответствующих современным стандартам жизни.

Поэтому неслучайно, что Заместитель Председателя Правительства РФ Д.О. Рагозин, в ходе упомянутого выше заседания Государственной комиссии по вопросам развития Арктики, заявил, что «Арктическая зона обладает как существенным потенциалом, так и насущной потребностью в применении возобновляемых источников энергии, … прежде всего энергии ветра, солнца, малых рек… Кроме того, возобновляемая энергетика - один из ключевых факторов обеспечения экологической безопасности в Арктике и, одновременно, сохранения коренных народов Севера» [1].

Таким образом, для выполнения исключительно важной государственной программы по освоению Арктики необходимы принципиально новые, экологически чистые генераторы тепловой и электрической энергии, работающие на возобновляемых энергоносителях, таких как ветер, солнечное излучение, гидроэнергия рек и приливов, тепло недр Земли и т.п.

Учитывая высокую скорость ветров в Арктике, их достаточно высокую стабильность, в том числе и независимость от времени суток и года, можно утверждать, что именно ветер является наиболее эффективным источником энергии на Крайнем Севере и Дальнем Востоке. Потенциальные возможности использования ветра, для преобразования его тепловую и электрическую энергию, определяются, прежде всего, тем, что мощность воздушного потока N в кубе зависит от скорости ветра [3]:

где ν - скорость ветра, ρ - плотность воздуха, S - ометаемая площадь.

Например, при скорости ветра в Арктике 40 м/с и температуре воздуха минус 40°C, мощность пока воздуха площадью 1 м2 составляет около 100 кВт. Однако известные энергетические установки - ветроэлектрические станции (ВЭС), предназначенные для выработки электроэнергии стандартного качества, используют потенциальную энергию ветра далеко не полностью (не выше 50%) и в настоящее время, как правило, с приведенными затратами превышающими затраты на эти же цели тепловых станций, например ДЭС.

Для достижения сравнительно высокого коэффициента использования ветра известные ВЭС должны иметь в своем составе ряд дорогостоящих устройств: массивный бетонный фундамент, высокую прочную мачту (башню); рабочее ветроколесо с лопастями, большого диаметра, систему поворота (изменения угла атаки) лопастей, тормозную систему; коробку передач (мультипликатор); электрический генератор с контактными кольцами (токособирателями); инвертор; выпрямители; аккумуляторы; блок управления с системой автоматического поворота ветроколеса на ветер; систему молниезащиты и т.д.

Кроме того, ветродвигатели могут работать с высоким КПД только при заранее определенном соотношении скорости ветра и окружной скорости (оборотах) ветроколеса, то есть только стабильном, при наперед заданным коэффициенте быстроходности [3], что достичь в во всем диапазоне и постоянно меняющейся скорости ветра, используя известные технические решения, до последнего времени было практически невозможно.

Этот фундаментальный недостаток ветроэнергетики заявителю удалось решить за счет преобразования кинетической энергии ветра в тепловую и электрическую энергию, патенты РФ №2231687 С1, 27.06.2004; №2253040 С1, 27.05. 2005; №2576074 С1, 02.02.2016: №2610164 С1, 08.02.2017 (4-7). В указанных устройствах автоматически поддерживая оптимальное значение быстроходности ветроколеса ветродвигателя при изменении скорости ветра, что позволяет существенно повысить эффективность ветродвигателей (повысить коэффициент использования ветра и одновременно понизить капитальные затраты, в расчете на киловатт установленной мощности) [3].

Но наиболее близким с заявленным изобретением по устройству и назначению с известным техническим решением, преобразующим кинетическую энергию ветра в теплоту, следует считать ветротеплогенератор (патент RU 2576074 С1) [6], в котором использованы ортогональный ветродвигатель и тепловой генератор, работающий по принципу регулятора Уатта, что исключает необходимость применения сложного мультипликатора, инвертора и ряда других дорогих и малонадежных устройств. Одновременно это техническое решение не требует постоянной корректировки поворота ветроколеса ветродвигателя «на ветер» (навстречу ветру).

С учетом изложенного ветротеплогенератор (патент RU 2576074 С1) принят в качестве наиболее близкого аналога-прототипа заявленному устройству. Вместе с тем выбранному прототипу, как и другим известным ветроэнергетическим установкам, присущ существенный недостаток, особенно в условиях Арктики, - низкая живучесть (потеря прочности и устойчивости) в условиях сильных ветров (максимально возможные порывы ветра на побережье Северного Ледовитого океана достигает 75 метров в секунду), а также вибраций установки в условиях неравномерного обледенения подвижных ее элементов, особенно - ветроколеса.

Давление ветра (прокидывающая нагрузка) на ветроэнергетическую установку прямо пропорционально массовой плотности воздуха, ее наветренной поверхности и квадрату скорости ветра [3]:

Р=CxρFν2.

где Сх - коэффициент сопротивления, учитывающий обтекание поверхности ветроустановки, зависит от ее формы;

ρ - плотность воздуха;

F - поверхность ветроэнергетической установки в направлении ветра;

ν - скорость ветра.

В условиях Арктики опрокидывающая нагрузка на современную ветроэнергетическую установку, из-за давления ветра, может достигать огромных значений. Например, опрокидывающая нагрузка на ветроэнергетическую установку мегаваттного класса, с диаметром ветротурбины около 100 м, может превышать более 10000 тыс. тонн. При таком воздействии очень сложно известными техническими решениями обеспечить живучесть ветроэнергетической установки в Арктике. Прежде всего, из-за недостаточной прочности ее фундамента, поскольку он расположен, как правило, в вечномерзлых льдонасыщенных грунтах, к тому еще периодически (летом) оттаивающих, поэтому имеющих неравномерную осадку 10-40% от мощности оттаявшего слоя.

Деградация мерзлых пород и вибрация ветроэнергетической установки приводит к резким изменениям условий функционирования ее фундамента, поскольку прочностные и деформационные свойства грунта очень существенно (в разы) зависят от его температуры [8].

В настоящее время этот недостаток прототипа устраняется за счет применения особо прочного бетонного фундамента, больших размеров, а также его расположением (заглублением) значительно ниже глубины оттаивания грунтов, что существенно (примерно в два раза) удорожает строительство, что делает ветрогенерацию в Арктике не конкурентно способной по отношению к теплогенерации (см. газету «Энергетика и промышленность России», №01-02 [333-334]. - М.: изд. ЭПР, 2018, стр. 10).

В связи с изложенным, проблема обеспечения живучести ветроэнергетических устройств, в том числе устойчивости и прочности их фундаментов в условиях опрокидывающего воздействия арктических ветров требует новых нестандартных решений, позволяющих отказаться от громоздких и дорогих бетонных фундаментов, заменив их легкими и прочными конструкциями.

Указанный технический результат достигается за счет выполнения фундамента арктической ветроэнергетической установки, в виде понижающей температуру и одновременно повышающей в несколько раз прочность арктического грунта (вечной мерзлоты), и фундамента, выполненного в виде работающей по принципу термосифона трубчатой конструкции, содержащей испаритель в виде расположенных в вечной мерзлоте герметичных вертикальных скважин, частично заполненных легкокипящей жидкостью, например аммиаком, а также конденсатор, совмещенный с трубчатым основанием мачты, способных при более низкой температуре атмосферного воздуха, чем температура вечной мерзлоты, понижать температуру вечномерзлого грунта с повышением его прочности, одновременно повышая прочность фундамента и живучесть арктической ветроэнергетической установки в целом.

Устройство работает следующим образом: в холодное время года, когда температура атмосферного воздуха понижается значительно ниже температуры грунта (минус 4-8°C), в котором расположены скважины, происходит охлаждение и конденсация насыщенных паров легкокипящей жидкости (теплоносителя) в конденсаторе - трубчатом основании мачты ветроустановки, теплоноситель в виде жидкости под собственным весом опускается в скважины (испарители), имеющие более высокую температуру, чем температура атмосферного воздуха, которая в холодное время года может понижаться в Арктике до минус 40°C и ниже. В скважинах легкокипящая жидкость (теплоноситель) нагревается и превращается в пар, охлаждая стенки скважин и грунт, где они расположены. Пар поднимется вверх в трубчатое основание мачты (конденсатор), где он снова охлаждается, конденсируется и в виде жидкости стекает вниз, в скважины (испарители). Этот процесс идет непрерывно до тех пор, пока температура вечномерзлого грунта и температура атмосферного воздуха не станут равными. Данное устройство позволяет в условиях Арктики понизить температуру и одновременно повысить в несколько раз прочность вечномерзлого грунта [8], и расположенного в нем фундамента ветроэнергетической установки, за счет гравитационных сил естественного теплообменных процессов в природе. При этом отпадает необходимость строительства массивного и дорогого бетонного фундамента в вечномерзлом грунте.

Новым в заявляемом изобретении является выполнение фундамента в виде трубчатой конструкции, работающей по принципу термосифона, содержащей испаритель в виде расположенных в вечной мерзлоте герметичных вертикальных скважин, частично заполненных легкокипящей жидкостью, например аммиаком, а также конденсатор, совмещенный с трубчатым основанием мачты, т.е. устройств, способных при более низкой температуре атмосферного воздуха, чем температура вечной мерзлоты, понижать температуру вечномерзлого грунта с повышением его прочности, одновременно повышая прочность фундамента и живучесть ветроэнергетической установки в целом.

Данное техническое решение не выявлено из существующего уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию патентоспособности «изобретательский уровень»

Устройство технологично, просто в изготовлении и применимо в условиях вечномерзлых грунтов труднодоступных районов Арктики. Оно позволит решить проблему не только энергоснабжения этого важнейшего для будущего района нашей страны, сократив на сотни миллиардов рублей так называемый ежегодный «Северный завоз» органического топлива, но и одновременно решить экологическую проблему, с которой непосредственно связанно будущее коренных народов Крайнего Севера.

Заявляемая арктическая ветроэнергетическая установка поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен ее вид сбоку.

Ветроэнергетическая установка представляет собой ротор Дарье (турбину Дарье) 1 на опорной мачте 2, расположенной вертикально, перпендикулярно потоку воздуха. Данное устройство предложено в 1931 году авиаконструктором Жоржем Дарье. В настоящее время ротор Дарье за рубежом, кроме нашей страны, нашел широкое применение в ветроэнергетике, особенно в арктических районах, поскольку он более устойчив, по сравнению с другими устройствами аналогичного назначения, в условиях сильных порывов ветра, достигающих 75 м/с. Такие скорости ветра бывают редко, но надо учитывать и то, что расчетный срок службы заявленной ветроэнергетической установки должен быть не менее 25-30 лет, а также то, что отказ источника энергии в условиях Арктики, как правило, ведет к катастрофическим последствиям с гибелью людей. Устойчивость ротора повышается также за счет использования растяжек 3. Ротор Дарье 1 соединен валом с генератором энергии 4, который размещен на трубчатом основании 5 мачты 2, выполняющем одновременно функцию теплообменника - конденсатора термосифона. Основание мачты 5 расположено на скважинах 6, пробуренных в арктическом вечномерзлом грунте 8. Скважины 6 частично заполнены легкокипящей жидкостью 7, например, жидким аммиаком или фреоном-12. Скважины 6 (испаритель термосифона) и трубчатое основание мачты 5 (конденсатор термосифона) для более эффективного теплообмена и выхолаживания арктического вечномерзлого грунта 8, до их заправки аммиаком 7, вакуумируют.

Ветер, воздействуя на арктическую ветроэнергетическую установку, вращает ротор Дарье 1 и генератор энергии 4, который может быть электрическим, тепловым или комбинированным, в зависимости от конкретных условий применения заявленной установки. Полученная энергия передается потребителям. Возникающие при работе арктической ветроэнергетической установи опрокидывающие и вибрационные нагрузки передаются через трубчатое основание мачты 5, на скважины 6 и арктический вечномерзлый грунт 8, температура которого в обычном состоянии примерно на порядок выше, чем температура арктического воздуха в холодное время года. При сравнительно высокой температуре (минус 4-8°C) жидкий аммиак 7 в скважинах 6 (испарителях) превращается в газ, который за счет гравитационных сил поднимается вверх в трубчатое основание 5 мачты (конденсатор), где этот газ, под воздействием низкой температуры атмосферного воздуха (минус 30-40°C) конденсируется и превращается в жидкость, которая и под собственном весом стекает обратно в скважины 6 (испарители), где жидкий аммиак 7 снова нагревается и превращается в газ. Далее процесс повторяется до тех пор, пока температура арктического грунта 8 не понизится до температуры арктического воздуха, то есть, от минус 4-8°C до минус 30-40°C. При этом существенно (примерно, во столько же раз) повышается прочность арктического вечномерзлого грунта 8, скважин 6 и других элементов фундамента, входящих в состав заявленной арктической ветроэнергетической установки.

В настоящее время для обычных условий эксплуатации разработаны ветроэнергетические установки, мощностью в несколько мегаватт [3], но в суровых условиях Арктики наиболее оптимальны, по условиям живучести и приведенным затратам, являются сравнительно небольшие ветроэнергетические установки, мощностью 100-500 кВт, причем оснащенные ортогональными ветродвигателями типа Дарье. Однако и в этом случае размеры (высота) таких устройств будут достаточно большими, например, высота в пределах 29-44 м.

Заявленное техническое решение, наряду с выполнением основного предназначения - выработки энергии, одновременно позволяет решить проблему живучести данной арктической установки в условиях Крайнего Севера, где порывы ветра нередко достигают 75 м/с. Если мощности одной ветроустановки будет недостаточно для решения поставленной задачи, то в этом случае целесообразно использовать несколько таких установок, объединив их в арктический ветропарк.

Предложенная арктической ветроэнергетическая установка проста в изготовлении, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности «промышленная применимость»

Источники информации:

1. Рагозин Д.О. Северный полюс будет обустроен и заселен. - М.: Парламентская газета №12. 2016. - 83 с.

2. Роддатис К.Ф., Полтарецкий А.Н. Справочник по котельным установкам малой производительности. - М.: Энергоатомиздат. 1989. - 488 с.

3. Твайделл Дж., Уэйр А. Возобновляемые источники энергии: Пер. с англ. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 392 с.

4. Патент РФ №2231687 С1 27.06.2004, МПК F03D 9/00.

5. Патент РФ №253040 С1, 27.05.2005, МПК F Патент РФ №2 03 D 9/00

6. Патент РФ №2576074 С1, 02.02.2016, МПК F03D 3/00 - прототип

7. Патент РФ №2610164 С1, 08.02.2017, МПК F03D 9/22

8. Г.Р. Жуковский. Океанография. Л.-М.: Издательство водного транспорта. 1953. - 412 с.

Арктическая ветроэнергетическая установка, содержащая фундамент, мачту, ветродвигатель, преобразователи и накопители энергии, отличающаяся тем, что ее фундамент выполнен в виде трубчатой конструкции, содержащей испаритель термосифона в виде расположенных в вечной мерзлоте герметичных вертикальных скважин, частично заполненных легкокипящей жидкостью, например аммиаком, а трубчатое основание мачты расположено на скважинах и выполнено с обеспечением функции конденсатора термосифона.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к ветроколесам ветросиловых и ветроэнергетических установок с горизонтальной осью вращения, предназначенным для работы с электрогенераторами сегментного типа.

Изобретение относится к ветроэнергетике. Бортовой ветрогенератор, характеризующийся тем, что закреплен внутри корпуса, содержит ветроколесо, ротор и статор, выполненный из шихтованного магнитопровода с обмотками, закрепленные в герметичном кожухе, на торцевой части корпуса установлена заслонка регулятора контроля силы набегающего воздушного потока, с возможностью перевода ее в открытое и закрытое положение с помощью системы приводных механизмов, соединенной с вышеупомянутой заслонкой с помощью вала привода, а на осевом вале генератора, в передней его части, закреплены упорный пассивный подвес на постоянных магнитах и опорный пассивный подвес на постоянных магнитах, причем на задней части вышеупомянутого вала также закреплены опорный пассивный подвес на постоянных магнитах и упорный пассивный подвес на постоянных магнитах.

Изобретение относится к способу и устройству производства электроэнергии под действием потока. Способ для производства электроэнергии с использованием турбин и генераторов с переменным моментом инерции за счет вращения винта под действием потока и вращения ротора внутри статора, где в одной части возбуждается магнитное поле за счет электромагнитов или постоянных магнитов, а в другой части в обмотке наводится ЭДС и при подключении нагрузки появляется электрический ток, в котором две группы роторов работают поочередно от одного винта в противоположных направлениях, при этом каждый ротор состоит из нескольких роторов, имеющих различные моменты инерции, которые во время вращения могут объединяться в единую систему вращения с винтом или разъединяться в зависимости от изменения мощности потока, вырабатывая электроэнергию на оптимальных оборотах вращения, при этом винт сначала раскручивает первую группу роторов и при смене потока на встречное направление переключается на другую группу роторов, при этом роторы первой группы при отключении винта и нагрузки могут работать в качестве маховиков, а другие роторы принимать эту энергию и вырабатывать электроэнергию.

Изобретение относится к ветроэнергетике. Ветроколесо содержит вал, ступицу, лопасти и дуги с роторными элементами, закрепленными на внешних краях лопастей, согласно изобретению, ступица выполнена в виде пластины, на пластине закреплены внутренние края лопастей и стойки, причем между стойками и дугами с роторными элементами установлены стержни.

Изобретение относится к ветроэнергетике. Ветроколесо содержит ступицу, лонжероны и парусные плоскости, ступица выполнена в виде пластин, расположенных в параллельных плоскостях, между пластинами закреплены концы лонжеронов.

Изобретение относится к области энергетики. Устройство генерации электроэнергии с использованием пневмоаккумуляторов содержит электростанцию, подключенную к приводу воздушного компрессора с системой жидкостного охлаждения, выход компрессора подключен к пневмоаккумуляторам.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат заключается в повышении мощности в области применения установки для производства электроэнергии и достигается благодаря тому, что гелиоветряная установка для выработки электроэнергии состоит из полотна элементов, являющихся несоединенными между собой пластинами солнечной батареи, электрически связанными между собой и через аккумулятор и инвертор соединенными с нагрузкой, образующими общую плоскость, каждая пластина жестко соединена с поршнем гидравлического цилиндра, имеющим впускной и выпускной клапаны, через общую систему трубопроводов, снабженную расширительной емкостью, соединенную с гидротурбиной с редуктором на валу, выход которого соединен с генератором электроэнергии и через аккумулятор и систему управления с нагрузкой.

Изобретение относится к области автономных систем электроснабжения, использующих энергию ветра и солнца. Ветросолнечная установка автономного электроснабжения состоит из ветродвигателя 1, механически соединенного с мультипликатором 2, который через обгонную муфту 3 механически соединен с генератором 4 электрической энергии, являющимся синхронным генератором с двухконтурной магнитной системой, к которому подключены первый и второй диодные мосты 5 и 6, соответственно, при этом первый диодный мост 5 связан с инвертором 7, соединенным со стабилизатором 8 напряжения, соединенным с реле 9 обратного тока, подключенного к однофазной сети 10 переменного напряжения, к которой подключена система управления 11, соединенная с инвертором 7, с системой 12 ориентации солнечных батарей, управляемой устройством 13 ориентации по солнцу, на котором расположены гибкие солнечные панели 14, подключенные к контроллеру 15 заряда аккумуляторных батарей, который соединен с балластной нагрузкой 16 в виде электрических нагревательных элементов и аккумуляторными батареями 17, причем второй диодный мост 6 соединен с компаратором 18 напряжения, имеющим петлю гистерезиса и выход которого соединен с системой 11 управления и с базой силового транзистора 19, через который идет подключение аккумуляторных батарей 17 к инвертору 7 напряжения, к системе 11 управления подсоединены бензогенератор 20 и реле 21 подключения бензогенератора 20 к однофазной сети 10 переменного напряжения, к однофазной сети 10 переменного напряжения подключены потребители 22 электрической энергии.

Изобретение относится к ветроэнергетике. Ветроэлектростанция включает опорную раму с расположенным на ней валом и лопастную систему, закрепленную на валу.

Изобретение относится к альтернативной энергетике. Энергоустановка для преобразования энергии дождя или снега и ветра содержит миниатюрный генератор постоянного тока, каркас, на котором установлены желобчатый концентратор дождевой воды или снега с желобами, турбина с несколькими блоками ковшовых лопастей на валу, где каждый блок может автономно вращаться по часовой стрелке, вращая при этом вал, причем турбина устанавливается так, чтобы каждый блок лопастей располагался точно под соответствующим желобом концентратора дождевой воды или снега, концентратор ветра с установленными во входной части вертикальными перегородки, которые образуют каналы прохождения воздуха, количество которых совпадает с количеством блоков лопастей турбины, при этом каждый канал направляет воздух на свой блок лопастей, а также генератор пьезоэлектрический, установленный под концентратором дождевой воды или снега, причем концентратор ветра монтируется таким образом, что закрывает сверху установленную на каркасе турбину, оставляя пространство для прохождения воздуха и создавая сужение для усиления его напора, а вал турбины и вал генератора соединяются посредством магнитных муфт.

Группа изобретений относится к строительству и может быть использована при строительстве магистральных трубопроводов на болотах третьей категории, производстве подводных работ, в зоне распространения вечномерзлых грунтов, при быстром возведении дорог, аэродромов, объектов инженерной инфраструктуры ВПК и МЧС, спортивных площадок, укреплении береговой полосы и различных откосов, в частности при сооружении покрытий грунтовых площадок.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для устройства фундаментов резервуаров для хранения нефти и продуктов ее переработки в условиях сезоннопромерзающих и вечномерзлых грунтов Крайнего Севера.

Изобретение относится к области строительства, а именно к сборно-разборным сооружениям, возводимым в сложных грунтовых условиях, в том числе на вечномерзлых грунтах, и может быть применено для быстрого возведения жилых и административных зданий, а также для быстрого демонтажа и перевозки таких сооружений на новое место вместе с фундаментом.

Изобретение относится к области строительства, а именно к возведению производственных или жилых комплексов на вечной мерзлоте. Техническим результатом является обеспечение стабильной низкой температуры мерзлоты в грунтах оснований строительного комплекса при наличии насыпного планировочного слоя грунта.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано при возведении и эксплуатации нефтяных, газовых и газоконденсатных скважин на многолетнемерзлых грунтах.

Изобретение относится к области строительства, а именно к фундаментам, возводимым в многолетнемерзлом грунте для использования в качестве опоры в основании грунтоцементного массива для различных легковозводимых сооружений, мостов и трубопроводов, газопроводов, временных бытовых сооружений, малоэтажных жилых домов.

Изобретение относится к проектированию, строительству и эксплуатации сооружений в условиях криолитозоны, а именно к защите зданий и сооружений от морозного пучения в сезоннопромерзающих пучинистых грунтах.

Группа изобретений относится к строительству и может быть использована при строительстве магистральных трубопроводов на болотах, в зоне распространения вечномерзлых грунтов, при быстром возведении дорог, аэродромов и других объектов инженерной инфраструктуры.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для устройства фундаментов резервуаров для хранения нефти и продуктов ее переработки в условиях сезоннопромерзающих и вечномерзлых грунтов крайнего севера.

Изобретение относится к строительству, в частности к способам защиты одиночных опорных элементов (например, свай и столбов) от воздействия сил морозного пучения грунтов, в том числе в районах распространения многолетнемерзлых грунтов.

Изобретение относится к области летно-подъемных радиотехнических средств. Привязной аэростат содержит двояковыпуклую оболочку 1 с легким газом, контейнер 11 с аппаратурой, тросовой разводкой 12 и ветропривод с электрическим генератором, питающим аппаратуру в контейнере. Привязной аэростат снабжен баллоном 9, выполненным с возможностью стравливания воздуха и примыкающим снизу к оболочке 1, компрессором 5, выполненным с возможностью нагнетания воздуха в баллон 9, гибкой солнечной панелью, которая покрывает верхнюю поверхность оболочки, и вентилятором, установленным с возможностью компенсировать вращательное движение оболочки 1 по высоте и углу отклонения по вертикали. Оболочка 1 сформирована из полиамида и снабжена каркасом. Изобретение направлено на обеспечение большей продолжительности полета и повышение энергонасыщенности. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области возобновляемых источников энергии и может быть использовано для энергоснабжения различных объектов преимущественно в Арктике и других районах, отличающихся сильными ветрами. Арктическая ветроэнергетическая установка содержит фундамент, мачту, ветродвигатель, преобразователи и накопители энергии. Ее фундамент выполнен в виде трубчатой конструкции, содержащей испаритель термосифона в виде расположенных в вечной мерзлоте герметичных вертикальных скважин, частично заполненных легкокипящей жидкостью, например аммиаком. Трубчатое основание мачты расположено на скважинах и выполнено с обеспечением функции конденсатора термосифона. Изобретение позволит существенно повысить живучесть арктических ветроэнергетических установок в условиях сильных порывов ветра и снизить капитальные затраты на их строительство. 1 ил.

Наверх