Парусная ветроэнергоустановка

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно, к ветроустановкам средней мощности и служит для преобразования кинетической энергии ветра в электрическую энергию. Ветроэнергоустановка содержит подвижно закрепленную на верхушке мачты поворотную платформу, на которой установлен мультиплексор со ступицей ветроколеса на валу и генератор, при этом каркас парусов выполнен в виде, закрепленных под углом к горизонтальной оси вращения ступицы, лучей, между которыми натянут трос. Ветроустановка предназначена для использования в промышленности, сельском хозяйстве и других отраслях для отопления и освещения зданий и сооружений. Может эксплуатироваться в непосредственной близости к жилым зданиям, так как не создает шума, работая автономно или параллельно с электросетью.

1 с.п. ф-лы, 1илл.

Полезная модель относится к ветроэнергетике, а именно, к ветроустановкам средней мощности и служит для преобразования кинетической энергии ветра в электрическую энергию. Ветроустановка предназначена для использования в промышленности, сельском хозяйстве и других отраслях для отопления и освещения зданий и сооружений. Может эксплуатироваться в непосредственной близости к зданиям и сооружениям, работая автономно или параллельно с электросетью.

Известна крыльчато-парусная ветроэнергетическая установка (патент РФ 2463473 МПК F03D 1/00, 2012 года), содержащая поворотную платформу, несущую стойки, на которых установлено с возможностью свободного вращения крыльчато-парусное ветроколесо, выполненное в виде вала, на концах которого установлены передний и задний махи, несущие жестко закрепленные на них лопасти, при этом передний мах, обращенный навстречу ветру, выполнен в виде трубчатого креста, противоположный ему задний мах выполнен в виде квадратной трубчатой рамки, ребра которой жестко закреплены средней частью на свободных концах трубчатого креста, идентичного переднему кресту, перпендикулярно им, а лопасти выполнены в виде прямоугольных пластин из тонколистового или тканевого материала и жестко закреплены одной из своих граней на трубках переднего маха и противоположной гранью - на соответствующих половинах внешних ребер квадратной трубчатой рамки заднего маха, параллельных трубкам переднего маха.

Недостатком этой ветроэнергетической установки является то, что, несмотря, на высокий коэффициент использования энергии ветра ветроэнергетическая установка относиться к ветроустановкам малой мощности.

Известна, выбранная в качестве прототипа, ветроустановка (патент РФ 2099590 МПК F03D 3/00, 1997 год), включающая мачту-трубу с растяжками, два паруса, генератор, причем паруса выполнены в виде полу диффузоров, укрепленных шарнирно на мачте-трубе, при этом в конце каждого паруса установлено крыльчатое многолопастное ветроколесо, а передача энергии от ветроколес к генератору обеспечивается с помощью горизонтальных валов 1 через коническую шестереночную передачу к вертикальному валу и мультиплексору у генератора.

Недостатком прототипа является то, что, шум, возникающий в результате использования валопроводов для передачи полезного вращения на генератор, делает невозможным использование ветроустановки вблизи жилых зданий, к тому же на мачтах высотой более пяти метров, которые используются на ветроустановках мощностью более 1 кВт в час, применение вертикального валопровода это сложное и не надежное техническое решение.

Задачей, на решение которой направлено изобретение является повышение мощности ветроустановки и снижение ее шумности.

Это достигается тем, что ветроустановка содержит мачту, которая дополнительно снабжена поворотной платформой с мультиплексором и генератором, на валу мультиплексора закреплена ступица, на ступице - лучи, которые вместе с ней и системой тросов образуют каркас парусов, каркас парусов в сборе с парусами составляет парусное ветроколесо.

Парусная ветроэнергоустановка содержит мачту 1, поворотную платформу 2, мультиплексор 3, генератор 4, ступицу ветроколеса 5, лучи парусов 6, трос парусов 7 и паруса 8.

Использование вала мультиплексора 3 для крепления ступицы ветроколеса 5 позволяет упростить и повысить надежность передачи полезного вращения на генератор 4, горизонтальные валы и вертикальный вал, использованные в прототипе, не применяются, а, следовательно, и шум от их работы отсутствует.

Лучи парусов 6, расположены под углом к горизонтальной оси вращения ступицы 5, что обеспечивает автоматическую ориентацию ветроколеса на ветер. Паруса 8 обеспечивают двусторонний забор ветра ветроколесом. Длина лучей парусов 6 и паруса 8 подобраны таким образом, что бы скорость вращения ветроколеса при ураганном ветре деформировала паруса, не давая ветроколесу раскручиваться сильнее, благодаря чему осуществляется автоматическая защита ветроколеса от ураганных ветров.

Устройство работает следующим образом. Паруса 8 ветроколеса, закрепленного на валу мультиплексора 3, установленного на поворотной платформе 2, подвижно закрепленной на верхушке мачты 1, при появлении ветра благодаря лучам 6, закрепленным в ступице 5 под углом к ее горизонтальной оси вращения, поворачивают ветроколесо к ветру, наполняясь ветром расправляются. Наполненные ветром паруса 8, воспринимая его давление, отклоняются в сторону перпендикулярную его направлению, вращая парусное ветроколесо. Полезное вращение парусного ветроколеса через мультиплексор 3 передается на генератор 4.

Испытания показали, что ветроэнергоустановка с ветроколесом из шести парусов при скорости ветра 7 метров в секунду генерирует мощность 4 кВт в час.

Ветроэнергетическая установка, включающая мачту, мультиплексор, генератор и ветроколесо, отличающаяся тем, что она снабжена подвижно закрепленной на верхушке мачты поворотной платформой, на которой установлен мультиплексор со ступицей ветроколеса на валу и генератор, при этом каркас парусов выполнен в виде закрепленных под углом к горизонтальной оси вращения ступицы лучей, между которыми натянут трос.