GR1009103B - Wind generator surrounded by enclosure described by a cycle - potential fixation of said wind generator at whatever stable point - Google Patents

Wind generator surrounded by enclosure described by a cycle - potential fixation of said wind generator at whatever stable point Download PDF

Info

Publication number
GR1009103B
GR1009103B GR20160100227A GR20160100227A GR1009103B GR 1009103 B GR1009103 B GR 1009103B GR 20160100227 A GR20160100227 A GR 20160100227A GR 20160100227 A GR20160100227 A GR 20160100227A GR 1009103 B GR1009103 B GR 1009103B
Authority
GR
Greece
Prior art keywords
wind turbine
casing
wind generator
turbine according
wind
Prior art date
Application number
GR20160100227A
Other languages
Greek (el)
Inventor
Βασιλειος Παντελη Ιωαννιτης
Original Assignee
Βασιλειος Παντελη Ιωαννιτης
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Βασιλειος Παντελη Ιωαννιτης filed Critical Βασιλειος Παντελη Ιωαννιτης
Priority to GR20160100227A priority Critical patent/GR1009103B/en
Publication of GR1009103B publication Critical patent/GR1009103B/en

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 
    • 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
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • 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
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • 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
    • 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
    • Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

The invention relates to a wind generator surrounded by an enclosure 12 described by a variable-diameter cycle formed around the wind generator’s shell, which wind generator is able to be fixed-via said enclosure-at whatever sufficiently stable point independently from the ground’s inclination (on vertical or inclined surfaces). The installation of this enclosure enhances the quality of the aerodynamic power via the rise of the wind velocity acting on the blades, with the air density being increased via an extension intended to conduct the air flow towards the top of said enclosure. The efficiency improvement reduces, at stable points and in proportion to the generated power, the stress exerted on the blades, the welding points or the support bases of the wind generator, what leads to the improvement of the durability and service life of the wind generator.

Description

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ DESCRIPTION

ΑΝΕΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΕΝΤΟΣ ΠΕΡΙΓΕΓΡΑΜΜΕΝΟΥ ΚΥΚΛΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΛΗΜΑΤΟΣ ΜΕ ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΑ ΣΤΗΡΙΞΗΣ ΣΕ ΟΠΟΙΟΔΗΠΟΤΕ ΣΤΑΘΕΡΟ ΣΗΜΕΙΟ WIND TURBINES WITHIN A CIRCULAR ENCLOSURE WITH THE POSSIBILITY OF MOUNTING ON ANY FIXED POINT

           Η παρούσα εφεύρεση αφορά σε μια ανεμογεννήτρια με τρία ή περισσότερα πτερύγια (1) της οποίας το κέλυφος (2) στηρίζεται μέσω άξονα σε εξωτερικό κυκλικό περίβλημα το οποίο δημιουργεί περιγεγραμμένο κύκλο γύρω από το κέλυφος αυτής. Η εγκατάσταση περιβλήματος αυξάνει την ποιότητα της αεροδυναμικής ισχύος που ασκείται στα πτερύγια, αυξάνοντας την πυκνότητα του αέρα με τη χρήση προεξοχής/διεύρυνσης (3) για την εισροή αέρα στο άνω μέρος αυτού και αξιοποιώντας τους προσήνεμους ανέμους που ασκούνται σε αυτή με αποτέλεσμα τη βελτίωση της απόδοσης της ανεμογεννήτριας. Η παρούσα εφεύρεση δίνει τη δυνατότητα σύνδεσης της ανεμογεννήτριας μέσω του περιβλήματος σε οποιοδήποτε σημείο προσφέρεται επαρκής στήριξη ανεξάρτητα από την κλίση ως προς το έδαφος, όπως σε κάθετες ή κεκλιμμένες επιφάνειες. The present invention relates to a wind turbine with three or more blades (1) whose shell (2) is supported by means of an axis on an external circular casing which creates a circumscribed circle around its shell. Installing a fairing increases the quality of the aerodynamic force exerted on the wings by increasing the air density by using a protrusion/flare (3) for the air inflow at the top of it and by utilizing the upwind winds acting on it resulting in improved performance of the wind turbine. The present invention makes it possible to connect the wind turbine through the housing at any point where sufficient support is offered regardless of the inclination to the ground, such as on vertical or inclined surfaces.

Είναι γνωστό ότι γίνονται προσπάθειες ώστε οι ανεμογεννήτριες οριζόντιου άξονα να αυξήσουν την ταχύτητα του αέρα στα πτερύγια (1) με τη χρήση προστατευτικού στοιχείου με τη μορφή κυκλικού σωλήνα γύρω από τα πτερύγια (1). Η εισαγωγή ενός ή περισσοτέρων ομοιόμορφων διαστάσεων προστατευτικών στοιχείων σε ανεμογεννήτριες του παραπάνω τύπου μεταβάλλουν την πίεση του διαχεόμενου αέρα, η οποία στη συνέχεια μεταβάλλει την ταχύτητα του αέρα με σκοπό την αύξηση της ταχύτητας του εντός της φτερωτής (1). It is known that attempts are made for horizontal axis wind turbines to increase the air velocity at the blades (1) by using a protective element in the form of a circular tube around the blades (1). The introduction of one or more uniform dimensions of protective elements in wind turbines of the above type change the pressure of the circulating air, which then changes the speed of the air in order to increase its speed inside the impeller (1).

Οι ανεμογεννήτριες οριζόντιου ή κάθετου άξονα επηρεάζονται από την τύρβη του ανέμου καθώς υπόκεινται σε συνεχείς μεταβολές της πίεσης με αποτέλεσμα να ασκούνται μεταβαλλόμενες δυνάμεις από την πρόσκρουση του αέρα στις φτερωτές (1). Σήμερα, η ανάντη ροή αέρα η οποία προσκρούει στα σημεία εισόδου των προστατευτικών στοιχείων προκαλεί αντίρροπες δυνάμεις οι οποίες δεν επιτυγχάνουν τη μεγιστοποίηση της ταχύτητας του αέρα λόγω της διέγερσης του αέρα που προκαλείται από την πρόσκρουση στην είσοδο του περιβλήματος. Horizontal or vertical axis wind turbines are affected by wind turbulence as they are subject to continuous changes in pressure resulting in varying forces exerted by the impact of the air on the blades (1). Today, the upstream air flow impinging on the entry points of the shielding elements causes back forces which do not achieve the maximization of the air velocity due to the air agitation caused by the impingement at the enclosure entrance.

κατακόρυφο πυλώνα (5) ή σε κάποια σταθερή οριζόντια βάση. Το γεγονός αυτό περιορίζει το εύρος των δυνατοτήτων εγκατάστασής τους διότι δεν προβλέπεται η δυνατότητα μετακίνησης της βάσης στήριξης (6) σε άλλα μέρη της περιμέτρου του προστατευτικού. vertical pillar (5) or on some fixed horizontal base. This fact limits the scope of their installation possibilities because it is not possible to move the support base (6) to other parts of the perimeter of the protector.

Η εφεύρεση αντιμετωπίζει το βασικό πρόβλημα να διαμορφώσει ένα εξωτερικό περίβλημα που θα προκαλεί τη βέλτιστη αύξηση της ταχύτητας του αέρα στα πτερύγια μιας ανεμογεννήτριας. Το πρόβλημα αυτό επιλύεται με τη μεγιστοποίηση της εισροής αέρα προς την φτερωτή, με την ελαχιστοποίηση της διέγερσης κατά την πρόσκρουση του εισερχομένου αέρα στην είσοδο του περιβλήματος και με την διεύρυνση του εξερχόμενου ρεύματος αέρα (σημείο περιβλήματος (7)) κατά την έξοδό του από το περίβλημα της ανεμογεννήτριας. The invention addresses the basic problem of designing an outer casing that will cause an optimum increase in air velocity on the blades of a wind turbine. This problem is solved by maximizing the air inflow to the impeller, by minimizing the excitation when the incoming air impinges on the casing inlet and by widening the outgoing air stream (casing point (7)) as it exits the wind turbine housing.

Το σχήμα 1 απεικονίζει μια ανεμογεννήτρια σύμφωνα προς την εφεύρεση, όπου διακρίνονται ο πυλώνας της ανεμογεννήτριας (σε περίπτωση χρήσης αυτού) (5), το σημείο (6) σύνδεσης του πυλώνα (5) με δυνατότητα προσανατολισμού αυτής με το περίβλημα (12) της ανεμογεννήτριας, ο άξονας του περιβλήματος (4), το κέλυφος ανεμογεννήτριας (2), η φτερωτή (1), η πλήμνη (10), η προεξοχή/διεύρυνση προσήνεμης πλευράς περιβλήματος (3), η προς τα έσω κεκλιμένη ακμή πρόσπτωσης (8) άνω, η προαιρετική προς τα έσω κεκλιμένη ακμή πρόσπτωσης (8’) κάτω, το οριζόντιο τμήμα (11) του τοιχώματος περιβλήματος, το προς τα έξω κεκλιμένο τμήμα περιβλήματος υπήνεμης πλευράς γωνίας φ, η γωνία φ ακμής διαφυγής (9), ο ανεμοδείκτης (13). Figure 1 illustrates a wind turbine according to the invention, where the tower of the wind turbine (if used) (5), the connection point (6) of the tower (5) with the ability to orient it with the housing (12) of the wind turbine can be distinguished , the housing shaft (4), the wind turbine shell (2), the impeller (1), the hub (10), the windward housing protrusion/flaring (3), the inwardly inclined leading edge (8) of the upper , the optional inward sloping leading edge (8') below, the horizontal section (11) of the casing wall, the outward sloping section of the leeward side casing angle φ, the trailing edge angle φ (9), the vane (13 ).

Η παρούσα εφεύρεση αφορά σε μια ανεμογεννήτρια με τρία ή περισσότερα πτερύγια (1) της οποίας το κέλυφος (2) στηρίζεται μέσω άξονα (4) σε εξωτερικό κυκλικό περίβλημα, το οποίο δημιουργεί περιγεγραμμένο κύκλο γύρω από το κέλυφος αυτής. The present invention relates to a wind turbine with three or more blades (1) whose shell (2) is supported by means of a shaft (4) on an external circular casing, which creates a circumscribed circle around its shell.

Το γεωμετρικό σχήμα του περιβλήματος διαθέτει προεξοχή/διεύρυνση (3) ώστε να συγκεντρώνει περισσότερο αέρα στο εσωτερικό του περιβλήματος με αποτέλεσμα μεγαλύτερη ταχύτητα και πυκνότητα αέρα που ρέει μέσα σε αυτό. The housing geometry features a protrusion/flaring (3) to gather more air inside the housing resulting in a higher speed and density of air flowing through it.

Το περίβλημα σύμφωνα προς την εφεύρεση διαθέτει άνοιγμα εισροής (8) με μεταβαλλόμενες κλίσεις, μειούμενες με κλιμακωτό τρόπο, για την ελαχιστοποίηση της διέγερσης του ανέμου προς το κέντρο των πτερυγίων. Ο μηχανισμός αυτός κατευθύνει και επιταχύνει τον άνεμο προς τα πτερύγια με αποτέλεσμα να επιτυγχάνεται γρηγορότερη περιστροφική κίνηση. The housing according to the invention has an inlet opening (8) with variable slopes, decreasing in a staggered manner, to minimize wind excitation towards the center of the blades. This mechanism directs and accelerates the wind towards the blades resulting in a faster rotational movement.

Η έξοδος της ροής του αέρα (7) επιτυγχάνεται με βέλτιστο τρόπο μέσω της αντιστροφής του αέρα προς το πάνω και προς το κάτω μέρος της εξόδου στην υπήνεμη πλευρά του περιβλήματος. The exit of the airflow (7) is optimally achieved by reversing the air up and down the outlet on the leeward side of the housing.

Ο σχεδιασμός του περιβλήματος συντελεί στη βέλτιστη μείωση της ανάκλασης φωτός και στη μείωση θορύβων από την κίνηση των πτερυγίων. Επίσης, η άνω προεξοχή/διεύρυνση (3) του περιβλήματος αποθαρρύνει πληθυσμούς όπως τα αποδημητικά πουλιά μέσω στοχευομένης ανάκλασης δέσμης φωτός ή εκπομπής υπερήχων. The housing design contributes to the optimal reduction of light reflection and the reduction of noise from the movement of the blades. Also, the upper projection/enlargement (3) of the enclosure deters populations such as migratory birds through targeted light beam reflection or ultrasonic emission.

Η χρήση ειδικού συνθετικού υλικού όπως ενισχυμένου πολυεστέρα συνδυάζει την υψηλότερη ανθεκτικότητα και αεροδυναμική για τους παραπάνω σκοπούς. The use of special synthetic material such as reinforced polyester combines the highest durability and aerodynamics for the above purposes.

Τέλος, η ανεμογεννήτρια σύμφωνα προς την εφεύρεση μπορεί μέσω του κυκλικού της περιβλήματος (12) να συνδέεται μέσω γάντζου από οποιοδήποτε σημείο αυτού και να τοποθετείται σε οποιαδήποτε βάση στήριξης ή άλλο σταθερό αντικείμενο ανεξάρτητα από την ύπαρξη κλίσης ή μη. Αυτό καθιστά ευκολότερη την μετακίνησή της αφού δεν είναι απαραίτητη η ύπαρξη πυλώνα (5) και καθιστά μεγαλύτερο το εύρος των σημείων τοποθέτησής της. Finally, the wind generator according to the invention can, through its circular housing (12), be connected by means of a hook from any point thereof and placed on any support base or other fixed object regardless of the existence of a slope or not. This makes it easier to move since the existence of a pillar (5) is not necessary and makes the range of its installation points greater.

Η ανεμογεννήτρια αποτελείται από τρία ή περισσότερα πτερύγια (1) συνδεδεμένα στην πλήμνη (10) και από το δρομέα και την ηλεκτρική γεννήτρια που βρίσκονται στο κέλυφος (2) της ανεμογεννήτριας. Το κέλυφος (2) συνδέεται με το περίβλημα (12) το οποίο διαθέτει προεξοχή/διεύρυνση (3) στο άνω μέρος αυτού για μεγαλύτερη εισροή αέρα. Η διάμετρος του περιβλήματος και οι γωνίες κλίσης του μικραίνουν από την είσοδο της ροής του αέρα με κατεύθυνση προς τα πτερύγια και η διάμετρος του περιβλήματος και οι γωνίες κλίσης του αυξάνει και πάλι από τα πτερύγια προς την έξοδο (9) στο άνω μέρος της οποίας υπάρχει ο ανεμοδείκτης (13). The wind turbine consists of three or more blades (1) connected to the hub (10) and the rotor and electric generator located in the shell (2) of the wind turbine. The shell (2) is connected to the housing (12) which has a protrusion/flaring (3) at its top for greater air flow. The diameter of the housing and its angles of inclination decrease from the entrance of the air flow towards the fins and the diameter of the housing and its angles of inclination increase again from the fins towards the outlet (9) in the upper part of which there is the weather vane (13).

 Επίσης, οι κλίσεις του περιβλήματος (12) προσφέρουν ελαχιστοποίηση των πιέσεων αέρα στη βάση ή στις βάσεις στήριξης που προβλέπονται να τοποθετούνται εξωτερικά του περιβλήματος (12) για τοποθέτηση της ανεμογεννήτριας στηριζόμενης από οποιοδήποτε σταθερό σημείο και ελαχιστοποιούν τις εξωτερικές δυνάμεις που τυχόν να ασκούνταν στα σημεία στήριξης δίχως την προσφερόμενη προστασία από την προεξοχή/διεύρυνση (3) αέρα και την κλίση διαφυγής στο περίβλημα (12) αυτού, ενώ επιτρέπει τη χρήση βεργών, γάντζου, συρματόσχοινου ή μεθόδων συγκόλλησης σε σταθερές επιφάνειες λείες ή μη. Also, the slopes of the housing (12) offer a minimization of air pressures on the base or supports that are intended to be placed outside the housing (12) for mounting the wind turbine supported by any fixed point and minimize the external forces that might be exerted on the points support without the protection offered by air protrusion/expansion (3) and the escape slope in its housing (12), while allowing the use of rods, hook, wire rope or welding methods on fixed surfaces smooth or not.

Ο τρόπος λειτουργίας του περιβλήματος είναι να μαζεύει, συμπυκνώνει, επιταχύνει και να συλλέγει και να διοχετεύει την αιολική ενέργεια σε βέλτιστη ενεργειακή πυκνότητα. Ο σχεδιασμός αυτός αφορά σε βελτιωμένο τρόπο αξιοποίησης της αιολικής ενέργειας για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας ο οποίος εκμεταλλεύεται τις αρχές της αεροδυναμικής και βασισμένος σε βελτιώσεις της στάθμης της τεχνικής αυξάνει την αποτελεσματικότητα της ανεμογεννήτριας κατά τουλάχιστον 40%. Η χρήση περιβλήματος προκαλεί τα πτερύγια (1) να κινούνται γρηγορότερα, ισχυρότερα και πιο αποτελεσματικά κάνοντας χρήση του φαινομένου Βεντούρι που αναπτύσσεται εντός του περιβλήματος στο ύψος της φτερωτής. Συγκεκριμένα, περιλαμβάνει ένα περίβλημα με είσοδο αέρα (8), κίνηση αυτού σε μικρότερη διάμετρο και έξοδο με βάση το Φαινόμενο Βεντούρι. The way the enclosure works is to collect, condense, accelerate and collect and channel the wind energy to an optimal energy density. This design concerns an improved way of harnessing wind energy for electricity production which exploits the principles of aerodynamics and based on state of the art improvements increases the efficiency of the wind turbine by at least 40%. The use of a casing causes the vanes (1) to move faster, stronger and more efficiently by making use of the venturi effect that develops within the casing at the height of the impeller. Specifically, it includes a housing with air inlet (8), its movement to a smaller diameter and outlet based on the Venturi Effect.

Ο σχεδιασμός του περιβλήματος στην υπήνεμη πλευρά (7) έχει προβλεφθεί να επιτρέπει την έξοδο της ροής του αέρα με βέλτιστο τρόπο μέσω του αεροδυναμικού σχήματος. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω της αλλαγής της κλίσης μετά από τα πτερύγια της ανεμογεννήτριας από οριζόντια (11) σε αυξημένη και της χρησιμοποίησης εν συνεχεία ορθής γωνίας η οποία επιτρέπει την τάση του στρώματος του αέρος που βρίσκεται στην έξοδο να αντιστραφεί προς τα επάνω. The design of the housing on the leeward side (7) is intended to allow the airflow to exit optimally through the aerodynamic shape. This is achieved by changing the slope after the blades of the wind turbine from horizontal (11) to elevated and then using a right angle which allows the tension of the air layer at the exit to reverse upwards.

Το φαινόμενο Βεντούρι που αναπτύσσεται, βασίζεται στη βασική αρχή του Bernoulli η οποία έχει εφαρμογές, κατεξοχήν στους τομείς της αεροναυπηγικής. Συγκεκριμένα, ο αέρας που περνάει μέσα από το περίβλημα έχει μικρότερη ταχύτητα στην αρχή και στο τέλος του περιβλήματος από ότι στο μέσο του. Αυτό οφείλεται στο ότι, σύμφωνα με τη θεωρία Bernoulli, υπάρχει μία αντιστρόφους ανάλογη σχέση μεταξύ της ταχύτητας του αέρα και της πίεσης του αέρα η οποία αναπληρώνει τη μείωση της πίεσης με αύξηση της ταχύτητας του αέρα και αντιστρόφως. Η χαμηλή στατική πίεση προκαλεί μεγαλύτερη ροή μάζας μέσω της ανεμογεννήτριας σε αντίθεση με μία συμβατικού τύπου σχεδίαση ανεμογεννήτριας με την ίδια διάμετρο. Κατά συνέπεια, η παραγόμενη ισχύς είναι μεγαλύτερη καθότι το περίβλημα έχει τη δυνατότητα να επιταχύνει την κίνηση του αέρα καθώς η πίεση μειώνεται για να διατηρείται η σχέση πίεσης - ταχύτητας σύμφωνα με την εξίσωση Bernoulli: Α1* V1= Α2<*>V2όπου A1το εμβαδόν του περιβλήματος στην είσοδο, Α2το εμβαδόν στο ύψος που βρίσκονται τα πτερύγια, V1η ταχύτητα του ανέμου στην είσοδο και V2η ταχύτητα του ανέμου στο ύψος των πτερυγίων. Ο παραπάνω τύπος αποδεικνύει ότι μείωση της περιμέτρου Α2συνεπάγεται αύξηση της ταχύτητας V2στο ύψος των πτερυγίων έτσι ώστε να παραμένει σταθερή η εξίσωση. The venturi effect that develops is based on the basic principle of Bernoulli which has applications, above all in the fields of aeronautics. In particular, the air passing through the casing has a lower velocity at the beginning and end of the casing than in the middle. This is because, according to Bernoulli's theory, there is an inversely proportional relationship between air speed and air pressure which compensates for a decrease in pressure with an increase in air speed and vice versa. The low static pressure causes a greater mass flow through the wind turbine as opposed to a conventional wind turbine design with the same diameter. Consequently, the power output is greater as the casing is able to accelerate the air movement as the pressure decreases to maintain the pressure-velocity relationship according to Bernoulli's equation: A1* V1= A2<*>V2 where A1 is its area enclosure at the entrance, A2 the area at the height of the blades, V1 the wind speed at the entrance and V2 the wind speed at the height of the blades. The above formula proves that a decrease in the perimeter A2 implies an increase in the velocity V2 at the height of the wings so that the equation remains constant.

Η αύξηση της ταχύτητας του αέρα συνεπάγεται αύξηση της αιολικής ενέργειας και, επομένως, αύξηση της παραγόμενης ισχύος. Σύμφωνα με τον τύπο της αιολικής ισχύος Pw= 1/2 p A V<3>(W/m<2>) , όπου p η πυκνότητα του αέρα, Α εμβαδόν πτερυγίων, V η ταχύτητα του ανέμου. Η παραγόμενη ισχύς Ρ εξαρτάται από τον κύβο της ταχύτητας του ανέμου (V<3>) (πυκνότητα κινητικής ενέργειας ανέμου x ταχύτητα ανέμου) ο οποίος αποδεικνύει τον καθοριστικό ρόλο της ταχύτητας του ανέμου για την αξιοποίηση της αιολικής ισχύος. Η αξιοποιήσιμη ισχύς (Ρ) μπορεί να μεγιστοποιηθεί διότι αφενός μεν η ταχύτητα του ανέμου επιτυγχάνει τη μέγιστη ταχύτητα στο ύψος που βρίσκονται τα πτερύγια (Vh) αφετέρου δε η ταχύτητα στο σημείο εξόδου (Ve) μειώνεται λόγω αύξησης της περιμέτρου σύμφωνα με τον τύπο ισχύος: Ρ = 1/2 p A (V<2>- Ve<2>) Vh. An increase in wind speed implies an increase in wind energy and therefore an increase in power output. According to the wind power formula Pw= 1/2 p A V<3>(W/m<2>) , where p is the air density, A is the area of the blades, V is the wind speed. The generated power P depends on the cube of the wind speed (V<3>) (wind kinetic energy density x wind speed) which proves the decisive role of wind speed in harnessing wind power. The usable power (P) can be maximized because on the one hand the wind speed reaches the maximum speed at the height of the blades (Vh) and on the other hand the speed at the exit point (Ve) decreases due to an increase in the perimeter according to the power formula: P = 1/2 p A (V<2>- Ve<2>) Vh.

Κατάλογος συμβόλων αναφοράς List of reference symbols

 1 φτερωτή 1 impeller

 2 κέλυφος ανεμογεννήτριας 2 wind turbine shell

 3 προεξοχή/διεύρυνση προσήνεμης πλευράς περιβλήματος 3 overhang/extension of windward side of casing

 4 άξονας περιβλήματος 4 housing shaft

 5 προαιρετικός πυλώνας ανεμογεννήτριας 5 optional wind turbine pylon

 6 πιθανό σημείο στήριξης βραχίονα ανεμογεννήτριας 6 possible wind turbine arm mounting point

 7 το προς τα έξω κεκλιμένο τμήμα περιβλήματος υπήνεμης πλευράς γωνίας φ 8 προς τα έσω κεκλιμένη ακμή πρόσπτωσης, άνω 7 the outward sloping part of the leeward side of the corner φ 8 the inward sloping leading edge, upper

 8’ προαιρετική προς τα έσω κεκλιμένη ακμή πρόσπτωσης, κάτω 8' optional inward-sloping incidence edge, bottom

 9 γωνία φ τμήματος περιβλήματος υπήνεμης πλευράς 9 angle φ of leeward side casing section

10  πλήμνη 10 hub

11  οριζόντιο τμήμα τοιχώματος περιβλήματος 11 horizontal casing wall section

12  περίβλημα 12 enclosure

13  ανεμοδείκτης  13 wind vane

Claims (8)

ΑΞΙΩΣΕΙΣ  1. Ανεμογεννήτρια που αποτελείται από δρομέα (1) από δύο ή περισσότερα πτερύγια (1), πλήμνη (10), το σύστημα μετάδοσης κίνησης, τα συστήματα ελέγχου και την ηλεκτρική γεννήτρια που βρίσκονται εντός κελύφους (2) της ανεμογεννήτριας, η οποία χαρακτηρίζεται εκ του ότι1. A wind turbine consisting of a rotor (1) of two or more blades (1), a hub (10), the drive system, the control systems and the electric generator located inside a shell (2) of the wind turbine, which is characterized by of that       φέρει περίβλημα (12) σχήματος περιγεγραμμένου κύκλου μεταβαλλομένης διαμέτρου, του οποίου η διάμετρος ξεκινά μεγάλη στην προσήνεμη πλευρά, μειώνεται σταδιακά και ελαχιστοποιείται στο επίπεδο της φτερωτής και αυξάνεται σταδιακά έως το άκρο του στην υπήνεμη πλευρά.it has a casing (12) in the shape of a circumscribed circle of variable diameter, whose diameter starts large on the windward side, gradually decreases and minimizes at the level of the impeller, and gradually increases to its end on the leeward side. 2.   Ανεμογεννήτρια σύμφωνα προς την αξίωση 1, η οποία χαρακτηρίζεται εκ του ότι,2. A wind turbine according to claim 1, characterized in that,       το κέλυφος (2) της ανεμογεννήτριας συνδέεται με το περίβλημα μέσω άξονα του περιβλήματος (12) ο οποίος εκτείνεται κατά την διάμετρο του περιβλήματος (12) και συνδέεται σταθερά με το κέλυφος (2) της γεννήτριας και το περίβλημα (12).the shell (2) of the wind turbine is connected to the casing via a shaft of the casing (12) which extends along the diameter of the casing (12) and is fixedly connected to the shell (2) of the generator and the casing (12). 3.   Ανεμογεννήτρια σύμφωνα προς την αξίωση 1 και 2, η οποία χαρακτηρίζεται εκ του ότι,3. Wind turbine according to claim 1 and 2, characterized in that,       το περίβλημα διαθέτει στην προσήνεμη πλευρά προεξοχή/διεύρυνση και ακμή πρόσπτωσης (3,8) στο άνω τμήμα αυτού.the casing has on the windward side a projection/widening and an incidence edge (3.8) in its upper part. 4.   Ανεμογεννήτρια σύμφωνα προς την αξίωση 1 και 2 ή 3, η οποία χαρακτηρίζεται εκ του ότι,4. A wind turbine according to claim 1 and 2 or 3, characterized in that,       το περίβλημα διαθέτει προαιρετικά στην προσήνεμη πλευρά ακμή πρόσπτωσης (8) στο κάτω τμήμα αυτού.the housing optionally has on the windward side an incidence edge (8) in its lower part. 5.   Ανεμογεννήτρια σύμφωνα προς οποιαδήποτε προηγούμενη αξίωση, η οποία χαρακτηρίζεται εκ του ότι,5. A wind turbine according to any preceding claim, characterized in that,       το περίβλημα διαθέτει στην υπήνεμη πλευρά σύστημα εξόδου αέρα ή ακμή διαφυγής (12) υπό γωνία φ° (9) αυξανόμενη προς το άκρο του περιβλήματος.the housing has on the leeward side an air outlet system or escape edge (12) at an angle φ° (9) increasing towards the end of the housing. 6.   Ανεμογεννήτρια σύμφωνα προς οποιαδήποτε προηγούμενη αξίωση, η οποία χαρακτηρίζεται εκ του ότι,6. A wind turbine according to any preceding claim, characterized in that,       το περίβλημα διαθέτει μικρότερο πάχος στο κάτω μέρος και αυξανόμενο σταδιακά στο άνω μέρος του και έχει κατάλληλη ανθεκτικότητα για τη στήριξη της ανεμογεννήτριας δια μέσου αυτού από κάθε σημείο επαφής του.the casing is thinner at the bottom and gradually increasing at the top and has adequate strength to support the wind turbine through it at each point of contact. 7.   Ανεμογεννήτρια σύμφωνα προς οποιαδήποτε προηγούμενη αξίωση, η οποία χαρακτηρίζεται εκ του ότι,7. A wind turbine according to any preceding claim, characterized in that,       το περίβλημα διαθέτει μία ή περισσότερες βάσεις στήριξης η/οι οποία /ες τοποθετείται/ούνται εξωτερικά του περιβλήματος και μεταξύ της ακμής πρόσπτωσης (8) και της ακμής διαφυγής.the casing has one or more support bases which are placed outside the casing and between the incident edge (8) and the escaping edge. 8.   Ανεμογεννήτρια σύμφωνα προς οποιαδήποτε προηγούμενη αξίωση, η οποία χαρακτηρίζεται εκ του ότι,8. A wind turbine according to any preceding claim, characterized in that,       η βάση στήριξης εξωτερικά του περιβλήματος δύναται να είναι αναδιπλούμενη ή μεταβαλλόμενου μεγέθους , να διαπερνάται από βέργες, συρματόσχοινα ή γάντζους στήριξης ανεξάρτητα σημείου προέλευσης αυτών ή να συγκολλάται με οποιοδήποτε σταθερό σημείο αντί χρήσης πυλώνα.the support base outside the enclosure may be foldable or variable in size, penetrated by rods, wire ropes or support hooks regardless of their point of origin or welded to any fixed point instead of using a pillar.
GR20160100227A 2016-05-12 2016-05-12 Wind generator surrounded by enclosure described by a cycle - potential fixation of said wind generator at whatever stable point GR1009103B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GR20160100227A GR1009103B (en) 2016-05-12 2016-05-12 Wind generator surrounded by enclosure described by a cycle - potential fixation of said wind generator at whatever stable point

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GR20160100227A GR1009103B (en) 2016-05-12 2016-05-12 Wind generator surrounded by enclosure described by a cycle - potential fixation of said wind generator at whatever stable point

Publications (1)

Publication Number Publication Date
GR1009103B true GR1009103B (en) 2017-09-08

Family

ID=60514861

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
GR20160100227A GR1009103B (en) 2016-05-12 2016-05-12 Wind generator surrounded by enclosure described by a cycle - potential fixation of said wind generator at whatever stable point

Country Status (1)

Country Link
GR (1) GR1009103B (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GR1009493B (en) * 2018-03-07 2019-03-21 Αποστολος Ευαγγελου Καπετανακης Wind generator for floating means

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GR1005809B (en) * 2006-08-18 2008-02-06 Γιαννης Σπυριδωνος-Κωνσταντινου Χαρος Multi-purpose vertical-shaft wind turbine placed into an air conduit of controlled variable flow
CN202228266U (en) * 2011-09-29 2012-05-23 吴志文 Wind collection type wind generating set
CN204312255U (en) * 2014-12-12 2015-05-06 新疆金风科技股份有限公司 The engine room cover of wind power generating set and wind power generating set

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GR1005809B (en) * 2006-08-18 2008-02-06 Γιαννης Σπυριδωνος-Κωνσταντινου Χαρος Multi-purpose vertical-shaft wind turbine placed into an air conduit of controlled variable flow
CN202228266U (en) * 2011-09-29 2012-05-23 吴志文 Wind collection type wind generating set
CN204312255U (en) * 2014-12-12 2015-05-06 新疆金风科技股份有限公司 The engine room cover of wind power generating set and wind power generating set

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GR1009493B (en) * 2018-03-07 2019-03-21 Αποστολος Ευαγγελου Καπετανακης Wind generator for floating means

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mertens Wind energy in urban areas: Concentrator effects for wind turbines close to buildings
US8961103B1 (en) Vertical axis wind turbine with axial flow rotor
US8128337B2 (en) Omnidirectional vertical-axis wind turbine
JP5289770B2 (en) Omnidirectional wind turbine
US8459930B2 (en) Vertical multi-phased wind turbine system
US4781523A (en) Fluid energy turbine
US8167533B2 (en) Wind energy system
US6755608B2 (en) Wind turbine enhancement apparatus, method and system
US11156204B2 (en) Wind turbine
US8403623B2 (en) Wind energy power enhancer system
US20090256359A1 (en) Wind turbine and wind power installation
AU2013395801B2 (en) Wind power generation tower provided with gyromill type wind turbine
US8137052B1 (en) Wind turbine generator
KR20240051968A (en) Systems and methods for fluid flow-based renewable energy production
AU2014396455B2 (en) A cyclonic wind energy converter
JP2012107612A (en) Wind tunnel body, vertical axis wind turbine, structure, wind power generator, hydraulic device, and building
WO2017110298A1 (en) Windmill system and wind farm
GR1009103B (en) Wind generator surrounded by enclosure described by a cycle - potential fixation of said wind generator at whatever stable point
RU2531478C2 (en) Wind turbine
AU2018203171B2 (en) A guide vane assembly
US20130058758A1 (en) Wind turbine installed on the top floor of a residential building, particularly in an urban area
RU2638120C1 (en) Wind turbine plant
RU2661567C2 (en) Wind power plant and method of electricity producing
KR101136546B1 (en) Wind-collecting type wind power generator
Abubakkar et al. Design and fabrication of micro wind turbine

Legal Events

Date Code Title Description
PG Patent granted

Effective date: 20171122