PL214302B1 - Wind power plant - Google Patents
Wind power plantInfo
- Publication number
- PL214302B1 PL214302B1 PL379747A PL37974706A PL214302B1 PL 214302 B1 PL214302 B1 PL 214302B1 PL 379747 A PL379747 A PL 379747A PL 37974706 A PL37974706 A PL 37974706A PL 214302 B1 PL214302 B1 PL 214302B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- gear
- wind
- turbine
- ring
- shaft
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
Description
(22) Data zgłoszenia: 22.05.2006 (19) PL (11) 214302 (13) B1 (51) Int.Cl.(22) Date of notification: May 22, 2006 (19) PL (11) 214302 (13) B1 (51) Int.Cl.
F03D 1/02 (2006.01) F03D 11/02 (2006.01) F03D 9/00 (2006.01)F03D 1/02 (2006.01) F03D 11/02 (2006.01) F03D 9/00 (2006.01)
Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (54)Patent Office of the Republic of Poland (54)
Elektrownia wiatrowaWind power plant
PL 214 302 B1PL 214 302 B1
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest elektrownia wiatrowa przystosowana do małych prędkości wiatru.The subject of the invention is a wind power plant adapted to low wind speeds.
Znane są rozwiązania elektrowni wiatrowych z turbiną wiatrową łopatową i poziomą osią obrotu. Liczba stosowanych łopat wynosi od jednej do czterech, najczęściej stosowane są trzy łopaty. Tego typu turbiny zaczynają się obracać przy prędkości wiatru większej od 4 m/s i pracują do prędkości wiatru około 20 m/s. Znane są także turbiny pierścieniowe o kilkudziesięciu łopatach i poziomej osi obrotu. Turbiny pierścieniowe obracają się już przy prędkości wiatru około 1 m/s, lecz dopuszczalna bezpieczna górna prędkość wiatru wynosi kilkanaście m/s. Turbina wiatrowa łopatowa lub pierścieniowa napędza, poprzez przekładnię mechaniczną, generator elektryczny asynchroniczny lub synchroniczny. Turbina wiatrowa, przekładnia mechaniczna oraz generator elektryczny są umieszczane zwykle na ruchomej, wokół osi pionowej, gondoli na wierzchołku wieży. To rozwiązanie podnosi środek ciężkości całej konstrukcji, na której umieszczona jest elektrownia wiatrowa i utrudnia dostęp do elektrowni wiatrowej. Generator elektryczny o osi poziomej musi mieć wyprowadzenie mocy poprzez pierścienie ślizgowe, które obniżają niezawodność jego pracy. Znane jest z patentu WO 96/00349 A1 usytuowanie pionowe generatora w wieży z silnikiem wiatrowym o osi poziomej. W tym przypadku generator jest sprzęgnięty z wałem silnika wiatrowego poprzez przekładnię kątową.There are known solutions of wind power plants with a blade wind turbine and a horizontal axis of rotation. The number of blades used is from one to four, with three blades being the most common. These types of turbines begin to rotate at wind speeds greater than 4 m / s and operate up to wind speeds of around 20 m / s. Ring turbines with several dozen blades and a horizontal axis of rotation are also known. Ring turbines rotate at a wind speed of about 1 m / s, but the allowable safe upper wind speed is several m / s. A blade or ring wind turbine drives, via a mechanical transmission, an asynchronous or synchronous electric generator. The wind turbine, mechanical transmission and electric generator are usually placed on a movable, about a vertical axis, nacelle at the top of the tower. This solution raises the center of gravity of the entire structure on which the wind farm is placed and makes it difficult to access the wind farm. Electric generator with a horizontal axis must have power output through slip rings, which reduce the reliability of its operation. It is known from the patent WO 96/00349 A1 a vertical arrangement of the generator in a tower with a wind turbine with a horizontal axis. In this case, the generator is coupled to the shaft of the wind turbine via an angular gear.
Elektrownia wiatrowa według wynalazku składająca się z wieży stalowej lub żelbetowej zakończonej gondolą obrotową, silnika wiatrowego, dwustopniowej przekładni mechanicznej, obrotnicy, wału transmisyjnego, generatora elektrycznego usytuowanego pionowo charakteryzuje się tym, że silnik wiatrowy ma dwie turbiny: łopatową i pierścieniową, usytuowane po przeciwnych stronach gondoli i osadzone na wspólnym poziomym wale, na którym jest osadzona także dwustopniowa przekładnia mechaniczna. Dwustopniowa przekładnia mechaniczna elektrowni wiatrowej składa się z przekładni planetarnej i przekładni kątowej, przy czym duże koło zębate przekładni planetarnej osadzone jest na wspólnym wale z turbinami wiatrowymi, a małe koło zębate przekładni planetarnej jest połączone sztywno, wydrążonym wałem z dużym kołem zębatym przekładni kątowej, a małe koło zębate przekładni kątowej jest połączone, poprzez sprzęgło, z pionowym wałem transmisyjnym. Płaty turbiny pierścieniowej są zamocowane do konstrukcji nośnej poprzez bezpieczniki mechaniczne.The wind power plant according to the invention, consisting of a steel or reinforced concrete tower with a rotating nacelle, a wind turbine, a two-stage mechanical transmission, a turntable, a transmission shaft, an electric generator located vertically, is characterized in that the wind turbine has two turbines: a blade and a ring one, located on opposite sides nacelle and mounted on a common horizontal shaft, on which is also mounted a two-stage mechanical transmission. The two-stage mechanical gear of the wind power plant consists of a planetary gear and an angular gear, where the large gear of the planetary gear is mounted on a common shaft with the wind turbines, and the small gear of the planetary gear is rigidly connected by a hollow shaft to the large gear of the bevel gear, and the small gear of the bevel gear is connected, via a clutch, to the vertical transmission shaft. The ring turbine blades are attached to the supporting structure by means of mechanical fuses.
Przykład rozwiązania elektrowni wiatrowej według wynalazku jest przedstawiony na rysunkach Fig. 1 do Fig. 4, na których są narysowane: Fig. 1 - schemat konstrukcyjny elektrowni wiatrowej, Fig. 2 - turbina wiatrowa trzyłopatowa, Fig. 3 - turbina wiatrowa pierścieniowa i Fig. 4 - płat turbiny pierścieniowej. Podstawą elektrowni wiatrowej jest wieża stalowa lub żelbetowa (9), zakończona gondolą (4) osadzoną na obrotnicy (10). Na gondoli (4) są umieszczone urządzenia energetyczne elektrowni wiatrowej: turbina łopatowa (1) i turbina pierścieniowa (2) oraz dwustopniowa przekładnia mechaniczna. Turbina łopatowa (1) i turbina pierścieniowa (2) usytuowane są po przeciwnych stronach gondoli (4) i osadzone są na wspólnym poziomym wale (3), na którym osadzona jest także dwustopniowa przekładnia mechaniczna, która składa się z przekładni planetarnej (5) i przekładni kątowej (6). Pod gondolą (4) znajduje się obrotnica (10) napędzana silnikiem elektrycznym (SE) poprzez samohamowną przekładnię ślimakową (11). Duże koło zębate (12) przekładni planetarnej (5) jest osadzone nieruchomo na wale (3), a małe koło zębate (13) przekładni planetarnej (5) jest połączone sztywno, wałem drążonym (14), z dużym kołem zębatym (15) przekładni kątowej (6). Wał (3) silnika wiatrowego przechodzi przez wał drążony (14). Małe koło zębate (16) przekładni kątowej (6) jest połączone poprzez sprzęgło (17) z pionowym wałem transmisyjnym (7). Pionowy wał transmisyjny (7) jest połączony, poprzez wał Kardana (18) z wałem generatora elektrycznego GE (8) o konstrukcji pionowej. Rozwiązanie konstrukcyjne turbin wiatrowych jest standardowe. Turbina łopatowa (1) jest trzy łopatowa jak to pokazano na rysunku Fig. 2, może mieć także inną liczbę łopat. Turbina pierścieniowa (2) ma kilkadziesiąt płatów jak pokazano na rysunku Fig. 3. Kształt płatów (19) turbiny pierścieniowej (2) jest prostokątny jak na rysunku Fig. 4. Płaty (19) mogą być wykonane z dowolnego materiału np. z blachy, pleksi, a nawet z płótna żaglowego. Mocowanie płatów (19) do konstrukcji nośnej turbiny pierścieniowej (2) powinno być wykonane poprzez łączniki bezpieczeństwa. Jeśli płaty (19) turbiny pierścieniowej (2) są wykonane z płótna żaglowego to funkcję bezpieczników mogą spełniać szwy (20), jak to pokazano na rysunku Fig. 4. Turbiny wiatrowe (1) i (2) są umieszczone z dwóch stron gondoli (4) i obciążają obrotnicę, poprzez wał (3) dwuwspornikowy, równomiernie na obwodzie przy dowolnym kącie jej skręcenia względem wieży (9). Wałek małego koła (16) przekładni zębatej kątowej (6) i pionowy wał transmisyjny (7) leżą w osi obrotu gondoli (4).An example of a wind turbine solution according to the invention is shown in Fig. 1 to Fig. 4, in which there are drawn: Fig. 1 - construction diagram of a wind farm, Fig. 2 - three-blade wind turbine, Fig. 3 - ring wind turbine and Fig. 4 - annular turbine blade. The basis of the wind power plant is a steel or reinforced concrete tower (9), ended with a gondola (4) mounted on a turntable (10). On the nacelle (4) there are power devices of the wind power plant: a blade turbine (1) and a ring turbine (2) and a two-stage mechanical transmission. The blade turbine (1) and the ring turbine (2) are located on opposite sides of the nacelle (4) and are mounted on a common horizontal shaft (3), on which a two-stage mechanical transmission is also mounted, which consists of a planetary gear (5) and the angular gear (6). Under the nacelle (4) there is a turntable (10) driven by an electric motor (SE) through a self-locking worm gear (11). The large gear (12) of the planetary gear (5) is fixed on the shaft (3), and the small gear (13) of the planetary gear (5) is rigidly connected to the hollow shaft (14) with the large gear (15) of the gear angular (6). The shaft (3) of the wind turbine passes through the hollow shaft (14). The small gear (16) of the bevel gear (6) is connected via a clutch (17) to the vertical transmission shaft (7). The vertical transmission shaft (7) is connected via a cardan shaft (18) to the shaft of the electric generator GE (8) of vertical construction. The design of wind turbines is standard. A bladed turbine (1) is three bladed as shown in Fig. 2, it may also have a different number of blades. The ring turbine (2) has several dozen airfoils as shown in Fig. 3. The shape of the airfoils (19) of the ring turbine (2) is rectangular as in Fig. 4. The blades (19) can be made of any material, e.g. sheet metal, plexiglass, and even sailcloth. The airfoils (19) are fixed to the ring turbine's supporting structure (2) by means of safety fasteners. If the blades (19) of the annular turbine (2) are made of sailcloth, the seams (20) can be used as fuses, as shown in Fig. 4. The wind turbines (1) and (2) are placed on both sides of the nacelle ( 4) and load the turntable, through the double-cantilever shaft (3), evenly around the circumference at any angle of its twist in relation to the tower (9). The small wheel shaft (16) of the bevel gear (6) and the vertical transmission shaft (7) lie in the rotational axis of the nacelle (4).
PL 214 302 B1PL 214 302 B1
Elektrownia wiatrowa wykonana według wynalazku będzie pracować już przy prędkości wiatru około 1 m/s i większej. Przy małej prędkości wiatru moment obrotowy będzie wytwarzała turbina pierścieniowa (2). Przy prędkościach wiatru 4 m/s i większych będą aktywnie pracować obydwie turbiny (1) i (2), przy czym prędkość wiatru na płatach (19) turbiny pierścieniowej (2) będzie odpowiednio mniejsza, gdyż wiatr wytraci znaczą część energii na turbinie łopatowej (1). Prędkość obrotowa wału (3) silnika wiatrowego (1) i (2) jest mała, kilka do kilkunastu obrotów na minutę. Dwustopniowa przekładnia mechaniczna (5) i (6) podwyższa prędkość obrotową generatora elektrycznego (8) około 10 razy. Generator (8) będzie pracować przy prędkości obrotowej od 100 do 200 obr/min. Przekładnia kątowa (6), z osią małego koła zębatego (16), leżącą w osi obrotu gondoli (4), umożliwia ustawienie generatora elektrycznego (8), o konstrukcji pionowej, także w osi obrotu gondoli (4), zatem generator elektryczny (8) może być przymocowany nieruchomo do fundamentu wieży (9), a wyprowadzenie mocy elektrycznej z generatora (8) nie wymaga pierścieni ślizgowych. Obrotnica (10) spełnia dwie funkcje: przy prędkościach wiatru do około 20 m/s ustawia turbiny wiatrowe (1) i (2) prostopadle do wiatru, a w czasie wiatru huraganowego ustawia turbiny wiatrowe (1) i (2) równolegle do kierunku wiatru zabezpieczając je w ten sposób przed zniszczeniem. Turbina pierścieniowa (2) jest turbiną wolnoobrotową bardziej wrażliwą na uszkodzenia przy dużych szybkościach wiatru, dlatego powinna mieć dodatkowe zabezpieczenie. Dodatkowym zabezpieczeniem turbiny pierścieniowej (2) przed uszkodzeniem w: czasie wiatru huraganowego mogą być bezpieczniki mechaniczne (20) zamontowane na płatach (19) bądź na łącznikach mocujących płaty (19) do konstrukcji nośnej turbiny pierścieniowej (2). Przy płatach (19) wykonanych z płótna żaglowego funkcję bezpieczników mogą spełniać dodatkowe szwy (20).The wind power plant constructed according to the invention will already operate at wind speeds of about 1 m / s and higher. At low wind speeds, the torque will be generated by the ring turbine (2). At wind speeds of 4 m / s and higher, both turbines (1) and (2) will work actively, while the wind speed on the blades (19) of the ring turbine (2) will be correspondingly lower, because the wind loses a significant part of the energy on the blade turbine (1). ). The rotational speed of the shaft (3) of the wind turbines (1) and (2) is low, a few to several revolutions per minute. The two-stage mechanical transmission (5) and (6) increases the rotational speed of the electric generator (8) about 10 times. The generator (8) will run between 100 and 200 rpm. The angular gear (6), with the axis of the small gear wheel (16), lying in the axis of rotation of the nacelle (4), enables the positioning of the electric generator (8), of vertical construction, also in the axis of rotation of the nacelle (4), thus the electric generator (8) ) can be fixed to the foundation of the tower (9) and the electrical power output from the generator (8) does not require slip rings. The turntable (10) performs two functions: at wind speeds up to about 20 m / s, it positions the wind turbines (1) and (2) perpendicular to the wind, and during hurricane winds it positions the wind turbines (1) and (2) parallel to the direction of the wind. them like this from being destroyed. The ring turbine (2) is a slow-speed turbine, more susceptible to damage at high wind speeds, therefore it should have additional protection. An additional protection of the ring turbine (2) against damage in : during a hurricane wind may be mechanical fuses (20) installed on the blades (19) or on the connectors fixing the blades (19) to the supporting structure of the ring turbine (2). In the case of the sailcloth panels (19), additional seams (20) can be used as fuses.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL379747A PL214302B1 (en) | 2006-05-22 | 2006-05-22 | Wind power plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL379747A PL214302B1 (en) | 2006-05-22 | 2006-05-22 | Wind power plant |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PL379747A1 PL379747A1 (en) | 2007-11-26 |
PL214302B1 true PL214302B1 (en) | 2013-07-31 |
Family
ID=43017023
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PL379747A PL214302B1 (en) | 2006-05-22 | 2006-05-22 | Wind power plant |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
PL (1) | PL214302B1 (en) |
-
2006
- 2006-05-22 PL PL379747A patent/PL214302B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PL379747A1 (en) | 2007-11-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20180023543A1 (en) | A wind turbine comprising two or more rotors | |
RU2014129884A (en) | GONDOLA WIND POWER INSTALLATION | |
ES2952861T3 (en) | Counterweight system for the installation of balanced bushing wind turbine blades | |
ES2798928T3 (en) | Multi-rotor wind turbine with a platform | |
BR0307313B1 (en) | wind power installation and construction process. | |
US20020015639A1 (en) | Horizontal axis wind turbine | |
EP2012007B1 (en) | Vertical axis wind turbine | |
JP2017218998A (en) | Wind power generator | |
ES2618553T3 (en) | Wind farm for the protection of a building located inside the wind farm | |
US11236723B2 (en) | Integrated vertical axis wind power generation system | |
US20110182733A1 (en) | Square Rigged Sail Wind Turbine | |
US8517669B2 (en) | Mechanical wind turbine and method of use | |
EP2927480B1 (en) | Wind turbine rotor rotation | |
PL214302B1 (en) | Wind power plant | |
CN105156279A (en) | Eight-angular prism vertical-shaft turbine wind generating set | |
KR101363889B1 (en) | Vertical shaft wind power generation | |
ES2845002T3 (en) | A wind turbine comprising a parking structure to carry the rotor during removal of the nacelle | |
CN205078398U (en) | Eight -angular prism vertical axis turbine wind generating set | |
EP3431757B1 (en) | External platform assembly for wind turbine repairs | |
US11885302B2 (en) | Efficient wind energy convertor without gearbox or multi-pole generator | |
ES2912095T3 (en) | Installation of wind turbines with tower bracket | |
JP6887933B2 (en) | Wind power generator | |
DK201670769A1 (en) | A multirotor wind turbine | |
AU2020424983B2 (en) | A drag cum lift based wind turbine system having adjustable blades | |
CN105888962A (en) | A fan blade deflecting type wind driven generator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Decisions on the lapse of the protection rights |
Effective date: 20140522 |