Устройство для преобразования энергии

Авторы патента:

F03D5 - Прочие ветряные двигатели (регулирование F03D 7/00)

Использование: в области энергетики, в частности при преобразовании энергии ветра и солнца. Сущность: устройство для преобразования энергии содержит замкнутую криволинейную несущую трассу в виде, по меньшей мере, двух опорных путей, на одном из которых размещены тележки с установленным на них, по меньшей мере, одним многосекционным каркасом, а на другом - тележки поддерживающей части, образующие цепь. Поддерживающая часть соединяется с многосекционным каркасом растяжками. Многосекционный каркас с преобразователями энергии автоматически ориентируется относительно направления энергопотока путем перемещения по замкнутой несущей трассе совместно и синхронно с цепью поддерживающих тележек. Преобразователи энергии выполнены в виде ветровых и/или солнечных преобразующих устройств. Опорные пути выполнены в виде сопряженных участков различной кривизны. Цепи опорных тележек установлены с возможностью изменения их длины за счет изменения длины их связей. Новым в устройстве является то, что несущая трасса может располагаться на пересеченной местности за счет выбора соответствующего расстояния между опорными путями на разных участках несущей трассы. 3 ил.

Изобретение относится к области энергетики, в частности к преобразованию энергии ветра и солнца.

Известно ветроэнергетическое устройство (RU 2187019), состоящее из рам, ветроколес, установленных на стойки рам, и поддерживающих тележек. Тележки двигаются по рельсам. Его недостатком является ограниченная несущая способность стоек несущих рам при сильном ветре.

Из всех известных аналогов наиболее близким к заявляемому по совокупности существенных признаков является установка, которая содержит эквидистантные пути с размещенными на них опорными тележками, на которых размещается многосекционный каркас с преобразователями энергии (RU 2008519). Однако это устройство недостаточно эффективно по следующим причинам. Для осуществления возможности работы устройства требуется достаточно точная выверка эквидистантных путей в горизонтальной плоскости и относительно друг друга. Вследствие этого зона поверхности земли, по которой перемещается устройство должно быть с ровным рельефом. Это ограничивает его применение.

Изобретение направлено на решение задачи расширения области применения устройства для преобразования энергии за счет возможности использования его на участках с большим перепадом высот. Возможность применения данных установок на возвышенностях повышает их КПД, так как плотность ветровой энергии там выше, чем на равнине.

Указанная задача решается за счет того, что устройство для преобразования энергии содержит замкнутую криволинейную несущую трассу, которая состоит, по меньшей мере, из двух опорных путей. На одном из них на приводных тележках размещен многосекционный каркас с ветровыми и/или солнечными преобразователями энергии и удерживающими растяжками, закрепленными в верхней части многосекционного каркаса. На другом - снабженные приводами и соединенные друг с другом тележки поддерживающей части с закрепленными на них концами удерживающих растяжек. Тележки поддерживающей части имеют возможность перемещения по опорному пути синхронно с перемещением многосекционного каркаса. С целью осуществления возможности размещения несущей трассы на пересеченной местности с учетом ее рельефа, опорный путь многосекционного каркаса выполнен в виде окружности, а форма опорного пути

поддерживающих тележек определяется как совокупность точек, удаленных от опорного пути многосекционного каркаса на расстояние L. Это расстояние, вычисляется по формуле при расположении опорного пути поддерживающих тележек ниже опорного пути многосекционного каркаса и по формуле при расположении опорного пути поддерживающих тележек выше опорного пути многосекционного каркаса, где:

1 - длина растяжки;

а - высота точки крепления растяжки на стойке многосекционного каркаса; с - перепад высот опорного пути многосекционного каркаса и опорного пути поддерживающих тележек;

k - коэффициент, учитывающий провисание растяжек.

На фиг.1 представлена схема устройства для преобразования энергии с замкнутой трассой, состоящей из двух опорных путей при расположении опорного пути 2 тележек 7 поддерживающей части выше опорного пути 1 многосекционного каркаса 4; на фиг.2 - то же, но при расположении опорного пути 2 тележек 8 поддерживающей части ниже опорного пути 1 многосекционного каркаса 4. На фиг.3 - показан общий вид устройства преобразования энергии сверху.

Суть изобретения в следующем. Опорный путь 1 при виде сверху представляет собой окружность, а траектория опорного пути 2 тележек 7 поддерживающей части рассчитывается с учетом рельефа местности по вышеприведенным формулам. Многосекционный каркас 4, передвигающийся по опорному пути 1 на приводных тележках 3, позиционируется на таком участке опорного пути 1, где отбирается максимально возможное количество ветровой или солнечной энергии от преобразователей энергии 5. Позиционирование может происходить в ручном или в автоматическом режиме. Таким образом, расширяется область применения устройства для преобразования энергии за счет исключения необходимости выбора участков для строительства несущей трассы, обладающих наименьшим перепадом высот, и/или за счет уменьшения объемов работ по их выравниванию. При этом длина 1 растяжек 6, соединяющих многосекционный каркас 4 и тележки 8 поддерживающей части, придающих устойчивость всей системе, остается постоянной, что обеспечивает стабильное положение многосекционного каркаса независимо от перепада высот между опорными путями и вдоль несущей трассы и упрощает управление всей системой. Высота «а» точки крепления растяжек 6 на стойке многосекционного

каркаса 4 также постоянна. Данные величины (1 и а) выбираются исходя из конкретных условий места установки устройства. В эти условия могут входить заданная мощность устройства по преобразованию энергии, окружающая устройство инфраструктура, рельеф местности и др. Переменная величина «с» - перепад высот опорных путей 1 и 2 - определяет расчетную величину L- траекторию опорного пути 2 поддерживающих тележек 7 как совокупность точек, удаленных от опорного пути 1, имеющего форму окружности.

Ветровые и солнечные энергетические преобразователи могут располагаться на многосекционном каркасе 4 по отдельности или совместно. Приводы перемещения цепей опорных тележек, механизмы ориентации преобразователей энергии, устройства сбора, подготовки и передачи энергии потребителю и др. связаны с системой управления устройством для преобразования энергии.

Большая суммарная масса многосекционного каркаса защищает конструкцию от резких порывов ветра.

1. Устройство для преобразования энергии, содержащее замкнутую криволинейную несущую трассу, включающую, по меньшей мере, два опорных пути, на одном из которых на приводных тележках размещен с возможностью перемещения по этому пути многосекционный каркас с ветровыми и/или солнечными преобразователями энергии и удерживающими растяжками, закрепленными в верхней части многосекционного каркаса, а на другом снабженные приводом и соединенные друг с другом тележки поддерживающей части с закрепленными на них концами удерживающих растяжек, имеющие возможность перемещения по пути синхронно с перемещением многосекционного каркаса, отличающееся тем, что, с целью осуществления возможности размещения несущей трассы на пересеченной местности с учетом ее рельефа, опорный путь многосекционного каркаса выполнен в виде окружности, а форма опорного пути поддерживающих тележек определяется как совокупность точек, удаленных от опорного пути многосекционного каркаса на расстояние, вычисляемое по формуле при расположении опорного пути поддерживающих тележек ниже опорного пути многосекционного каркаса и по формуле при расположении опорного пути поддерживающих тележек выше опорного пути многосекционного каркаса,