Ветроэнергетическая установка с сегментным диффузором

Кольцевой сегментный дифузор, может использоваться в ветроэнергетических установках роторного, турбиного или лопастного типа, позволяет увеличить площадь охвата внешнего ветрового потока, сформировать внутренний центроориентированный ветровой поток и повысить повысить его давление в центральной цилиндрической рабочей камере.

Устройство сегментного дифузора имеет 8-12 ветрозаборных дифузоров с сужающимися к центру под углом 10-30 град. стенками.

Кольцевой сегментный дифузор без движущихся частей, обладает высокой жесткостью конструкции, что значительно снижает материалоемкость его изготовления, соответственно снижает финансовые затраты.

Полезная модель - относится к области энергетики и может использоваться в промышленном, комунально-бытовом и индивидуальном хозяйстве для автономного энергоснабжения.

Известные аналоги: ветроэнергетическая установка - патент №2006141016 от 20.11.2006 г. ветроэнергетические установки малой и средней мощности, ВЭУ-2, ВЭУ-5-4, ВЭС-1,2, УВГЭ-500 - справочник "Оборудование нетрадиционной и малой энергетики".

Недостатками всех известных ветроустановок является низкий коэффициент использования ветра. Кроме этого для ветроустановок лопастного типа необходимы опорномачтовая конструкция для повышения уровня установки ветродвигателя над уровнем поверхности земли, и поворотное устройство для отслеживания направления ветра.

За ближайший аналог могут быть взяты ветроустановки роторного типа, недостаткам, которых являются большая площадь ветроприводных плоскостей, малый пусковой момент, малая мощность, большие потери ветровой энергии.

Целью полезной модели является повышение коэффициента использования ветра ветроэнергетических установок.

Задачами полезной модели является создание бесповоротной конструкции отслеживания направления ветра и концентрация давления ветрового потока в центральной рабочей камере.

Указанная цель и задачи решается за счет конструктивных особенностей кольцевого сегментного дифузора, рис.1-а и рис.1-б, который состоит из: расположеных по кругу секторных дифузоров - 1, и центральной рабочей камеры - 2.

К корпусу дифузора крепится электрогенератор - 3, вал которого приводится во вращение лопастями ветропривода - 4.

Кольцевой сегментный дифузор, составляют от 8 до 12 секторных дифузоров, объединенных в общую кольцевую конструкцию. Боковые плоскости каждого сектора сужаются к центру под углом 30-45 град.

Нижние и верхние плоскости каждого сектора так же образуют угол 30-45 град. по отношению к горизонтальной плоскости.

Через входное отверстие каждого секторного дифузора, сечение А-А, происходит поступление наружного ветрового потока, через внутреннее отверстие каждого сектора, сечение В-В, внутренний ветропоток поступает в центральную рабочую камеру.

Суть полезной модели заключается в увеличении площади охвата ветрового потока, последующей его центроориентации и концентрации давления в центральной рабочей камере.

Ветровой поток, не зависимо от направления, поступает во входные отверстия сегментного дифузора, под суммарным углом до 180 град. По мере продвижения по каждому секторному дифузору, ветровой поток

частично переориентируется и поступает в рабочую камеру в центроориентированном направлении, воздействуя на рабочие лопасти ветропривода, всегда под одним углом. Одновременно с центронаправленной ориентацией внутреннего ветрового потока, происходит его концентрация, т.е. повышение давления, за счет дополнительной площади охвата ветрового потока.

Степень повышения давления ветра пропорциональна разнице сумм проекций сечений входных и сумм проекций выходных отверстий, каждого секторного дифузора, на фронтальную плоскость движения ветрового потока, с учетом потери на переориентацию ветрового потока в каждом секторе.

Предлагаемая конструкция ветроэнергетической установки повышает коэффициент использования ветра, позволяет размещать ее на меньшей высоте, на уже имеющихся строениях и отказаться от поворотного устройства отслеживания направления ветра.

За счет исключения опорно-мачтовых конструкций, поворотного устройства и хвостового оперения, значительно снижается материалоемкость предлагаемой конструкции, соответственно снижаются финансовые и другие расходы.

Ветроэнергетическая установка, характеризующаяся тем, что содержит корпус, кольцевой сегментный диффузор, состоящий из секторных диффузоров, объединенных в общую кольцевую конструкцию, центральную рабочую камеру, причем каждый из секторных диффузоров своим внутренним отверстием соединен с центральной рабочей камерой.