Гидропневматическая электростанция
Электростанция предназначена для выработки электрической энергии путем преобразования потенциальной энергии воды. Преобразователь энергии воды в энергию воздушного потока состоит из нескольких сифонных трубопроводов, по которым вода перетекает из верхнего бьефа в нижний бьеф. Верхняя часть каждого из сифонов, т.е. область с наибольшим значением вакуума, соединена отдельным воздуховодом с коллектором, где размещается воздушная турбина, соединенная с электрогенератором. Конструкция электростанции позволяет расширить область применения плотинных гидроэлектростанций. 2 ил.
Изобретение относится к технике выработки электрической энергии, в частности к нетрадиционным источникам энергии.
Известно устройство, преобразующее энергию морских волн в электрическую энергию (см. Кириллин В.А. Энергетика. Главные проблемы. - М.: Знание, 1990, с. 72-73), которое представляет собой плавающую на воде платформу, разделенную на открытые снизу секции, заполненные воздухом. Волны, проходя под платформой, сжимают поочередно находящийся в секциях воздух. Установленная на пути потока воздуха, перетекающего из секции с большим давлением в секцию с меньшим давлением, воздушная турбинка, соединенная с электрическим генератором, будет преобразовывать энергию волн в электрическую энергию. Недостатками данного устройства являются небольшая мощность, выход из работы во время штиля? а также громоздкость, т.к. данное устройство должно иметь большие линейные размеры, с тем чтобы колебания платформы под действием волн были небольшими. Кроме этого, направление протекания воздуха из одной секции в другую будет периодически меняться, а это приводит к периодической остановке воздушной турбинки и генератора, что еще более снижает мощность электростанции и требует использования специального обратимого генератора. Известна также гидропневматическая электростанция (A.M. Gorlov. A New Opportunity for Hydro: Using Air Turbines for Generating Electricity. Hydro Review, September 1992, Volume 11, Number 5), состоящая из герметичного гидровоздушного конвертора, преобразующего энергию воды в энергию воздушного потока, плотины, создающей перепад воды относительно нижнего бьефа и энергоблока, в котором размещены воздушные турбогенераторы. Основным элементом этой электростанции является водо- и воздухонепроницаемый конвертор, сооружаемый из бетона и размещаемый в русле реки. Он может выполняться одно- и двухкамерным. По мнению автора разработки более эффективным является двухкамерный конвертор, состоящий из двух идентичных камер, связанных между собой воздуховодом, в котором размещена воздушная турбина. Обе камеры оборудованы системой впускных и выпускных затворов, которые обеспечивают опорожнение одной камеры при заполнении другой и наоборот. Когда одна камера заполняется, воздух из нее через воздухопровод выходит в камеру, которая опорожняется, вращая при этом воздушную турбину. В данном устройстве направление движения воздушного потока в воздухопроводе также будет периодически изменяться, что приведет к следующему циклу работы турбины и генератора: разгон - достижение максимальной скорости вращения - замедление вращения - остановка и т.д. по тому же циклу, что ведет к снижению мощности электростанции и также требует использования обратимого генератора. По данным автора прототипа при перепаде уровней верхнего и нижнего бьефов 6,5 футов (1,98 м) давление (напор), под действием которого движется по воздуховоду воздушный поток, составляет 13 футов водного столба (3,96 м вод.ст. = 38,86 кПа) для более совершенного двухкамерного конвертора (см. там же). Конвертор данной электростанции, особенно двухкамерный, представляет из себя довольно сложную, громоздкую конструкцию, включающую в себя четыре попеременно открывающихся и закрывающихся затвора, оси и шарниры которых постоянно находятся в воде, что снижает надежность данного устройства и суживает область его применения (из-за невозможности применения электростанции такого типа на ручьях и малых реках). Задачей настоящего изобретения является увеличение мощности электростанции и расширение области ее применения. Указанный технический результат достигается тем, что преобразователь энергии воды в энергию воздушного потока выполнен в виде батареи сифонных трубопроводов, верхняя часть каждого из которых соединяется воздухопроводом с общим коллектором, в котором располагается воздушная турбинка. Выполнение преобразователя в виде сифонов позволяет резко увеличить мощность электростанции, т.к. вакуум в верхней части сифона достигает 7 метров водного столба (68,65 кПа) (см. Чугаев P.P. Гидравлика. - Л.: Энергоиздат, 1982, с. 222), причем достичь такого значения вакуума можно при небольшом перепаде уровней в верхнем и нижнем бьефах, т.к. величина вакуума в сифоне в основном зависит от высоты поднятия верхней части сифона над уровнем воды в верхнем бьефе и определяется по следующей зависимости (см. там же, с. 221):








H - действующий напор (перепад давлений);

Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2
Похожие патенты:
Скуловой киль // 2166453
Изобретение относится к судостроению и касается создания скуловых судовых килей, позволяющих утилизацию волновой энергии
Волновая модульная гидроэлектростанция // 2166124
Изобретение относится к волновой энергетике, а именно к устройствам для преобразования энергии качки плавающего средства в электрическую энергию путем поочередного движения жидкости через гидравлические турбины
Волновая модульная гидроэлектростанция // 2166124
Изобретение относится к волновой энергетике, а именно к устройствам для преобразования энергии качки плавающего средства в электрическую энергию путем поочередного движения жидкости через гидравлические турбины
Установка для получения сжатого воздуха и подачи воды из реки за счет энергии гидравлического потока // 2166123
Изобретение относится к гидроэнергетике, в частности к конструкциям устройств для получения сжатого воздуха и подачи воды из реки за счет энергии гидравлического потока
Энергетическая установка // 2162963
Изобретение относится к области энергетики, в частности к энергетическим установкам по выработке электрической энергии, к преобразователям энергии текучих сред в механическую и затем в электрическую
Изобретение относится к гидроэнергетике и предназначено для получения электроэнергии без нарушения гидрологических характеристик используемой реки и экологии реки и прилегающей к ней местности
Наплавная электростанция // 2160848
Устройство в капсульном генераторе // 2159493
Устройство для генерации сигнала электрической мощности на основе использования силы ветра // 2154189
Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к устройствам для генерации сигнала электрической мощности с использованием силы ветра
Донная гидроэлектростанция // 2153042
Изобретение относится к гидроэнергетике и предназначено для преобразования кинетической энергии потока воды в реке в электрическую энергию
Генератор переменного тока для питания автономных забойных геофизических и навигационных комплексов // 2170348
Изобретение относится к бурению скважин и предназначено для обеспечения электропитания автономных скважинных навигационных и геофизических приборов в процессе бурения
Гидроэлектростанция // 2171910
Генераторная установка // 2171911
Бесплотинная всесезонная гидроэлектростанция // 2171912
Изобретение относится к гидроэнергетике, в частности, к гидроэлектростанциям, которые могут быть установлены в самотечном потоке воды на различной глубине и работать в любое время года
Способ перекачки жидкости // 2172427
Изобретение относится к гидроэнергетике и предназначено для регулирования и поддержания стабильного минералогического состава водоемов путем перекачки жидкости из водоемов с разным расположением уровней жидкости в них, а также для использования энергии перекачиваемой жидкости для привода транспортных средств и выработки электроэнергии
Бесплотинная гидроэлектростанция // 2173745
Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано при строительстве гидроэлектростанций в любой местности
Погружная электростанция // 2175730
Погружная электростанция // 2175730
Маятниковый двигатель // 2176327