Ветроэнергетическая парусная установка (варианты)

Изобретение относится к ветроэнергетике. Парусная ВЭУ представляет собой установку, преобразующую энергию ветра в электрическую энергию.

Технический результат заключается в использовании большой площади ветра для получения электроэнергии.

Парусная Ветроэнергетическая установка содержит раму-опору с установленными на ней внешним и внутренним бесконечно замкнутыми тягово-несущими контурами. ВЭУ содержит три или более прямоугольных паруса. Каждый парус закреплен одной реей к двум тяговым элементам противоположных направляющих внешнего контура, а второй реей к двум тяговым элементам противоположных направляющих внутреннего контура. Реи, закрепленные на тяговых элементах внешнего контура, размещены с одинаковым шагом. Внутренний замкнутый контур в горизонтальном измерении примерно на 10%, а в вертикальном измерении на 70%-90% меньше внешнего контура. Горизонтальный рабочий путь паруса в два и более раз превышает высоту (размер) развернутого паруса.

Если скорость ветра на входе в ВЭУ равна 10 м/сек, то на выходе скорость ветра 2 м/сек. То есть 70% энергии ветра будет трансформироваться в электричество. Значит прогнозируемый КПД будет примерно 80%. Один квадратный метр паруса производит 1 киловатт электроэнергии при ветре 12 м/сек, Если площадь каждого паруса составляет 20 кв./м, то мощность ВЭУ будет 20 киловатт. Конструкция Парусной ВЭУ закреплена на раме-опоре и/или кожухе и имеет функцию реверса.

Парусные ВЭУ установлены в один ряд по горизонту и/или в два и более этажей в высоту, образуя - Модульную Парусную Ветровую Электростанцию.

Парусная ВЭУ снабжена кожухом или боковыми бортами-стенками. Основание рамы-опоры в месте входа ветрового потока закреплено на оси, с возможностью поворота установки вокруг оси на 360°. Противоположная сторона рамы-опоры, в месте выхода ветрового потока, поставлена на колеса. ВЭУ-3 сама ориентируется по направлению ветра. Парусная ВЭУ вырабатывает электроэнергию по низкой цене. Монтаж и сервис проще и дешевле чем у лопастных ветряков.

Также Парусная ВЭУ используется как ветродвигатель для транспортного средства. Например яхта, с установленной на ней Парусной Ветроэнергетической установкой на Самоориентирующейся платформе будет двигаться за счет ветра в любом направлении не снижая скорости, даже если будет двигаться строго против ветра.

Формула содержит 23 независимых пунктов и четыре чертежа.

Изобретение относится к области использования возобновляющихся источников энергии, а именно ветровой энергии, и преобразования ее преимущественно в электрическую.

Известны ветроэнергетические установки (ВЭУ) типа карусельного колеса [А.С. 1017814, опубл. 1982 г.], состоящие из вертикальной оси и закрепленных на ней парусных элементов таким образом, что парусность их с одной стороны максимальная, а с противоположной - минимальная, что создает вращающий момент.

Известна ветроэнергетическая установка с использованием основного рабочего элемента в виде паруса, установленного на платформе, а платформы соединены, в свою очередь, в состав, начало и конец которого соединены вместе, то есть образуют кольцо. Состав устанавливается на соответствующий размерам платформ круговой путь. Парус имеет наибольший коэффициент использования ветровой энергии. Мощность, развиваемая установкой, отбирается от вала колес платформы. (Патент РФ 2125182). Недостатки этой ВЭУ:

1. Парус работает на полную мощность только 25% кругового пути.

2. 50% пути платформы идут вхолостую и отбирают энергию у ВЭУ.

3. Платформы имеют очень тяжелый вес, что так же снижает КПД ВЭУ.

4. Замкнутый рельсовый путь с платформами занимает большую площадь.

5. ВЭУ требует постоянного контроля за техникой безопасности.

У современных лопастных турбинных ВЭУ (ветряки), которые используются в Германии и других западных странах, следующие недостатки:

1. Маленький коэффициент отбора энергии у ветра, так как лопасть забирает энергию ветра только на 30% от кругового пути, а 70% кругового пути остаются нерабочими.

2. Лопасть работает с очень узким потоком ветра, равным рабочей площади лопасти, значит, основной поток ветра проходит мимо, а вместе с ним неусвоенная энергия.

3. Лопастные ВЭУ боятся шквальных ветров.

4. Сооружение лопастной ВЭУ требует значительного времени и капиталовложений, что увеличивает цену за киловатт энергии.

5. Лопастная ВЭУ опасна для птиц, производит много шума, угнетающе действует визуально.

Наиболее близким аналогом является «Ветроэнергетическая парусная установка» Патент 2346182, Заявка 2007108125. Эта Парусная ВЭУ представляет собой раму-опору с установленным на ней внешним бесконечно замкнутым тягово-несущим контуром, и внутренним бесконечно замкнутым тягово-несущим контуром, и, по меньшей мере, тремя прямоугольными или трапециевидными парусными элементами, каждый из которых закреплен одной реей к двум тяговым элементам противоположных направляющих внешнего контура, а второй реей к двум тяговым элементам противоположных направляющих внутреннего контура, при этом реи, закрепленные на тяговых элементах внешнего контура, размещены с одинаковым шагом, при помощи гибкого элемента охватывающего направляющие шкивы, расположенные по траектории внешнего контура, а движущиеся элементы внешнего и/или внутреннего контура кинематически связаны с электрогенератором или генератором других видов энергии.

Недостатки этой ВЭУ.

Парусная ВЭУ является инструментом извлечения электроэнергии из ветровых потоков. А инструмент, как известно должен иметь различные модификации, для наиболее полного извлечения электроэнергии из ветровых потоков. Условия для работы ВЭУ везде разные. Это постоянство ветра, скорость ветра, рельеф местности, а также наличие комплектующих и склонность потребителя к наиболее выгодному варианту сборки Парусной ВЭУ. Парусная ВЭУ, Патент 2346182, представлена только в двух вариантах, что не позволяет потребителю выбрать наиболее подходящую модель ВЭУ.

Технической задачей предлагаемого изобретения является конструкционное изменение расположения различных узлов и деталей с целью максимального извлечения энергии из ветрового потока. А также создание ВЭУ, во всех возможных вариантах конструкционного исполнения, для возможности выбора наиболее подходящей модификации, под условия эксплуатации и запросы потребителя.

Поставленная задача решается применением новых вариантов конструкции Парусной ВЭУ.

Изобретение поясняется следующими чертежами:

Фиг.1 - общий вид Ветроэнергетической установки (далее ВЭУ-1) с цепными или ременными или канатными передачами внутреннего и внешнего контура.

Парусная Ветроэнергетическая установка (вариант 1) изображенная на фиг.1, содержит:

раму-опору (на чертеже не показана), по меньшей мере, две бесконечно замкнутых гибких (ременных или цепных или канатных) передачи внешнего контура (1). Минимум две, лучше четыре и более шкива или звездочки (3) гибкой передачи (цепной, ременной или канатной передачи) внешнего контура. Внутренний контур (2) выполнен из двух линий бесконечно-замкнутых цепных или ременных или канатных передач. Гибкие передачи на каждой линии внутреннего контура движутся независимо друг от друга. Гибкие передачи установлены на шкивах (4). Гибкие передачи внутреннего контура движутся только вперед, и не могут двигаться назад. Это сделано для того, чтобы на поворотах гибкие передачи внутреннего контура не откатывались назад. Число гибких передач на каждой линии внутреннего контура (2) равно числу парусов (7). Три или более парусов прямоугольной, трапециевидной или близкой к ним формы (7). Реи (8) или боковые края парусов закреплены креплениями (5) к внешнему контуру (1). По внешнему контуру паруса расположены с одинаковым шагом, то есть равноудалены между собой. Реи (9) или боковые края парусов (7) закреплены креплениями (6). Каждый край реи или боковые края парусов к одной гибкой передаче внутреннего контура (2) на каждой стороне.

Паруса могут выполняться без рей, особенно на небольших ВЭУ. В этом случае четыре края парусов крепятся к гибким передачам внутреннего и внешнего контуров напрямую. Но реи в парусах делают прохождение паруса по рабочему пути более надежным и механически стабильным, особенно на больших ВЭУ и при сильных порывах ветра.

Крутящиеся оси-валы шкивов (3) и (4) передают вращательную энергию через муфту свободного хода на маховик. Маховик крутит генератор электрической или другой энергии. Направление ветрового потока - (10).

Ветроэнергетическая установка (ВЭУ 1) работает следующим образом.

Ветер двигает паруса (7). Парус (7) тянет за собой посредством рей (8) гибкие передачи внешнего контура (цепь или канат или ремень) (1). Гибкие передачи (1) и (2) вращают звездочки или шкивы (3) и (4). Крутящиеся валы-оси шкивов (3) и (4) через муфту свободного хода передают вращение на маховик. Маховик вращает генератор энергии.

Гибкие передачи (1) с прикрепленными к ним реями (8) при движении обегают шкивы или звездочки (3). Как минимум, один парус всегда является раскрытым и ведущим, а два (или более) других являются закрытыми и ведомыми. Открытый рабочий парус, пройдя рабочий путь, складывается и идет через узкий нерабочий путь. Рабочим, то есть открытым становится следующий парус. Паруса (7) выполняют функцию ведущих и раскрытых поочередно. Цикл повторяется бесконечно.

Реи внешнего контура (8) паруса (7), прикрепленные к гибким передачам (1), равноудалены между собой. Реи (9) парусов 7), прикрепленные к гибким передачам внутреннего контура (2), меняют расстояние между собой. На поворотах движение рей (9) приостанавливается.

Передача вращательного движения на генератор энергии может идти со всех тяговых и/или вращающихся элементов ВЭУ, к которым относятся:

Валы (оси), на которых установлены шкивы и/или звездочки внешнего контура, реи внешнего и реи внутреннего контура, при этом тяговые и/или вращающиеся элементы внешнего и/или внутреннего контура кинематически связаны с генератором электрической и/или механической и/или тепловой и/или химической энергии.

При больших порывах ветра может происходить прокручивание ременных и канатных передач вокруг шкивов без передачи энергии вращения на генератор. А замкнутая цепная передача при долгом использовании выходит из строя, так как не выдерживает больших и долгих нагрузок.

Поэтому, если объединить цепь + ремень или цепь + канат, в одну рабочую нить, то вся тяговая нагрузка ложится на долговечные канат или ремень, а цепь вступает в работу эпизодически, только во время порыва ветра и не допускает прокрутки ремня или каната вокруг шкива. На побережье Северного Ледовитого Океана ветер имеет два сезонных направления. Летом с океана на материк, зимой обратно. Для габаритных промышленных Парусных ВЭУ разворот на 180° проблематичен. Конструкция ВЭУ-1 позволяет применить функцию реверса. В этом случае отпадает необходимость поворота Установки при сезонном изменении направления ветра. Просто включается реверс и паруса идут в обратную сторону, также вырабатывая электричество. Парусная ВЭУ-1 способна вырабатывать электричество при движении парусов в обоих направлениях. В отличие от Лопастных ВЭУ, Парусные ВЭУ не мешают работе соседних Парусных ВЭУ установленных впритирку друг к другу как гаражи. С целью экономии территории Парусные ВЭУ могут быть установлены в один ряд по горизонту и/или в два и более этажей в высоту, образуя - Модульную Парусную Ветровую Электростанцию.

Таким образом, предлагаемая ВЭУ позволяет эффективно использовать энергию ветра с высоким КПД за счет использования большой площади ветрового потока. ВЭУ, за счет сравнительно медленного движения парусных элементов (по сравнению с ветротурбинами), безопасна для человека и животных, не создает шумовых инфразвуков и радиопомех.

Предложенная установка лучше всего пригодна для небольших потребителей энергии (коттеджи, геологические и прочие экспедиции), так как установки можно выпускать в разборном виде и легко собирать при необходимости. А ветер в горах, в Арктике и Антарктике есть всегда.

Для промышленного производства электроэнергии предложенная выше установка является маломощной. На фиг.2 изображена парусная ВЭУ-2 для промышленного производства электрической и других видов энергии.

общий вид Ветроэнергетической установки (далее ВЭУ-2) с жесткими направляющими внутреннего и внешнего контура.

Установка для промышленного производства электроэнергии, состоит из рамы-опоры (на чертеже не показана). На противоположных сторонах рамы-опоры установлены, две одинаковые бесконечно замкнутые жесткие направляющие. Они образуют внешний контур (11). Направляющие снабжены, по меньшей мере, тремя элементами качения (13) (например, каретками) на каждой направляющей. Также установлен меньший по размеру внутренний контур (12). Он содержит две одинаковые бесконечно замкнутые жесткие направляющие. Они расположены также на противоположных сторонах рамы-опоры. Жесткие направляющие внутреннего контура (12), снабжены, по меньшей мере, тремя элементами качения (каретки) (14), на каждой направляющей. ВЭУ-2 содержит, по меньшей мере, три паруса прямоугольной или трапециевидной или близкой к ним формы (7). Паруса закреплены одной стороной с помощью рей (8) или углов паруса к элементам качения (13) внешнего контура (11). Другой стороной с помощью рей (9) или углов паруса, к элементам качения (14) на направляющих внутреннего контура (12). Элементы качения (13) (каретки) с прикрепленными реями (8) парусов (7) внешнего контура (11) всегда будут равноудалены. Равноудаление обеспечивает гибкая связь (ремень, цепь, канат) между каретками или реями внешнего контура. Поддерживают эту гибкую связь направляющие шкивы (на чертеже не показаны). Шкивы расположены по траектории внешнего контура.

Реи (9) внутреннего контура (12) меняют расстояние между собой. При работе, на поворотах реи (9) на каретках (14) приостанавливаются.

Сборка ВЭУ-2 представлена в трех вариантах:

1. Ветроэнергетическая парусная установка, содержащая две бесконечно замкнутые жесткие направляющие, снабженные, по меньшей мере, тремя элементами качения на каждой направляющей, образующие внешний тяговый контур и две бесконечно замкнутые жесткие направляющие, снабженные, по меньшей мере, тремя элементами качения на каждой направляющей, образующие внутренний тяговый контур и, по меньшей мере, три паруса, отличающаяся тем, что каждый из парусов закреплен углами одной стороны паруса к двум элементам качения, противоположных жестких направляющих внешнего замкнутого контура, а углами другой стороны паруса к двум элементам качения, противоположных жестких направляющих внутреннего замкнутого контура.

2. Ветроэнергетическая парусная установка, содержащая две бесконечно замкнутые жесткие направляющие, снабженные, по меньшей мере, тремя элементами качения на каждой направляющей, образующие внешний тяговый контур и две бесконечно замкнутые жесткие направляющие, снабженные, по меньшей мере, тремя элементами качения на каждой направляющей, образующие внутренний тяговый контур и по меньшей мере, три паруса, каждый из которых, закреплен с одной стороны реей к двум элементам качения, противоположных жестких направляющих внешнего замкнутого контура, а углами другой стороны паруса к двум элементам качения, противоположных жестких направляющих внутреннего замкнутого контура.

3. Ветроэнергетическая парусная установка, содержащая две бесконечно замкнутые жесткие направляющие, снабженные, по меньшей мере, тремя элементами качения на каждой направляющей, образующие внешний тяговый контур и две бесконечно замкнутые жесткие направляющие, снабженные, по меньшей мере, тремя элементами качения на каждой направляющей, образующие внутренний тяговый контур и по меньшей мере, три паруса, каждый из которых, закреплен углами одной стороны паруса к двум элементам качения, противоположных жестких направляющих внешнего замкнутого контура, а реей другой стороны паруса к двум элементам качения, противоположных жестких направляющих внутреннего замкнутого контура.

С целью равномерности работы ВЭУ-2, паруса, закрепленные на элементах качения внешнего контура, размещены по траектории внешнего контура с одинаковым шагом, то есть, равноудалены. Расстояние между реями внутреннего контура при работе установки будет меняться, так как на поворотах элементы качения внутреннего контура будут приостанавливаться. А элементы качения с прикрепленными реями парусов внешнего контура всегда будут равноудалены, благодаря гибкой связи (ремень, цепь, канат) связывающей каретки или реи или углы паруса внешнего контура. Гибкий элемент, отвечающий за равноудаленность парусов по внешнему контуру, прикреплен к каждой каретке или к краю реи и при этом охватывает направляющие шкивы или звездочки и натяжные элементы, расположенные по траектории внешнего контура.

Ветроэнергетическая парусная установка содержит замкнутые жесткие направляющие, которые являются рельсами или двутаврами или профилями, выполненными из металла или композиционных материалов, а элементами качения являются каретки, или ролики или любые элементы качения способные двигаться по жестким направляющим.

В ВЭУ-2 установлены по бокам или сверху или снизу трансмиссионные замкнутые гибкие передачи (15) на шкивах (16). Число передач (15) две или более. Они предназначены для передачи вращательной энергии от ВЭУ-2 на генератор. Они приводятся в движение каретками (13) и (14) и/или реями (8) и (9). Гибкие передачи выполнены из замкнутой цепи, или ремня, или каната. Каретки (13) и (14), и реи (8) и (9) имеют элементы зацепления с трансмиссионными гибкими передачами.

В случае цепной передачи, каретки внешнего и внутреннего контура снабжены зубьями. Зубья входят в зацепление с цепными передачами (15). Зубья на каретках имеют шаг равный шагу звена цепи. Реи также снабжены элементами зацепления с цепной передачей.

На чертеже Фиг.2 показана трансмиссионная гибкая передача (15) на звездочках и/или шкивах (16). От них через муфту свободного хода приводится в движение маховик, затем вал генератора энергии.

Установка работает следующим образом. Ветровой поток (10) двигает паруса (7). Реи (8) и (9) и каретки (13) и (14) приводят в движение трансмиссионные гибкие передачи (15). От них через муфту свободного хода, крутится маховик. От маховика вращение поступает на генератор. Маховик стабилизирует обороты при порывах ветра. Во время работы ВЭУ-2 паруса (7) поочередно раскрываются и закрываются.

Как минимум, один парус всегда является раскрытым и ведущим, а два (или более) других являются закрытыми и ведомыми. Рабочий парус (в развернутом виде) тянет за собой нерабочие паруса (в свернутом виде). Открытый парус проходит рабочий путь, складывается и становится ведомым. Свернутый парус идет по нерабочему пути между направляющими внутреннего контура (12) и внешнего контура (11). Рабочий (открытый) парус тянет за собой реи (8) закрытых парусов (7). Затем рея (8) подходит к точке внешнего контура (11), с которой начинается рабочий отрезок пути паруса (7). Рея (9), прикрепленная к кареткам (14) внутреннего контура (12) становится вертикально напротив реи (8). Парус становится полностью развернутым и начинает проходить свой рабочий отрезок пути. Указанный цикл повторяется бесконечно.

Элементы качения и реи внешнего и внутреннего контура снабжены зубьями, входящими в зацепление с бесконечно-замкнутой цепной передачей на звездочках, или иными элементами зацепления (в случае канатной или ременной передачи), которые посредством крутящихся валов кинематически связаны с генератором электрической или других видов энергий.

Зубья на каретках имеют шаг равный шагу звена цепи, а реи снабжены элементами зацепления с цепной передачей.

Каретки (13) внешнего контура, связаны между собой гибкой передачей. Каретки (13) открытых парусов тянут за собой другие каретки (13) закрытых парусов. Каретки (13) между собой равноудалены. Расстояние между каретками (13) внешнего контура (11) всегда одинаковое. Расстояние между каретками (14) внутреннего контура (12) изменяется.

Передача вращательного движения на генератор энергии передается через трансмиссионные гибкие передачи (15) на шкивах и/или звездочках (16). Трансмиссионные гибкие передачи (15) приводятся в движение реями и/или каретками внешнего и внутреннего контура.

В ВЭУ-2 функцию трансмиссионной цепной передачи (15) могут выполнять бесконечно замкнутые канат или ремень на шкивах. При этом каретки и реи внутреннего и внешнего контура снабжены элементами зацепления с канатной или ременной передачей.

Рационально Парусные ВЭУ соединять по принципу батареи. В этом случае каждый тяговый контур является рабочим элементом сразу двух ВЭУ, и несет на себе сразу реи двух парусов по бокам стоящих ВЭУ. В итоге на используемую площадь ветрового потока используется в два раза меньше комплектующих.

На побережье Северного Ледовитого Океана ветер имеет два сезонных направления. Летом с океана на материк, зимой обратно. Для габаритных промышленных Парусных ВЭУ разворот на 180° проблематичен. Конструкция ВЭУ-2 позволяет применить функцию реверса. В этом случае отпадает необходимость поворота Установки при сезонном изменении направления ветра. Просто включается реверс и паруса идут в обратную сторону, также вырабатывая электричество. Парусная ВЭУ-2 способна вырабатывать электричество при движении парусов в обоих направлениях.

В отличие от Лопастных ВЭУ, Парусные ВЭУ не мешают работе соседних Парусных ВЭУ установленных впритирку друг к другу как гаражи. С целью экономии территории Парусные ВЭУ могут быть установлены в один ряд по горизонту и/или в два и более этажей в высоту, образуя - Модульную Парусную Ветровую Электростанцию.

ВЭУ-2 может выполнятся без рей и крепиться углами парусов.

На фиг.3 показаны жесткие направляющие (11) и (12) установленные под углом к центру паруса (7). Вместо рей просто шкаторины (18) и (19) или реи выполненные из гибких материалов (канат, пластик). Углы паруса (20) и (21)могут смещать каретку от центра профиля-рельса и может быть трение-торможение каретки об рельс.

Чтобы не было трения-торможения каретки об рельс, профиль жестких направляющих (11) и (12) установлен под углом от 1° до 45° к центру паруса, в зависимости от формы жестких направляющих и конструкции кареток.

В первой и второй ВЭУ жесткие направляющие и гибкие передачи могут быть расположены вертикально или горизонтально относительно поверхности земли. В первой и второй ВЭУ жесткие направляющие и гибкие передачи каждого контура, расположенные противоположно относительно парусного элемента, являются одинаковыми по размеру и параллельными по расположению.

В ВЭУ-1 и ВЭУ-2 расстояние между направляющими внешнего контура и направляющими внутреннего контура, где паруса являются рабочими и раскрытыми равно высоте развернутого паруса, а расстояние между направляющими контуров, где паруса являются ведомыми и не рабочими является минимальным, то есть достаточным для прохождения паруса в собранном виде, а сами паруса имеют прямоугольную или трапециевидную или близкую к ним форму.

Во всех вариантах ВЭУ внутренний замкнутый контур в горизонтальном измерении равен или немного меньше внешнего замкнутого контура, в том случае, если в конкретной конструкции элементы движения одного тягово-несущего контура будут мешать элементам движения другого тягово-несущего контура. В вертикальном измерении внешний контур в семь-десять раз больше внутреннего контура, а горизонтальный рабочий ход паруса в два и более раз превышает размер развернутого в высоту паруса.

На фиг.4 показана Парусная ВЭУ с тремя парусами (7) на рабочей линии, то есть всего парусов шесть или более. Для максимального отъема энергии у ветра, у Парусной ВЭУ должно быть четыре, пять и более парусов. В этом случае на рабочей линии будет одновременно три и более паруса.

Паруса (7) идут по направляющим наружного контура (11) и внутреннего контура (12). Каретки (13) и (14) держат реи или углы парусов.

Первый фронтальный парус (7) принимает например ветер силой 10 м/сек. Когда на рабочую линию выходит следующий парус, он экранирует впереди идущий парус от основного ветрового потока. Между двумя парусами остается ветровой поток, который отдавая энергию начинает терять скорость с 10 м/сек до 7 м/сек. Когда на линию выходит третий парус, тогда остаточный ветровой поток, продолжая толкать парус теряет скорость с 7 м/сек до 3 м/сек. То есть скорость ветра на выходе из Парусной ВЭУ будет равна скорости паруса - 3 м/сек. Почти вся энергия, поступившая в Парусную Ветроустановку будет извлечена и трансформирована в электроэнергию.

Количество энергии в ветре 10 м/сек равна 600 Ватт на 1 м/кв.

Количество энергии в ветре 3 м/сек равна 50 Ватт на 1 м.кв. С учетом потерь связанных с неполной герметичностью установки, КПД-КИЭВ будут равны 70%.

В первой и второй ВЭУ для равномерной работы генератора при порывах ветра вращательное движение сначала передается на обгонную муфту, затем на маховик (на чертеже не обозначены) и затем на вал электрогенератора или преобразователя в химическую, тепловую или механическую энергию. При необходимости вырабатывается сразу два или более видов энергии.

Например, электрическая + тепловая, или электрическая + химическая, и т.д. в разных вариантах. Для большей эффективности парусные ВЭУ снабжаются концентраторами ветровых потоков. Это дает возможность вырабатывать больше электроэнергии при небольшой силе ветра.

В различных вариантах исполнения жесткие направляющие и гибкие тяговые элементы парусной ВЭУ могут быть расположены вертикально или горизонтально относительно поверхности земли.

Во всех установках жесткие направляющие и гибкие передачи каждого контура, расположенные противоположно относительно парусного элемента, являются одинаковыми по размеру и параллельными по расположению.

Во всех вариантах ВЭУ реи или каретки или гибкие передачи внутреннего контура движутся только вперед, и не могут двигаться назад. Это сделано для того, чтобы на поворотах, при переходе кареток с нижней линии на верхнюю линию внутреннего контура, реи не откатывались назад. Иначе их сложно будет вытянуть через поворот и поднять на верхнюю линию внутреннего контура.

На Фиг.-2 показано, когда парус переходит из сложенного состояния в развернутое, при переходе реи (9) внутреннего контура на рабочий путь, ее задерживает искусственный тормоз (17). Тормоз не дает рее (9) уйти по рабочему пути раньше, чем рея (8) достигнет точки начала рабочего пути. Когда рея (8) достигнет точки начала рабочего пути, сила ветра преодолеет силу тормоза временно задерживающего рею (9), и парус в расправленном положении начнет рабочий путь. Тормоз (17) представляет собой например механический рычаг, закрепленный на пути выхода реи (9) на линию рабочего пути. Рычаг, по своей массе имеет сопротивление больше чем сила реи (9) движущейся по инерции, но меньше чем сила движения раскрытого паруса (7). Можно применить любое устройство, выполняющее функцию временного тормоза.

Парусная ВЭУ-1 и ВЭУ-2 закреплена на раме-опоре или кожухе.

Парусная ВЭУ-1 и ВЭУ-2 заключенная в кожух дает следующие эффекты:

а. Кожух не позволяет ветру расходиться в стороны. ВЭУ вырабатывает больше энергии.

b. Кожух служит флюгерным элементом и устанавливает ВЭУ в нужном положении. Человек освобождается от контроля за ВЭУ.

с. Кожух выполняет функцию рамы-опоры. Это упрощает конструкцию.

d. Кожух выполняет функцию гильзы, парус функцию поршня, а ветер функцию пара. Система аналогична большому паровому двигателю.

Наземная парусная ВЭУ значительно дешевле, безопаснее, эстетичнее и экологичнее башенных ветряков, используемых в настоящее время.

Максимальная скорость движения парусного элемента при порывах ветра 30 метров в секунду, будет равняться 1-3 метра в секунду (не более пяти), значит, не будут вырабатываться радиопомехи в отличие от лопастных ВЭУ. Прогнозируемый КПД будет 40%-60% от энергии принимаемого ветрового потока в зависимости от числа парусных элементов. В отличие от башенных ветряков наземная парусная ВЭУ не боится шквальных ветров 30-40 метров в секунду, но при этом нужна соответствующая мощность генератора.

Для безопасности птиц, место входа ветрового потока ограждается сеткой, которая не позволит птицам, попасть внутрь установки и при этом не будет препятствовать самому ветровому потоку.

Если все же в установку случайно залетит птица, то, пройдя вместе с парусом рабочий путь, она вылетит невредимой вместе с остатками ветрового потока.

Если на установке три парусных элемента, то 20% времени два паруса будут раскрыты и являются рабочими, а 80% времени один парус раскрыт, а два являются нерабочими. Для более полного использования ветровой энергии используется пять и более парусов.

1. Ветроэнергетическая парусная установка, содержащая, по меньшей мере, две бесконечно замкнутые гибкие передачи, образующие внешний тяговый контур, и меньший по размеру внутренний тяговый контур, состоящий из двух линий замкнутых гибких передач, числом передач на каждой линии равным числу парусов, и, по меньшей мере, три паруса, каждый из которых закреплен одной реей к противоположным гибким передачам внешнего контура, а другой реей к противоположным передачам внутреннего контура.

2. Ветроэнергетическая парусная установка по п.1, отличающаяся тем, что каждая линия внутреннего контура выполнена из бесконечно замкнутых цепных, или ременных, или канатных передач, на шкивах, движущихся независимо друг от друга, числом передач равным числу парусов, а реи парусов внутреннего контура закреплены каждый край реи к одной гибкой передаче на каждой стороне.

3. Ветроэнергетическая парусная установка по п.1, отличающаяся тем, что бесконечно замкнутым гибким элементом внешнего и внутреннего контуров является цепь, или канат, или ремень, при этом гибкие передачи на каждой линии внешнего и/или внутреннего контура выполняются в одинарном виде (цепь, или ремень, или канат) или в комбинированном виде (цепь + ремень или цепь + канат), а элементом опоры гибких элементов являются шкивы и/или звездочки.

4. Ветроэнергетическая парусная установка по п.1, отличающаяся тем, что передача вращательного движения на генератор энергии может идти со всех тяговых и/или вращающихся элементов ветроэнергетической установки, к которым относятся валы (оси), на которых установлены шкивы и/или звездочки внешнего контура, реи внешнего и/или реи внутреннего контура.

5. Ветроэнергетическая парусная установка по п.1, отличающаяся тем, что реи паруса, закрепленные на тяговых элементах внешнего контура, размещены с одинаковым шагом, т.е. равноудалены, при этом тяговые и/или вращающиеся элементы внешнего и/или внутреннего контура кинематически связаны с генератором электрической, и/или механической, и/или тепловой, и/или химической энергии.

6. Ветроэнергетическая парусная установка, содержащая, по меньшей мере, две бесконечно замкнутые гибкие передачи, образующие внешний тяговый контур, и меньший по размеру внутренний тяговый контур, состоящий из двух линий замкнутых гибких передач, числом передач на каждой линии равным числу парусов, и, по меньшей мере, три паруса, каждый из которых закреплен одной реей к противоположным гибким передачам внешнего контура, а другой реей к противоположным гибким передачам внутреннего контура, отличающаяся тем, что конструкция парусной ветроэнергетической установки снабжена рамой-опорой и/или кожухом.

7. Ветроэнергетическая парусная установка, содержащая, по меньшей мере, две бесконечно замкнутые гибкие передачи, образующие внешний тяговый контур, и меньший по размеру внутренний тяговый контур, состоящий из двух линий замкнутых гибких передач, числом передач на каждой линии равным числу парусов, и, по меньшей мере, три паруса, каждый из которых закреплен одной реей к противоположным гибким передачам внешнего контура, а другой реей к противоположным гибким передачам внутреннего контура, отличающаяся тем, что установка выполнена с функцией реверса.

8. Ветроэнергетическая парусная установка, содержащая, по меньшей мере, две бесконечно замкнутые гибкие передачи, образующие внешний тяговый контур, и меньший по размеру внутренний тяговый контур, состоящий из двух линий замкнутых гибких передач, числом передач на каждой линии равным числу парусов, и, по меньшей мере, три паруса, каждый из которых закреплен одной реей к противоположным гибким передачам внешнего контура, а другой реей к противоположным гибким передачам внутреннего контура, отличающаяся тем, что установка снабжена дополнительными внешними и внутренними контурами, состоящими из двух бесконечно замкнутых гибких передач, образующих внешний тяговый контур, и меньший по размеру внутренний тяговый контур, состоящий из двух линий замкнутых гибких передач, числом передач на каждой линии равным числу парусов, и, по меньшей мере, три паруса, каждый из которых закреплен одной реей к противоположным гибким передачам внешнего контура, а другой реей к противоположным передачам внутреннего контура, которые установлены в один ряд по горизонтали и/или в два и более этажей в высоту с образованием модульной конструкции.

9. Ветроэнергетическая парусная установка, содержащая две бесконечно замкнутые жесткие направляющие, снабженные, по меньшей мере, тремя элементами качения на каждой направляющей, образующие внешний тяговый контур и две бесконечно замкнутые жесткие направляющие, снабженные, по меньшей мере, тремя элементами качения на каждой направляющей, образующие внутренний тяговый контур, и, по меньшей мере, три паруса, отличающаяся тем, что каждый из парусов закреплен углами одной стороны паруса к двум элементам качения противоположных жестких направляющих внешнего замкнутого контура, а углами другой стороны паруса к двум элементам качения противоположных жестких направляющих внутреннего замкнутого контура.

10. Ветроэнергетическая парусная установка по п.9, отличающаяся тем, что профиль жестких направляющих установлен под углом от 1° до 45° к центру паруса.

11. Ветроэнергетическая парусная установка, содержащая две бесконечно замкнутые жесткие направляющие, снабженные, по меньшей мере, тремя элементами качения на каждой направляющей, образующие внешний тяговый контур и две бесконечно замкнутые жесткие направляющие, снабженные, по меньшей мере, тремя элементами качения на каждой направляющей, образующие внутренний тяговый контур, и, по меньшей мере, три паруса, каждый из которых закреплен с одной стороны реей к двум элементам качения противоположных жестких направляющих внешнего замкнутого контура, а углами другой стороны паруса к двум элементам качения противоположных жестких направляющих внутреннего замкнутого контура.

12. Ветроэнергетическая парусная установка, содержащая две бесконечно замкнутые жесткие направляющие, снабженные, по меньшей мере, тремя элементами качения на каждой направляющей, образующие внешний тяговый контур, и две бесконечно замкнутые жесткие направляющие, снабженные, по меньшей мере, тремя элементами качения на каждой направляющей, образующие внутренний тяговый контур, и, по меньшей мере, три паруса, каждый из которых закреплен углами одной стороны паруса к двум элементам качения противоположных жестких направляющих внешнего замкнутого контура, а реей другой стороны паруса к двум элементам качения противоположных жестких направляющих внутреннего замкнутого контура.

13. Ветроэнергетическая парусная установка по п.12, отличающаяся тем, что замкнутые жесткие направляющие являются рельсами, или двутаврами, или профилями, выполненными из металла или композиционных материалов, а элементами качения являются каретки, или ролики, или любые элементы качения, способные двигаться по жестким направляющим.

14. Ветроэнергетическая парусная установка, содержащая две бесконечно замкнутые жесткие направляющие, снабженные, по меньшей мере, тремя элементами качения на каждой направляющей, образующие внешний тяговый контур, и две бесконечно замкнутые жесткие направляющие, снабженные, по меньшей мере, тремя элементами качения на каждой направляющей, образующие внутренний тяговый контур, и, по меньшей мере, три паруса, каждый из которых закреплен одной реей или углами одной стороны паруса к двум элементам качения противоположных жестких направляющих внешнего замкнутого контура, а второй реей или углами другой стороны паруса к двум элементам качения противоположных жестких направляющих внутреннего замкнутого контура, отличающаяся тем, что установка выполнена с функцией реверса.

15. Ветроэнергетическая парусная установка по п.14, отличающаяся тем, что тяговое или вращательное движение от установки на вал электрогенератора или преобразователя в химическую, и/или механическую, и/или тепловую, и/или механическую энергию передается через муфту свободного хода и/или маховик.

16. Ветроэнергетическая парусная установка по п.14, отличающаяся тем, что энергия движения от установки на генератор передается от элементов качения и/или элементов вращения, связанных с электрогенератором посредством трансмиссионных гибких передач.

17. Ветроэнергетическая парусная установка, содержащая две бесконечно замкнутые жесткие направляющие, снабженные, по меньшей мере, тремя элементами качения на каждой направляющей, образующие внешний тяговый контур, и две бесконечно замкнутые жесткие направляющие, снабженные, по меньшей мере, тремя элементами качения на каждой направляющей, образующие внутренний тяговый контур, и, по меньшей мере, три паруса, каждый из которых закреплен одной реей или углами одной стороны паруса к двум элементам качения противоположных жестких направляющих внешнего замкнутого контура, а второй реей или углами другой стороны паруса к двум элементам качения противоположных жестких направляющих внутреннего замкнутого контура, отличающаяся тем, что ветроэнергетическая парусная установка снабжена дополнительными внешними и внутренними контурами, состоящими из двух бесконечно замкнутых жестких направляющих, снабженных, по меньшей мере, тремя элементами качения на каждой направляющей, образующих внешний тяговый контур, и двух бесконечно замкнутых жестких направляющих, снабженных, по меньшей мере, тремя элементами качения на каждой направляющей, образующих внутренний тяговый контур, и, по меньшей мере, трех парусов, каждый из которых закреплен одной реей или углами одной стороны паруса к двум элементам качения противоположных жестких направляющих внешнего замкнутого контура, а второй реей или углами другой стороны паруса к двум элементам качения противоположных жестких направляющих внутреннего замкнутого контура, которые установлены в один ряд по горизонтали, т.е. в одну батарею, и каждый тяговый контур несет реи двух смежных парусов.

18. Ветроэнергетическая парусная установка по п.17, отличающаяся тем, что реи или углы паруса, закрепленные на элементах качения внешнего контура, размещены по траектории внешнего контура с одинаковым шагом, т.е. равноудалены, при помощи прикрепленного к элементам качения или реям гибкого элемента, охватывающего направляющие шкивы, установленные по траектории внешнего контура.

19. Ветроэнергетическая парусная установка, содержащая две бесконечно замкнутые жесткие направляющие, снабженные, по меньшей мере, тремя элементами качения на каждой направляющей, образующие внешний тяговый контур, и две бесконечно замкнутые жесткие направляющие, снабженные, по меньшей мере, тремя элементами качения на каждой направляющей, образующие внутренний тяговый контур, и, по меньшей мере, три паруса, каждый из которых закреплен одной реей или углами одной стороны паруса к двум элементам качения противоположных жестких направляющих внешнего замкнутого контура, а второй реей или углами другой стороны паруса к двум элементам качения противоположных жестких направляющих внутреннего замкнутого контура, отличающаяся тем, что ветроэнергетическая парусная установка снабжена дополнительными внешними и внутренними контурами, состоящими из двух бесконечно замкнутых жестких направляющих, снабженных, по меньшей мере, тремя элементами качения на каждой направляющей, образующих внешний тяговый контур, и, по меньшей мере, трех парусов, каждый из которых закреплен одной реей или углами одной стороны паруса к двум элементам качения противоположных жестких направляющих внешнего замкнутого контура, а второй реей или углами другой стороны паруса к двум элементам качения противоположных жестких направляющих внутреннего замкнутого контура, которые установлены в один ряд по горизонтали и/или в два и более этажей в высоту с образованием модульной конструкции.

20. Ветроэнергетическая парусная установка по п.19, отличающаяся тем, что расстояние между направляющими внешнего и внутреннего контура рабочей части установки равно высоте развернутого паруса, а расстояние между направляющими внешнего и внутреннего контура нерабочей части, лишь достаточное для прохождения паруса в собранном виде, а сами паруса имеют прямоугольную, или трапециевидную, или близкую к ним форму.

21. Ветроэнергетическая парусная установка по п.19, отличающаяся тем, что внутренний контур снабжен тормозом на пути выхода реи, закрепленной к тяговым элементам внутреннего контура, на линию рабочего пути, при этом тормоз по своей силе имеет сопротивление больше, чем сила реи, движущейся по инерции, но меньше чем сила движения раскрытого паруса.

22. Ветроэнергетическая парусная установка по п.19, отличающаяся тем, что жесткие направляющие и гибкие передачи каждого контура, расположенные противоположно относительно парусного элемента, являются одинаковыми по размеру и параллельными по расположению, а внешний и внутренний контуры могут быть расположены вертикально или горизонтально относительно поверхности земли.

23. Ветроэнергетическая парусная установка, содержащая раму-опору с установленным на ней внешним бесконечно замкнутым тягово-несущим контуром, и внутренним бесконечно замкнутым тягово-несущим контуром, и, по меньшей мере, тремя прямоугольными или трапециевидными парусами, каждый из которых закреплен одной реей или углами одной стороны паруса к двум тяговым элементам противоположных направляющих внешнего контура, а второй реей или углами другой стороны паруса к двум тяговым элементам противоположных направляющих внутреннего контура, отличающаяся тем, что число парусов устанавливается четыре и более.

24. Ветроэнергетическая парусная установка по п.23, отличающаяся тем, что реи или углы паруса, закрепленные на тяговых элементах внутреннего контура, могут двигаться только вперед, т.е. не могут двигаться назад.

25. Ветроэнергетическая парусная установка, содержащая внешний бесконечно замкнутый тягово-несущий контур и внутренний бесконечно замкнутый тягово-несущий контур и, по меньшей мере, три прямоугольных или трапециевидных паруса, каждый из которых закреплен одной реей или углами одной стороны паруса к двум тяговым элементам противоположных направляющих внешнего контура, а второй реей или углами другой стороны паруса к двум тяговым элементам противоположных направляющих внутреннего контура, отличающаяся тем, что установка снабжена рамой-опорой и/или кожухом.