RU2168061C2 - Power plant - Google Patents
Power plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2168061C2 RU2168061C2 RU99112835/06A RU99112835A RU2168061C2 RU 2168061 C2 RU2168061 C2 RU 2168061C2 RU 99112835/06 A RU99112835/06 A RU 99112835/06A RU 99112835 A RU99112835 A RU 99112835A RU 2168061 C2 RU2168061 C2 RU 2168061C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- sun
- energy
- radiant energy
- tube
- Prior art date
Links
Images
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
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электроэнергетики и предназначено для производства электроэнергии с использованием нетрадиционных источников, а именно лучистой энергии солнца и потоков воздуха. The invention relates to the field of electric power and is intended for the production of electricity using non-traditional sources, namely radiant energy of the sun and air flows.
Известны устройства, которые используют энергию солнца, например солнечном нагревателе, данные о котором приведены в авторском свидетельстве СССР N SU 1615484 А1 (МКИ-5 F 24 J 2/10), который предназначен для использования солнечной энергии с целью нагрева. Он содержит неподвижный полусферический зеркальный отражатель и неподвижный теплоприемник и контротражатель в виде шарового сегмента. Known devices that use the energy of the sun, such as a solar heater, the data of which are given in the USSR author's certificate N SU 1615484 A1 (MKI-5 F 24 J 2/10), which is designed to use solar energy for heating. It contains a fixed hemispherical specular reflector and a fixed heat receiver and a deflector in the form of a spherical segment.
Однако такое устройство непосредственно не может быть использовано как электростанция. However, such a device cannot directly be used as a power plant.
Также известны энергетические установки, которые преобразовывают энергию естественных потоков воздуха (ветра) в электрическую, данные о которых приведены в патентах Украины и авторских свидетельствах СССР. Например, опубликованы в бюллетене Украины "Промислова власнicть" (Промышленная собственность) N 2-94 пять патентов того же автора (Будревич Чеслав-Константин Альбинович) N 1594 (МКИ-4 F03D 1/06, Ветряной двигатель); N 1597 (МКИ-5 F 03 D 3/02, Ветросиловое устройство); N 1592 (МКИ-4 F 03 D 5/02, Ветряной двигатель Ч.-К.А.Будревича); N 1598 (МКИ-4 F 03 D 7/02, Ветряной двигатель); и N 1593 (МКИ-4 F 03 D 5/02, Ветряной двигатель) и др. Also known are power plants that convert the energy of natural air (wind) flows into electrical energy, the data of which are given in patents of Ukraine and USSR copyright certificates. For example, five patents of the same author (Budrevich Cheslav-Konstantin Albinovich) N 1594 (MKI-4 F03D 1/06, Wind turbine) are published in the Bulletin of Ukraine "Promislova Vlasnist" (Industrial Property) N 2-94; N 1597 (MKI-5 F 03 D 3/02, Wind power device); N 1592 (MKI-4 F 03 D 5/02, Wind turbine of C.-K.A. Budrevich); N 1598 (MKI-4 F 03
Известна также электроэнергетическая установка для преобразования энергии естественных потоков воздуха (ветра) в электрическую, описанная в патенте Украины N 21028 А, МПК-5 F 03 D 1/00. Электроэнергетическая установка содержит ветроколесо, кинематически соединенное с валом отбора мощности, связанным с электрогенератором и редуктором, расположенным на колонне или мачте. Also known is an electric power plant for converting the energy of natural air (wind) flows into electrical energy, described in the patent of Ukraine N 21028 A, IPC-5 F 03
Во всех этих устройствах для преобразования энергии ветра в электрическую применен ветродвигатель, который содержит опорную мачту, расположенный на ней обтекатель и раму с лопастями или ветроколесо, кинематически соединенное с валом отбора мощности, связанным с электрогенератором. Эти устройства представляют собой одну из главных составляющих электростанции, которая использует энергию ветра, как естественный поток воздуха, но такое устройство громоздко и в значительной степени зависит от наличия ветра и открытости местности. In all these devices, a wind turbine is used to convert wind energy into electrical energy, which contains a support mast, a cowl located on it and a frame with blades or a wind wheel kinematically connected to a power take-off shaft connected to an electric generator. These devices are one of the main components of a power plant that uses wind energy as a natural air flow, but such a device is cumbersome and largely depends on the presence of wind and open terrain.
Также известно использование вентиляционных устройств с целью создания обмена воздуха (вентиляции). Такие устройства описаны во многих литературных и патентных источниках, в частности в Официальном бюллетене "Промислова власнiсть" N 2-94 и N 3-94 (внесенные в Госреестр Украины). Например, приведены данные о вентиляционном устройстве, содержащем вытяжную трубу, установленный над ней вытяжной зонт, имеющий радиальные эжекторные каналы (патент Украины N 1554, МКИ-4 F 24 F 7/02. Вентиляционное устройство), или вентиляционный гибкий воздухопровод, содержащий раздельные секции, каждая из которых имеет каркас и эластичную оболочку (патент Украины N 1556, МКИ-4 F 24 F 13/02. Вентиляционный гибкий воздухопровод). It is also known to use ventilation devices to create an air exchange (ventilation). Such devices are described in many literary and patent sources, in particular in the Official Bulletin "Promislova Vlasnist" N 2-94 and N 3-94 (entered in the State Register of Ukraine). For example, data is given about a ventilation device containing an exhaust pipe, an exhaust hood mounted above it having radial ejector channels (Ukrainian patent N 1554, MKI-4 F 24 F 7/02. Ventilation device), or a flexible ventilation duct containing separate sections , each of which has a frame and an elastic shell (Ukrainian patent N 1556, MKI-4 F 24 F 13/02. Flexible ventilation duct).
Однако эти устройства предназначены для создания вентиляции и непосредственно не могут быть использованы как электростанция. However, these devices are designed to create ventilation and cannot directly be used as a power plant.
Известны устройства, предназначенные для усиления тяги, например принятая к рассмотрению и опубликованная в бюллетене (Украины) N 3-94 заявка N 94020502, МКИ-5 F 02 K 1/00, F 02 K 9/00 на Центробежный усилитель тяги инженера Прохватилова И.Г., который состоит из источника потока текучей среды с соплом. Known devices designed to enhance traction, for example, accepted for consideration and published in bulletin (Ukraine) N 3-94, application N 94020502, MKI-5 F 02
Однако это устройство само требует дополнительного притока энергии и не может непосредственно быть использовано как электростанция. However, this device itself requires an additional influx of energy and cannot be directly used as a power plant.
Наиболее близким по технической сути к заявленному техническому решению является энергетическая установка по патенту Германии (см. DE 4104770 А1, кл. F 03 D 9/00, 20.08.1992), которая содержит блок преобразования механической энергии в электрическую с присоединенным к нему электрогенератором и блок преобразования лучистой энергии солнца в механическую через тепловую, выполненный в виде элементов солнечной батареи. The closest in technical essence to the claimed technical solution is the power plant according to the German patent (see DE 4104770 A1, class F 03
Это устройство, как и предыдущие, использует, прежде всего, естественные потоки воздуха (ветер), а для меньшей зависимости от наличия ветра в данной местности и ее закрытости еще и лучистую энергию солнца через солнечные батареи. Однако это устройство не дает полной независимости от ветровых потоков, что приводит к некоторому ограничению области их применения. This device, like the previous ones, uses primarily natural air currents (wind), and for less dependence on the presence of wind in a given area and its closeness, also the radiant energy of the sun through solar panels. However, this device does not give complete independence from wind flows, which leads to some limitation of their scope.
Кроме того, все выше названные устройства главным образом предназначены для объектов промышленного назначения. В то же время имеется большая потребность в источниках электроэнергии, которые можно было бы использовать также и на бытовом уровне, например для питания небольших усадьб, садовых участков и т.п. In addition, all of the above devices are mainly intended for industrial facilities. At the same time, there is a great need for sources of electricity that could also be used at the household level, for example, for feeding small estates, garden plots, etc.
В основу заявленного технического решения поставлена задача - создать ресурсосберегающую электроэнергетическую установку, которая обеспечивает производство электроэнергии путем использования нетрадиционных источников энергии и при этом может быть использована как в промышленности, так и для бытовых нужд, или как средство резервного питания потребителей электроэнергии. При этом, сравнительно с прототипом, встает задача расширения области применения, полностью независимо от наличия ветров в данной местности и ее закрытости. The claimed technical solution is based on the task of creating a resource-saving electric power installation that ensures the production of electricity through the use of non-traditional energy sources and can be used both in industry and for domestic needs, or as a means of backup power consumers. In this case, in comparison with the prototype, the task arises of expanding the scope, completely regardless of the presence of winds in a given area and its closeness.
Поставленная задача решается тем, что электроэнергетическая установка содержит блок преобразования механической энергии в электрическую с присоединенным к нему электрогенератором, и блок преобразования лучистой энергии солнца, выполненный в виде вертикально установленной трубы переменного сечения, с расширением в верхнем и нижнем сечениях и сужением в средней части трубы, труба выполнена из двух разных материалов, состыкованных по продольному сечению трубы, один из них прозрачный, а другой с внутренней поверхностью с наибольшей степенью поглощения лучистой энергии. Блок преобразования механической энергии в электрическую выполнен в виде рамы с лопастями и расположен в наиболее суженной части трубы с ориентацией лопастей перпендикулярно оси трубы. Установка в целом установлена в месте, где обеспечиваются наиболее благоприятные условия для освещения трубы солнцем, при этом она сориентирована прозрачной частью в направлении к лучам солнца. The problem is solved in that the electric installation contains a unit for converting mechanical energy into electrical energy with an electric generator connected to it, and a unit for converting radiant energy of the sun, made in the form of a vertically mounted pipe of variable cross section, with expansion in the upper and lower sections and narrowing in the middle of the pipe , the pipe is made of two different materials joined along the longitudinal section of the pipe, one of them is transparent, and the other with the inner surface with the greatest degree reduced absorption of radiant energy. The block of conversion of mechanical energy into electrical energy is made in the form of a frame with blades and is located in the most narrowed part of the pipe with the orientation of the blades perpendicular to the axis of the pipe. The installation as a whole is installed in a place where the most favorable conditions for lighting the pipe with the sun are provided, while it is oriented by the transparent part in the direction of the rays of the sun.
Кроме того, для наибольшей эффективности установки, нижняя часть трубы перекрыта дном с поверхностью из материала, подобного материалу противоположной прозрачной части трубы, а именно - материала с наибольшей степенью поглощения лучистой энергии. Со стороны нижнего края прозрачной части трубы выполнено отверстие, образованное между дном и сечением трубы с наклоном в направлении от верха отверстия со стороны прозрачной части трубы книзу со стороны противоположной части трубы. Наибольшая эффективность может быть получена при наклоне под углом 30-40o. Кроме того, со стороны вершины угла (низ части трубы, противоположной прозрачной части) поглощающая поверхность выполнена в виде одной или нескольких площадок, размещенных приблизительно перпендикулярно направлению лучей солнца.In addition, for maximum installation efficiency, the lower part of the pipe is blocked by a bottom with a surface made of a material similar to the material of the opposite transparent part of the pipe, namely, the material with the highest degree of absorption of radiant energy. From the side of the lower edge of the transparent part of the pipe, a hole is made formed between the bottom and the cross-section of the pipe with an inclination in the direction from the top of the hole from the side of the transparent part of the pipe downward from the side of the opposite part of the pipe. The greatest efficiency can be obtained by tilting at an angle of 30-40 o . In addition, from the side of the apex of the corner (the bottom of the pipe part opposite the transparent part), the absorbing surface is made in the form of one or more platforms located approximately perpendicular to the direction of the sun's rays.
Кроме того, для более эффективного использования установки в часы недостаточного подогрева солнечными лучами, особенно в ночные часы, в нижней части трубы может быть дополнительно установлена горелка, которая дополнительно может усиливать тягу в трубе. In addition, for a more efficient use of the installation during hours of insufficient heating by solar rays, especially at night, a burner can be additionally installed in the lower part of the pipe, which can additionally strengthen the draft in the pipe.
Суть изобретения поясняется чертежом, где изображено:
на фиг.1 - общий вид установки в разрезе;
на фиг.2 - вариант исполнения нижней части установки (разрез);
на фиг. 3 - вариант исполнения нижней части установки с дополнительными элементами.The essence of the invention is illustrated in the drawing, which shows:
figure 1 is a General view of the installation in section;
figure 2 is an embodiment of the lower part of the installation (section);
in FIG. 3 - embodiment of the lower part of the installation with additional elements.
На фиг. 1 приведен общий вид электроэнергетической установки, которая содержит блок 1 преобразования лучистой энергии солнца и блок 2 преобразования механической энергии в электрическую. Блок 1 выполнен в виде вертикально установленной трубы 3 переменного сечения с расширением в верхнем 4 и нижнем 5 сечении и сужением в средней 6 части трубы 3. Труба 3 выполнена из двух частей 7 и 8, состыкованых по продольному сечению трубы 3. In FIG. 1 shows a general view of an electric power installation, which comprises a
Часть 7 выполнена из прозрачного материала, например стекла или прозрачного стеклопластика, а другая часть 8 выполнена с внутренней поверхностью 9 с наибольшей степенью поглощения лучистой энергии, например покрашена черной краской и т.п. Блок 2 преобразования механической энергии в электрическую размещен в наиболее суженной части 6 трубы 3. Блок 2 состоит из основания 10 в виде рамы, на которой смонтирован электрогенератор 11, к валу которого (непосредственно или через редуктор) присоединены лопасти ветродвигателя 12. Ветродвигатель 12 сориентирован таким образом, чтобы лопасти были установлены перпендикулярно оси трубы 3. Установка в целом установлена в месте, где обеспечиваются наиболее благоприятные условия для освещения трубы солнцем, при этом она сориентирована прозрачной частью 7 в направлении к лучам солнца, которые изображены в виде стрелок S.
На фиг. 2 приведен вариант исполнения нижней части установки в разрезе, где труба 3 (с прозрачной частью 7 и непрозрачной - 8) перекрыта дном 13 с поверхностью из материала с наибольшей степенью поглощения лучистой энергии; со стороны нижнего края прозрачной части 7 трубы 3 выполнено отверстие 14, образованное между дном 13 и сечением трубы 15-15 с наклоном в направлении от верха отверстия со стороны прозрачной части трубы книзу со стороны противоположной части трубы под углом Φ, наиболее оптимальное значение которого лежит в пределах 30-40o, причем со стороны вершины угла 16, поглощающая поверхность выполнена в виде одной или нескольких площадок 17, размещенных приблизительно перпендикулярно направлению лучей солнца S.In FIG. 2 shows an embodiment of the lower part of the installation in a section, where the pipe 3 (with a
На фиг. 3 приведен возможный вариант исполнения нижней части установки, когда в нижней части трубы дополнительно установлена горелка 18. In FIG. Figure 3 shows a possible embodiment of the lower part of the installation when a
Работа предложенного устройства поясняется фиг. 1. Лучи солнца (изображены как стрелки S) освещают трубу 3 и через ее прозрачную часть 7 проходят к внутренней части трубы 3. Достигая поверхности 9 противоположной части 8 трубы 3, лучи солнца поглощаются, вследствие чего лучистая энергия солнца преобразуется в тепловую. Происходит нагрев поверхности 9, которая, в свою очередь, нагревает окружающий воздух внутри трубы. Нагретый воздух в трубе приводит к созданию потока его в направлении вдоль трубы 3 снизу вверх (обозначено стрелками V). Таким образом, лучистая солнечная энергия преобразуется в механическую энергию перемещения воздуха (так называемая топочная тяга). Блок 2 воспринимает энергию потока воздуха и при помощи лопастей ветродвигателя 12 приводит в действие электрогенератор 11. В результате, предложенная электроэнергетическая установка позволяет вырабатывать электроэнергию, используя для этого нетрадиционные источники энергии, в частности энергию перемещения воздуха в трубах (тягу), усиленную действием лучистой энергии солнца. Мощность такой установки зависит от размеров трубы (ее высоты и поперечного сечения) и интенсивности солнечных лучей, которые попадают на активную поверхность поглощающей части трубы. The operation of the proposed device is illustrated in FIG. 1. The rays of the sun (depicted as arrows S) illuminate the pipe 3 and through its
Работа дополнительных элементов, размещенных в нижней части установки поясняется фиг. 2. При перекрытии нижней части трубы дном 13 с лучепоглощающей поверхностью увеличивается активная поверхность. С такой же целью выполнены площадки 17, которые с одной стороны закрывают малоэффективный острый угол возле точки 16, и с другой стороны при установке этих площадок перпендикулярно лучам солнца способствуют увеличению концентрации солнечных лучей в этой части поверхности, вследствие чего их температура повышается. Это также способствует повышению эффективности установки. При этом подвод воздуха осуществляется через отверстие 14, которое при увеличении угла Φ будет большим, что уменьшит сопротивление при входе. Но при этом уменьшается эффективная высота трубы, что приводит к снижению мощности установки. Оптимальным является значение угла наклона Φ в пределах 30-45o, когда дальнейшее увеличение сечения входа мало влияет на увеличение эффективности, а уменьшение эффективной высоты трубы еще не является существенным.The operation of additional elements located in the lower part of the installation is illustrated in FIG. 2. When the bottom of the pipe is blocked by the
Кроме того, для более эффективного использования установки в часы недостаточного подогрева солнечными лучами, особенно в ночные часы, установка может быть дополнена размещенной в нижней части трубы горелкой, которая может дополнительно усиливать тягу в трубе. Работа дополнительных элементов поясняется фиг. 3, где показано, что когда нагрев со стороны солнечных лучей недостаточен, для увеличения мощности потока воздуха (тяги) через горелку 18 можно подавать в небольших количествах горючее, поджигая которое (пламя показано под цифрой 19) создается усиление тяги. In addition, for a more efficient use of the installation during hours of insufficient heating by solar rays, especially at night, the installation can be supplemented by a burner located in the lower part of the pipe, which can additionally increase the draft in the pipe. The operation of the additional elements is illustrated in FIG. 3, where it is shown that when heating from the sun's rays is insufficient, to increase the power of the air flow (draft) through the
Таким образом, предложенная электроэнергетическая установка позволяет вырабатывать электроэнергию, используя для этого нетрадиционные источники энергии, и при этом может быть использована как в промышленности, так и для бытовых нужд. Особенно полезным может быть ее использование для электропитания потребителей, расположенных на расстоянии от действующих электросетей, или как средство резервного питания потребителей электроэнергии. Thus, the proposed electric power installation allows you to generate electricity using unconventional energy sources, and at the same time can be used both in industry and for domestic needs. Especially useful can be its use for power supply to consumers located at a distance from existing electricity networks, or as a means of backup power consumers.
Claims (3)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UA98073798 | 1998-07-14 | ||
UA98073798A UA32899C2 (en) | 1998-07-14 | 1998-07-14 | Electric power unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2168061C2 true RU2168061C2 (en) | 2001-05-27 |
Family
ID=21689284
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99112835/06A RU2168061C2 (en) | 1998-07-14 | 1999-06-15 | Power plant |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2168061C2 (en) |
UA (1) | UA32899C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013048284A1 (en) * | 2011-09-30 | 2013-04-04 | Statsura Sergey Petrovich | Unit for producing electric power in the gas path of a thermal power plant |
-
1998
- 1998-07-14 UA UA98073798A patent/UA32899C2/en unknown
-
1999
- 1999-06-15 RU RU99112835/06A patent/RU2168061C2/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013048284A1 (en) * | 2011-09-30 | 2013-04-04 | Statsura Sergey Petrovich | Unit for producing electric power in the gas path of a thermal power plant |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
UA32899C2 (en) | 2001-05-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2001267224B2 (en) | Solar chimney wind turbine | |
US3979597A (en) | Solar power plant | |
AU2001267224A1 (en) | Solar chimney wind turbine | |
US7918650B2 (en) | System for pressurizing fluid | |
US20120138447A1 (en) | Solar desalination system with solar-initiated wind power pumps | |
CA2905981C (en) | Transpired solar collector chimney tower | |
US10378519B1 (en) | Method for generating electrical power using a solar chimney having an inflatable fresnel lens | |
US5103646A (en) | Solar and wind powered generator | |
AU2014265033A1 (en) | Transpired solar collector chimney tower | |
US7340898B2 (en) | Solar-thermal powered generator | |
RU2168061C2 (en) | Power plant | |
RU2199703C2 (en) | Power complex | |
US8115332B2 (en) | Solar-initiated wind power generation system | |
RU2244849C2 (en) | Wind-thermal power plant | |
RU2692887C2 (en) | Autonomous mining aerial traction installation | |
CN201269173Y (en) | Solar generating device | |
RU2232950C2 (en) | Power plant | |
KR20190015692A (en) | Photovoltaic module with reinforced cooling system | |
AU780068B2 (en) | Improvements to solar heat engines and industrial chimneys | |
CN103437963B (en) | A kind of solar energy wind-power generation tower curved surface sleeve pipe | |
RU2737412C1 (en) | Wind-catching and wind-producing helio-aerodynamic multifunctional device (wwhmd) | |
US20240068435A1 (en) | System for electricity generation by capturing the energy of raising solar-heated air in suspended above the ground flexible multi-layered ducts | |
AU2017101410A4 (en) | Recuperation of waste heat to co-generate electricity in solar-wind farms | |
RU2373430C2 (en) | Solar thermal power station using vortex chambers | |
RU2282747C2 (en) | Method of transmission of accumulated thermal energy in wind power plant and wind power plant with accumulation of energy |