EA016225B1 - Method for generating electric power and airodynemic power plant therefor - Google Patents
Method for generating electric power and airodynemic power plant therefor Download PDFInfo
- Publication number
- EA016225B1 EA016225B1 EA201100270A EA201100270A EA016225B1 EA 016225 B1 EA016225 B1 EA 016225B1 EA 201100270 A EA201100270 A EA 201100270A EA 201100270 A EA201100270 A EA 201100270A EA 016225 B1 EA016225 B1 EA 016225B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- aerodynamic
- power
- wind wheel
- wind
- electric
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D1/02—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor having a plurality of rotors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
- F03D9/007—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations the wind motor being combined with means for converting solar radiation into useful energy
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
- F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
- F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G5/00—Devices for producing mechanical power from muscle energy
- F03G5/02—Devices for producing mechanical power from muscle energy of endless-walk type, e.g. treadmills
- F03G5/04—Horsemills or the like
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/46—Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
- Y02P80/20—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications using renewable energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к энергетике, более точно к альтернативной энергетике, использующей воздушную среду для вращения ветроколеса осевого типа с целью производства электроэнергии в аэродинамической электростанции (АэроЭС) вне зависимости от внешних атмосферных условий. Изобретение может быть использовано в качестве силовой установки для различных транспортных средств.The invention relates to energy, and more particularly to alternative energy, using air to rotate an axial-type wind wheel to produce electricity in an aerodynamic power station (AeroES), regardless of external atmospheric conditions. The invention can be used as a power plant for various vehicles.
Предшествующий уровень техникиState of the art
В альтернативной энергетике известна ветроэнергетическая установка, в которой на ветроколесо осевого типа с горизонтальной осью вращения воздействует воздушный поток [1] (см. И8 Ра1еи1 1982 г. №4330714). Движение воздушной среды преобразуется на ветроколесе в крутящий момент и вращает электрогенератор, который вырабатывает электричество.In alternative energy, a wind power installation is known in which an air flow [1] acts on an axial-type wind wheel with a horizontal axis of rotation (see I8 Ra1ei1 1982, No. 4330714). The movement of the air is converted by a wind wheel into torque and rotates an electric generator that generates electricity.
Работоспособность ветроэнергетической установки [1] зависит от наличия ветра, в случае его отсутствия ветроэнергетическая установка [1] не может производить электроэнергию, силы ветра, т.к. при проектировании ветроэнергетических установок есть проблема, состоящая в том, что при разной силе ветра не обеспечивается одинаковое число оборотов ветроколеса, а также существует риск того, что штормовые ветра и ураганы могут привести к разрушению конструкции;The operability of a wind power plant [1] depends on the presence of wind, in the absence of it, a wind power plant [1] cannot produce electricity, wind power, because when designing wind power plants, there is a problem in that, for different wind power, the same number of revolutions of the wind wheel is not provided, and there is also a risk that storm winds and hurricanes can lead to structural destruction;
направления ветра, которое постоянно меняется (для производства электроэнергии, ветроколесо осевого типа с горизонтальной осью вращения поворачивается перпендикулярно вектору движения воздушного потока при помощи оперения, установленного на кронштейне на некотором расстоянии от плоскости вращения ветроколеса [1]);the direction of the wind, which is constantly changing (for the production of electricity, an axial-type wind wheel with a horizontal axis of rotation is rotated perpendicular to the air flow vector using the plumage mounted on the bracket at some distance from the plane of rotation of the wind wheel [1]);
внешних атмосферных условий (осадки, перепады температур, вызывающих обледенение конструкции и т.п.).external atmospheric conditions (precipitation, temperature changes, causing icing of the structure, etc.).
Известен способ, где ветроколесо осевого типа с горизонтальной осью вращения может вращаться при полном отсутствии ветра [2] (см. 8Ш776871 А1, 1989 г.). Ветроколесо приводится во вращение в воздушной среде реактивными двигателями, которые устанавливаются на концах лопастей этого ветроколеса [2].A known method is where an axial-type wind wheel with a horizontal axis of rotation can rotate in the complete absence of wind [2] (see 8Sh776871 A1, 1989). The wind wheel is driven into rotation in the air by jet engines, which are installed at the ends of the blades of this wind wheel [2].
Хотя способ [2] и позволяет вырабатывать электричество посредством вращения ветроколеса при полном отсутствии ветра, но его работоспособность также, зависит от силы ветра, имеется проблема разрушения от штормового ветра и урагана, направления ветра, которое постоянно меняется и для производства электроэнергии ветроколесо осевого типа с горизонтальной осью вращения поворачивается перпендикулярно вектору движения воздушного потока при помощи устройства ориентации на ветер [2], внешних атмосферных условий (осадки, перепады температур, вызывающих обледенение конструкции и т.п.).Although the method [2] and allows you to generate electricity by rotating the wind wheel in the complete absence of wind, but its operability also depends on the strength of the wind, there is a problem of destruction from a storm wind and a hurricane, the direction of the wind, which is constantly changing for the generation of electric energy of an axial-type wind wheel with the horizontal axis of rotation rotates perpendicular to the vector of air flow using the device orientation to the wind [2], external atmospheric conditions (precipitation, temperature changes, causing icing of the structure, etc.).
Основной недостаток известного способа [2] состоит в том, что при наличии ветра, когда не требуется принудительного вращения ветроколеса, реактивные двигатели отключаются и создают дополнительные аэродинамические, весовые и центробежные нагрузки на ветроэнергетическую установку. Это ведет к вынужденному увеличению прочности и утяжелению конструкции в целом, снижению аэродинамических характеристик ветроколеса, что не способствует повышению производства электричества с помощью движения воздушного потока.The main disadvantage of this method [2] is that in the presence of wind, when the forced rotation of the wind wheel is not required, the jet engines are switched off and create additional aerodynamic, weight and centrifugal loads on the wind power installation. This leads to a forced increase in strength and weighting of the structure as a whole, a decrease in the aerodynamic characteristics of the wind wheel, which does not contribute to an increase in electricity production by means of air flow.
Известен способ генерирования энергии и устройство для его осуществления [3] (см. КН 2005908 С1, 1994), при котором устройство имеет корпус, внутри которого установлен генератор энергии, который посредством конических шестерен связан с вертикальным валом, на котором размещена горизонтальная поворотная платформа. На платформе с одинаковым шагом по её периферии расположены вертикальные цилиндры с торцевыми дисками, вращающиеся вокруг своих осей с помощью электромоторов. Напротив каждого цилиндра размещён конфузор с воздухонагнетателем, имеющим собственный привод. При работе воздухонагнетателей в виде вентиляторов около всех цилиндров эти вращающиеся цилиндры обдуваются потоками воздуха, проходящего через соответствующие конфузоры. Вышеупомянутая платформа при этом под действием эффекта Магнуса вращается в воздушной среде и передает энергию вращения генератору, находящемуся в замкнутом пространстве корпуса устройства.A known method of generating energy and a device for its implementation [3] (see KN 2005908 C1, 1994), in which the device has a housing inside which an energy generator is installed, which is connected via a bevel gear to a vertical shaft on which a horizontal rotary platform is located. On the platform with the same pitch along its periphery, there are vertical cylinders with end disks rotating around their axes with the help of electric motors. Opposite each cylinder there is a confuser with an air blower having its own drive. When air blowers are operated in the form of fans near all cylinders, these rotating cylinders are blown by air flows passing through the respective confusers. In this case, the aforementioned platform under the influence of the Magnus effect rotates in air and transfers rotational energy to a generator located in a confined space of the device.
Недостатком такого способа является сложность подачи энергии к вентиляторам и электромоторам для вращения цилиндров, находящимся на вращающейся платформе. Возможно применение электрических аккумуляторных батарей, но их мощность является ограниченной.The disadvantage of this method is the difficulty of supplying energy to the fans and electric motors for rotating cylinders located on a rotating platform. It is possible to use electric batteries, but their power is limited.
Известен способ преобразования энергии ветра в электричество, позволяющий частично устранить перечисленные выше недостатки [4] (см. ΌΕ3713024Α1 1987 г.).A known method of converting wind energy into electricity, which partially eliminates the above disadvantages [4] (see ΌΕ3713024Α1 1987).
Ветроколесо осевого типа с горизонтальной осью вращения для того, чтобы обеспечить производство электрической энергии, поворачивают перпендикулярно вектору набегающего воздушного потока при помощи устройства ориентации на ветер [4].An axial-type wind wheel with a horizontal axis of rotation in order to ensure the production of electric energy is rotated perpendicular to the vector of the incoming air flow using a wind orientation device [4].
Известный способ преобразования движения воздушного потока в электроэнергию [4], принятый в качестве прототипа, имеет достаточно простую конструкцию и позволяет обеспечить производство электроэнергии вне зависимости от направления действия ветра, но работоспособность известного способа [4] зависит от наличия и силы ветра, что создает проблему разрушения ветроустановки штормовым ветром и ураThe known method of converting the movement of air flow into electricity [4], adopted as a prototype, has a fairly simple design and allows for the production of electricity regardless of the direction of the wind, but the operability of the known method [4] depends on the presence and strength of the wind, which creates a problem destruction of wind turbines by storm wind and cheers
- 1 016225 ганом;- 1 016225 gan;
направления ветра, которое постоянно меняется, и для производства электроэнергии ветроколесо осевого типа с горизонтальной осью вращения поворачивают перпендикулярно вектору движения воздушной среды при помощи устройства ориентации на ветер;the direction of the wind, which is constantly changing, and for the production of electricity, an axial-type wind wheel with a horizontal axis of rotation is turned perpendicular to the air movement vector using the wind orientation device;
внешних атмосферных условий (осадки, перепады температур, вызывающих обледенение конструкции и т.п.).external atmospheric conditions (precipitation, temperature changes, causing icing of the structure, etc.).
Существенный недостаток известного способа [4] состоит ещё и в том, что при повороте ветроколес перпендикулярно вектору движения воздушного потока одни ветроколеса находятся в активном секторе, где происходит выработка электроэнергии, другие ветроколеса в это же время находятся в пассивном секторе, где ветроколеса не производят электроэнергию.A significant drawback of the known method [4] is that when the wind wheels are rotated perpendicular to the airflow vector, some wind wheels are in the active sector where electricity is generated, while other wind wheels are in the passive sector where the wind wheels do not produce electricity .
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задача настоящего изобретения заключается в разработке способа, позволяющего осуществлять производство электроэнергии ветроколесом осевого типа с горизонтальной осью вращения, и это изобретение отличается от известных технических решений тем, что производство электроэнергии, за счет взаимодействия ветроколеса с воздушной средой, не зависит от наличия и силы ветра, его направления и других внешних атмосферных условий. Другой задачей изобретена является разработка аэродинамической электростанции (АэроЭС) для осуществления предлагаемого способа, позволяющей обеспечить производство электроэнергии ветроколесом осевого типа при полном безветрии;The objective of the present invention is to develop a method that allows for the production of electricity by an axial-type wind wheel with a horizontal axis of rotation, and this invention differs from the known technical solutions in that the production of electricity, due to the interaction of the wind-wheel with the air, does not depend on the presence and strength of the wind, its direction and other external atmospheric conditions. Another objective of the invention is the development of an aerodynamic power station (AeroES) to implement the proposed method, which allows for the production of electricity by an axial-type wind wheel with complete no wind;
организацию постоянно направленного взаимодействия ветроколеса с воздушной средой вне зависимости от внешних атмосферных условий;the organization of constantly directed interaction of the wind wheel with the air, regardless of external atmospheric conditions;
автономность работы и применение различных энергоисточников для производства электроэнергии.autonomy of work and the use of various energy sources for electricity production.
Для решения этих задач необходимо создать оптимальные условия обтекания набегающим воздушным потоком ветроколеса вне зависимости от наличия и силы ветра. С этой целью ветроколесо осевого типа с горизонтальной, или наклонной, или вертикальной осью вращения перемещают с постоянной угловой скоростью по круговой траектории внутри корпуса аэродинамической электростанции (АэроЭС). При движении ветроколеса в воздушной среде АэроЭС образуется аэродинамическое сопротивление движению со стороны воздушной среды АэроЭС, в результате чего ветроколесо осевого типа осуществляет вращение относительно своей продольной оси, создавая крутящий момент, как и на ветроколесе осевого типа с горизонтальной осью вращения обычной ветроэнергетической установки, установленной неподвижно и при воздействии на неё ветра, т.е. передвигающейся относительно её воздушной среды с определенной скоростью.To solve these problems, it is necessary to create optimal conditions for a wind wheel to flow around the incoming air flow, regardless of the presence and strength of the wind. For this purpose, an axial-type wind wheel with a horizontal, or inclined, or vertical axis of rotation is moved with a constant angular velocity along a circular path inside the body of an aerodynamic power plant (AeroES). When a wind wheel moves in the air of the AeroES, aerodynamic resistance is generated from the air of the AeroES, as a result of which the axial type wind wheel rotates relative to its longitudinal axis, creating a torque similar to that of an axial type wind wheel with the horizontal axis of rotation of a conventional wind turbine installed motionless and when exposed to wind, i.e. moving relative to its air environment at a certain speed.
В результате поступательного движения ветроколеса по круговой траектории внутри АэроЭС на валу ветроколеса образуется крутящий момент, который вращает электрогенератор, вырабатывая известным образом электроэнергию.As a result of the forward movement of the wind wheel in a circular path inside the AeroES, a torque is generated on the wind wheel shaft, which rotates the electric generator, generating electricity in a known manner.
Аэродинамическая электростанция содержит, по крайней мере, одно ветроколесо с горизонтальной осью вращения, выполненное с возможностью получения энергии от взаимодействия с воздушной средой АэроЭС и выработки через связанный с ним электрогенератор электрической энергии для передачи её потребителю. АэроЭС характеризуется тем, что ветроколесо установлено в корпусе аэроблока, который крепится на поворотной платформе, выполненной с возможностью кругового вращения внутри аэродинамической электростанции, продольная ось вращения ветроколеса установлена в любой (горизонтальной, наклонной или вертикальной) плоскости. На корпусе аэродинамической электростанции для обеспечения вращения платформы с аэроблоком установлен стыковочный узел для подключения внешнего энергопривода, действующего от любого источника энергии, что повышает автономность работы АэроЭС. Внутри корпуса электростанции по периферии установлены аэродинамические поверхности с целью препятствовать передвижению воздушной среды внутри АэроЭС, вызванному движением по круговой траектории аэроблока, закрепленного на вращающейся платформе.An aerodynamic power station contains at least one wind wheel with a horizontal axis of rotation, made with the possibility of receiving energy from interaction with the air environment of the AeroES and generating electric energy through an associated electric generator for transmission to the consumer. AeroES is characterized by the fact that the wind wheel is installed in the body of the aeroblock, which is mounted on a rotary platform made with the possibility of circular rotation inside the aerodynamic power plant, the longitudinal axis of rotation of the wind wheel is installed in any (horizontal, inclined or vertical) plane. On the body of the aerodynamic power station to ensure rotation of the platform with the aeroblock, a docking unit is installed to connect an external power drive acting from any energy source, which increases the autonomy of the AeroES. Aerodynamic surfaces are installed on the periphery inside the power plant’s hull to prevent the movement of the air inside the AES caused by the movement along the circular path of the aeroblock mounted on a rotating platform.
В корпусе аэроблока перед лопатками ветроколеса установлены направляющие лопатки,создающие набегающему воздушному потоку оптимальный угол обтекания лопаток ветроколеса при его движении по круговой траектории внутри аэродинамической электростанции.In the body of the aeroblock in front of the blades of the wind wheel, guide vanes are installed, which create an optimal flow angle for the incoming air flow around the wind wheel blades when it moves along a circular path inside the aerodynamic power plant.
За лопатками ветроколеса в корпусе аэроблока могут быть установлены спрямляющие лопатки, обеспечивающие выравнивание воздушного потока после прохождения лопаток ветроколеса для уменьшения вихреобразования и сопротивления движению ветроколеса, при этом в корпусе аэроблока для повышения производства электроэнергии за первым ветроколесом могут быть установлены следующие ветроколеса осевого типа, и спрямляющие лопатки предыдущего ветроколеса выполняют роль направляющих лопаток следующих ветроколес.Straightening vanes can be installed behind the blades of the wind wheel in the body of the aeroblock, which ensure equalization of air flow after passing the blades of the wind wheel to reduce vortex formation and resistance to movement of the wind wheel, while the following axial-type wind wheels and straightening wheels can be installed behind the first wind wheel in the body of the air block to increase electric power production the blades of the previous wind wheel serve as guide vanes of the following wind wheels.
Направляющие, спрямляющие лопатки и лопатки ветроколеса в своем сечении имеют аэродинамический профиль и могут быть выполнены с аэродинамической и геометрической круткой, что позволяет равномерно и оптимально распределить аэродинамические силы по всей длине лопаток, и это обеспечивает создание максимально возможного крутящего момента на валу электрогенератора для повышения производства электроэнергии.The guide, straightening blades and wind wheel blades in their cross section have an aerodynamic profile and can be made with aerodynamic and geometric twist, which makes it possible to evenly and optimally distribute aerodynamic forces along the entire length of the blades, and this ensures the creation of the maximum possible torque on the generator shaft to increase production electricity.
Направляющие, спрямляющие лопатки и лопатки ветроколеса крепятся в корпусе аэродинамичеGuides, straightening blades and wind wheel blades are mounted in the aerodynamic housing
- 2 016225 ского блока в непосредственной близости относительно друг друга с минимальными зазорами в осевых и радиальных направлениях, что позволяет уменьшить длину аэроблока и, соответственно, величину аэродинамических потерь при движении аэроблока с ветроколесом.- 2016225 block in close proximity to each other with minimal gaps in the axial and radial directions, which allows to reduce the length of the aeroblock and, accordingly, the magnitude of aerodynamic losses during movement of the aeroblock with a wind wheel.
Источником энергии (электроэнергии) для электрического привода через вал электродвигателя, обеспечивающего движение аэроблока, закрепленного на вращающейся платформе, могут быть солнечные панели, электрохимические генераторы, электроаккумуляторные батареи и т.п. Альтернативно могут использоваться источники энергии такие, как: гидропривод, пневмоаккумуляторы, механический привод, гужевой привод, например, с использованием конной тяги и т.п.The source of energy (electricity) for an electric drive through the shaft of an electric motor, which provides the movement of an aeroblock mounted on a rotating platform, can be solar panels, electrochemical generators, electroaccumulator batteries, etc. Alternatively, energy sources such as a hydraulic actuator, pneumatic accumulators, a mechanical drive, a horse-drawn drive, for example, using horse drawn traction, etc., can be used.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На чертежах схематично изображена аэродинамическая электростанция (АэроЭС) для реализации предлагаемого способа.The drawings schematically depict an aerodynamic power station (AeroES) for implementing the proposed method.
Фиг. 1 - вид сбоку и разрез аэродинамической электростанции в режиме работы от энергии солнца;FIG. 1 is a side view and a section of an aerodynamic power plant in a mode of operation from solar energy;
фиг. 2 - вид сбоку и разрез аэродинамической электростанции в режиме работы от механического энергопривода (конная тяга);FIG. 2 is a side view and a section of an aerodynamic power plant in a mode of operation from a mechanical power drive (horse traction);
фиг. 3 - разрез аэродинамической электростанции при виде сверху;FIG. 3 is a sectional view of an aerodynamic power plant as viewed from above;
фиг. 4 - вид с боку и разрез аэроблока установленного в аэродинамической электростанции.FIG. 4 is a side view and a sectional view of an aeroblock installed in an aerodynamic power station.
Лучший вариант осуществления изобретенияThe best embodiment of the invention
Аэродинамическая электростанция (АэроЭС) для реализации предлагаемого способа включает в себя корпус 1, внутри которого размещаются аэродинамические блоки 2. Корпус АэроЭС может выполняться с возможностью размещения на своей поверхности солнечных панелей 3 для преобразования солнечной энергии в электричество и/или стыковочного узла для монтажа энергопривода 4. Основу конструкции аэродинамического блока 2 АэроЭС составляет ветроколесо(а) осевого типа с горизонтальной осью вращения 5. Ось вращения ветроколеса может устанавливаться в горизонтальной плоскости, что показано на фиг. 1, либо в вертикальной, либо в наклонной плоскости при использовании трансмиссий соответствующего типа. Аэроблок 2 крепится на поворотной платформе 6 на некотором радиусе от вертикальной оси вращения 7 поворотной платформы 6.The aerodynamic power station (AeroES) for implementing the proposed method includes a housing 1, inside which aerodynamic blocks are placed 2. The AeroES housing can be configured to place solar panels 3 on its surface to convert solar energy into electricity and / or a docking unit for mounting an electric drive 4 The basis of the design of the aerodynamic unit 2 of the AeroES is an axial-type wind wheel (a) with a horizontal axis of rotation 5. The axis of rotation of the wind wheel can be installed in mountains isontal plane as shown in FIG. 1, either vertically or in an inclined plane when using transmissions of the appropriate type. The aeroblock 2 is mounted on the turntable 6 at a certain radius from the vertical axis of rotation 7 of the turntable 6.
Вращение платформы 6 осуществляется, либо от электродвигателя 8, напряжение на который поступает от любого источника электричества, например, от солнечных панелей 3, либо энергопривода 4, например, конно-тягового типа. Количество аэроблоков 2 определяется в зависимости от размеров платформы 6, диаметра ветроколес 5 и характеристик энергопривода или электропривода.The rotation of the platform 6 is carried out either from the electric motor 8, the voltage to which comes from any source of electricity, for example, from solar panels 3, or an electric drive 4, for example, horse-drawn type. The number of aeroblocks 2 is determined depending on the size of the platform 6, the diameter of the wind wheels 5 and the characteristics of the power drive or electric drive.
При движении аэроблока 2 внутри АэроЭС с постоянной угловой скоростью достигается заданная по величине и постоянная по направлению скорость взаимовоздействия воздушной среды АэроЭС с движущимся ветроколесом 5. Для нейтрализации инерционных и аэродинамических сил, вызывающих движение воздушной среды внутри станции в сторону вращения аэроблоков 2, на корпусе 1 внутри АэроЭС по периферии устанавливаются аэродинамические поверхности 9, препятствующие перемещению воздушной среды при движении аэроблоков 2 по круговой траектории относительно вертикальной оси 7 поворотной платформы 6. Количество и размер аэродинамических поверхностей 9 определяется, исходя из энергетических и геометрических параметров проектируемой АэроЭС.When the aeroblock 2 moves inside the AeroES with a constant angular velocity, the interaction speed of the AeroES air medium with a moving wind wheel 5 is set to the value that is constant and the direction is constant. Aerodynamic surfaces 9 are installed around the periphery inside the AES, which prevent the movement of the air during the movement of aeroblocks 2 along a circular path but the vertical axis 7 of the turntable 6. The number and size of the aerodynamic surfaces 9 is determined based on the energy and geometric parameters of the designed AeroES.
Конструкция аэроблока 2 состоит из направляющих (спрямляющих) лопаток 10, ветроколеса осевого типа 5 с горизонтальной осью вращения, электрогенератора 11, на валу 12 которого жестко закреплены ветроколеса 5.The design of the aeroblock 2 consists of guide (straightening) blades 10, an axial-type wind turbine 5 with a horizontal axis of rotation, an electric generator 11, on the shaft 12 of which the wind-wheels 5 are rigidly fixed.
Согласно заявляемому способу АэроЭС работает следующим образом. При подаче электроэнергии на электродвигатель 8 или крутящего момента через энергопривод 4 поворотная платформа 6 осуществляет вращение вокруг своей вертикальной оси 7 внутри корпуса 1 АэроЭС. При движении поворотной платформы 6 по круговой траектории воздушная среда внутри АэроЭС, взаимодействуя с аэроблоком 2, создает ему аэродинамическое сопротивление со скоростью движения аэроблока 2. Набегающий воздушный поток поступает в аэроблок 2, где через неподвижные направляющие лопатки 10 приобретает необходимый оптимальный угол, с которым воздействует на лопатки ветроколеса 5, обеспечивая его вращение, аналогично вращению газовой турбины воздушно-реактивного двигателя, когда воздушногазовый поток проходит через турбину осевого типа с горизонтальной осью вращения (см. стр.17 Теория и расчет авиационных лопаточных машин, К.В. Холщевников. Москва, Машиностроение: 1970 г. [5]).According to the claimed method AeroES operates as follows. When electric power is supplied to the electric motor 8 or torque through the electric drive 4, the rotary platform 6 rotates around its vertical axis 7 inside the AeroES building 1. When the turntable 6 moves along a circular trajectory, the air inside the AeroES, interacting with the aeroblock 2, creates aerodynamic resistance to it with the speed of the aeroblock 2. The incoming air flow enters the aeroblock 2, where through the fixed guide vanes 10 it acquires the necessary optimal angle with which it acts on the blades of the wind wheel 5, providing its rotation, similar to the rotation of a gas turbine of an aircraft engine, when the air-gas flow passes through the axial turbine ipa with horizontal axis of rotation (see page 17 for theory and calculation of aviation blade machines, KV Holschevnikov Moscow Engineering:.. 1970 [5]).
Крутящий момент от своего вращения ветроколесо 5 передает на генератор 11 через вал 12, с которым оно жестко скреплено. Полученная таким образом на генераторе 11 электроэнергия далее через провода передается на электроаккумуляторы электростанции АэроЭС и/или потребителю по внешним проводам линии электропередач, или по электрокабелю под электростанцией.The torque from its rotation of the wind wheel 5 passes to the generator 11 through the shaft 12, with which it is rigidly fastened. The electric power thus obtained at the generator 11 is then transmitted via wires to the electric accumulators of the AeroES power station and / or to the consumer via external wires of the power line, or via an electric cable under the power station.
Для повышения производства электроэнергии при взаимодействии набегающего воздушного потока с ветроколесом 5 в конструкции аэроблока 2 за первым ветроколесом 5 устанавливают спрямляющие неподвижные лопатки 10, которые одновременно выполняют роль направляющих лопаток для организации оптимального угла направления воздушного потока на следующее ветроколесо осевого типа с горизонтальной осью вращения 5, аналогично конструкции двухступенчатой газовой турбины (см. стр. 516) [5].To increase the production of electricity during the interaction of the incident air flow with the wind wheel 5, the fixed block vanes 10 are installed in the structure of the aeroblock 2 behind the first wind wheel 5, which simultaneously serve as guide vanes for organizing the optimal angle of air flow direction to the next axial-type wind wheel with a horizontal axis of rotation 5, similar to the design of a two-stage gas turbine (see page 516) [5].
- 3 016225- 3 016225
Количество ветроколес 5 может быть различным, исходя от проектируемых энергетических и геометрических параметров АэроЭС.The number of wind wheels 5 may be different, based on the projected energy and geometric parameters of the AeroES.
Промышленная применимостьIndustrial applicability
Применение предлагаемого способа и устройства аэродинамической электростанции (АэроЭС) для его реализации позволяет вырабатывать электроэнергию при полном безветрии и вне зависимости от внешних атмосферных условий, используя возобновляемые источники энергии, и обеспечить автономность производства электроэнергии. Предлагаемый способ позволяет получить заданные и оптимальные скорости взаимодействия воздушной среды с ветроколесом внутри АэроЭС для производства электричества вне зависимости от направления и силы ветра.The application of the proposed method and device of an aerodynamic power station (AeroES) for its implementation allows you to generate electricity with complete calm and regardless of external atmospheric conditions using renewable energy sources, and to ensure the autonomy of electricity production. The proposed method allows to obtain the specified and optimal speed of interaction of the air with the wind wheel inside the AeroES for the production of electricity, regardless of the direction and strength of the wind.
В труднодоступных, горных, сельских и отдаленных районах, а также при чрезвычайных и аварийных ситуациях (стихийные бедствия, землетрясения, отсутствие углеводородных видов топлива и т.п.) использование механического энергопривода, гужевого (конно-тягового), производство электричества на АэроЭС может стать одним из единственно возможных способов для обеспечения и организации необходимых мероприятий для жизнедеятельности и решения требуемых задач.In hard-to-reach, mountainous, rural and remote areas, as well as in emergency and emergency situations (natural disasters, earthquakes, lack of hydrocarbon fuels, etc.), the use of a mechanical power drive, horse-drawn (horse drawn), electricity production at the AeroES can become one of the only possible ways to ensure and organize the necessary activities for life and solving the required tasks.
Изобретение может быть использовано и в качестве силовой установки для различных транспортных средств, обеспечивая производство электроэнергии необходимой и достаточной для электропривода различных движителей (колес - для наземного транспорта, гребных винтов - для водного транспорта, винтовентиляторов для авиационного транспорта и т.д.).The invention can also be used as a power plant for various vehicles, ensuring the production of electricity necessary and sufficient for the electric drive of various propulsion devices (wheels for land transport, propellers for water transport, fan fans for air transport, etc.).
Claims (15)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201100270A EA016225B1 (en) | 2011-02-25 | 2011-02-25 | Method for generating electric power and airodynemic power plant therefor |
| PCT/EA2012/000003 WO2012113412A1 (en) | 2011-02-25 | 2012-02-21 | Method for producing electric power and aerodynamic power station for carrying out said method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201100270A EA016225B1 (en) | 2011-02-25 | 2011-02-25 | Method for generating electric power and airodynemic power plant therefor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201100270A1 EA201100270A1 (en) | 2012-02-28 |
| EA016225B1 true EA016225B1 (en) | 2012-03-30 |
Family
ID=45908230
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201100270A EA016225B1 (en) | 2011-02-25 | 2011-02-25 | Method for generating electric power and airodynemic power plant therefor |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA016225B1 (en) |
| WO (1) | WO2012113412A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2708478C2 (en) * | 2014-08-18 | 2019-12-09 | Ян ФРАНК | Wind generator |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105114264B (en) * | 2015-09-21 | 2018-02-02 | 江苏中蕴风电科技有限公司 | Biological kinetic energy pull-alongs electricity generation system |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001050149A (en) * | 1999-05-31 | 2001-02-23 | Sanyo Giken Kogyo Kk | Wind power generator |
| CA2307145A1 (en) * | 2000-05-05 | 2001-11-05 | Marcel Bilodeau | Perpetual motion electric generator |
| RU2002134193A (en) * | 2002-12-19 | 2004-08-10 | Борис Викторович Назаров (RU) | WIND TURBINE (OPTION) |
| WO2008043165A2 (en) * | 2006-10-10 | 2008-04-17 | Rafael Camilotti | Power generating device |
-
2011
- 2011-02-25 EA EA201100270A patent/EA016225B1/en not_active IP Right Cessation
-
2012
- 2012-02-21 WO PCT/EA2012/000003 patent/WO2012113412A1/en active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001050149A (en) * | 1999-05-31 | 2001-02-23 | Sanyo Giken Kogyo Kk | Wind power generator |
| CA2307145A1 (en) * | 2000-05-05 | 2001-11-05 | Marcel Bilodeau | Perpetual motion electric generator |
| RU2002134193A (en) * | 2002-12-19 | 2004-08-10 | Борис Викторович Назаров (RU) | WIND TURBINE (OPTION) |
| WO2008043165A2 (en) * | 2006-10-10 | 2008-04-17 | Rafael Camilotti | Power generating device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2708478C2 (en) * | 2014-08-18 | 2019-12-09 | Ян ФРАНК | Wind generator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2012113412A1 (en) | 2012-08-30 |
| EA201100270A1 (en) | 2012-02-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7830033B2 (en) | Wind turbine electricity generating system | |
| US4450364A (en) | Lighter than air wind energy conversion system utilizing a rotating envelope | |
| EP0022635B1 (en) | Fluid powered tracked vehicle for generating electricity | |
| US7582981B1 (en) | Airborne wind turbine electricity generating system | |
| EP1183463B1 (en) | Water current turbine sleeve mounting | |
| EP2893186B1 (en) | Vertical axis wind turbine | |
| US20030066934A1 (en) | Method of utilization a flow energy and power installation for it | |
| US4350896A (en) | Lighter than air wind energy conversion system utilizing an internal radial disk diffuser | |
| CN105649884A (en) | Offshore wind energy and ocean tide energy combined power generation platform | |
| EA023719B1 (en) | Wind-driven plant for power generation and method for power generation using wind-driven plant | |
| KR101354181B1 (en) | Blade device and wind/hydraulic power generation apparatus used the same | |
| CN101368544A (en) | Combination type coaxial vertical axis aerogenerator | |
| US20230340938A1 (en) | Wind power generator installable on moving body | |
| EA016225B1 (en) | Method for generating electric power and airodynemic power plant therefor | |
| WO2013189503A2 (en) | High altitude maglev vertical-axis wind turbine system (ham-vawt) | |
| CN201513293U (en) | High-altitude wind power generation field system | |
| CN105065188A (en) | Wind wave power generation device | |
| Sokolovsky et al. | Technical proposals for wind turbine structures | |
| US20180023545A1 (en) | Rotating sunlight/light beam for fractional/beneficial use | |
| US11060501B1 (en) | Turbovane wind turbine | |
| KR20110079794A (en) | Wind power generation system which can convert the horizontal wind to upward through the funnel to collect wind blowing from any direction | |
| CN102003343B (en) | High altitude wind farm system and implementation method thereof | |
| CN116209826A (en) | Universal propeller, method of operation and optimal use | |
| KR101840705B1 (en) | Multiple vertical axis tidal generators and combined power generation using it | |
| CN220599928U (en) | Novel parallel double wind wheel fan |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ KZ KG MD TJ TM |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): BY RU |