RU2214492C2 - Building of wind-solar power station - Google Patents

Building of wind-solar power station Download PDF

Info

Publication number
RU2214492C2
RU2214492C2 RU2001131522A RU2001131522A RU2214492C2 RU 2214492 C2 RU2214492 C2 RU 2214492C2 RU 2001131522 A RU2001131522 A RU 2001131522A RU 2001131522 A RU2001131522 A RU 2001131522A RU 2214492 C2 RU2214492 C2 RU 2214492C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wind
building
sections
solar
power station
Prior art date
Application number
RU2001131522A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001131522A (en
Inventor
В.М. Соболев
Алим Иванович Чабанов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная корпорация "ЭЛЕВИТ"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная корпорация "ЭЛЕВИТ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная корпорация "ЭЛЕВИТ"
Priority to RU2001131522A priority Critical patent/RU2214492C2/en
Publication of RU2001131522A publication Critical patent/RU2001131522A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2214492C2 publication Critical patent/RU2214492C2/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/30Wind power
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Wind Motors (AREA)

Abstract

FIELD: construction engineering, particularly, shelters of wind and air current concentrator of wind-solar power stations. SUBSTANCE: building has solar-absorbing surface covered by translucent material and connected by means of air duct with exhaust tube whose mouth accommodates wind turbine. Solar-absorbing surfaces form sections in form of beams diverging from building center to its periphery. Located between said beam ends and exhaust tube are wind-guiding sections covered also with translucent heat insulating material. Solar-converting and wind-guiding sections accommodate air intake devices and mounted solar energy accumulators. Mounted in wind-guiding sections under wind generator are curved wind-guiding surfaces. Building is additionally provided with greenhouse ponds connected with one another. EFFECT: increased complex utilization of solar heat energy and ground surface air currents. 16 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства и энергетики и предназначено для использования в качестве укрытия-концентратора ветро- и воздухопотоков ветрогелиоэнергетической станции. The invention relates to the field of construction and energy and is intended for use as a shelter-concentrator of wind and air flows of a wind power station.

Известно тентовое укрытие, содержащее две или три разборные рамы, соединенные между собой шарнирами, боковыми распорками, распорками между стойками рам и стержнями с шарнирами на концах. Рамы образованы боковыми стойками, соединенными горизонтальными элементами. Гибкая крыша и стены выполнены из легкого влаго- и ветронепроницаемого материала (см. Патент России 2029044, Е 04 Н 15/00, опубл. 1995 г.). Known tent shelter containing two or three collapsible frames interconnected by hinges, side struts, struts between the pillars of the frames and rods with hinges at the ends. The frames are formed by side posts connected by horizontal elements. The flexible roof and walls are made of lightweight moisture and windproof material (see Russian Patent 2029044, E 04 H 15/00, publ. 1995).

Известно также тентовое сооружение, включающее каркас из элементов, шарнирно закрепленных на опорах, и тент, соединенный с каркасными элементами посредством натяжных канатов, пропущенных поочередно через кольца и скобы тента и каркасных элементов. Тент прикреплен к анкерам дополнительными натяжными анкерными канатами, пропущенными через кольца тента и проушины анкеров (см. а.с. СССР 1645423, Е 04 Н 15/08, опубл. 1991 г.). A tent structure is also known, including a frame of elements pivotally mounted on supports, and an awning connected to the frame elements by means of tension ropes passed alternately through the rings and brackets of the tent and frame elements. The awning is attached to the anchors with additional tension anchor ropes passed through the awning rings and anchor eyes (see AS USSR 1645423, E 04 H 15/08, publ. 1991).

Оба описанных аналога не учитывают особенности и технологические требования, предъявляемые к зданиям укрытий-концентраторов ветро- и воздухопотоков ветрогелиоэнергетической станции. Both of the described analogs do not take into account the features and technological requirements for buildings of shelter-concentrators of wind and air flows of a wind and solar power station.

Еще одно известное здание энергетической установки содержит вытяжной высотный корпус, в нижней части которого на радиальных патрубках смонтирована воздушная турбина, кинематически связанная с электрогенератором. Здание включает печь с дожигающим устройством, предназначенным для увеличения воздушного потока, действующего на лопасти турбины (см. а.с. СССР 1828516, F 03 D 9/00, опубл. 1993 г.). Another well-known building of a power plant contains an exhaust high-rise building, in the lower part of which an air turbine kinematically connected with an electric generator is mounted on radial pipes. The building includes a furnace with an afterburner designed to increase the air flow acting on the turbine blades (see AS USSR 1828516, F 03 D 9/00, publ. 1993).

Изобретение (см. а.с. СССР 1471756, F 03 D 9/00, опубл. 1994 г.) описывает конструкцию сооружения, обеспечивающего подачу теплого воздуха, нагреваемого солнечными лучами, к ветроагрегату. Это сооружение выполнено в виде располагаемых на наклонной земной поверхности каналов, имеющих ребристое светопоглощающее основание, соединенное посредством рабочего канала-воздуховода - с ветроагрегатом. Каналы с ребристым основанием перекрыты прозрачным материалом. Ребристое основание каналов способствует усилению турбулентности потока и лучшему поглощению солнечной энергии. The invention (see AS USSR 1471756, F 03 D 9/00, publ. 1994) describes the construction of a structure that provides the supply of warm air heated by the sun's rays to the wind turbine. This structure is made in the form of channels located on an inclined earth's surface, having a ribbed light-absorbing base, connected by means of a working duct-duct to a wind turbine. The channels with a ribbed base are covered with transparent material. The ribbed base of the channels contributes to increased flow turbulence and better absorption of solar energy.

Оба последних аналога используют кинетическую энергию нагретого воздуха для работы воздушной турбины (в одном случае это - высотный корпус здания с печью и дожигателем, в другом - расположенные на наклонной поверхности каналы с ребристым светопоглощающим основанием и каналы-воздуховоды), однако ни в одном из этих аналогов не предусмотрены системы и устройства аккумулирования тепловой энергии и последующего ее отбора в холодное время суток, в холодные дни, месяцы. Both last analogs use the kinetic energy of heated air to operate an air turbine (in one case it is a high-rise building with a furnace and afterburner, in the other - channels with a ribbed light-absorbing base and ducts located on an inclined surface), but none of these analogues are not provided for systems and devices for accumulating thermal energy and its subsequent selection in the cold season, on cold days, months.

Наиболее близким аналогом, принимаемым за прототип предложенному изобретению, является здание гелиоэнергетической станции башенного типа, у основания которой размещена укрытая светопрозрачным материалом гелиопоглощающая поверхность (см. Энергоактивные здания. / Под ред. Э.В. Сарнацкого и Н.П. Селиванова. , М. : Стройиздат, 1988, с.235-237, рис.5-70). Находящийся под светопрозрачным материалом нагреваемый солнечным теплом воздух направляется по воздуховодам в основание гелиоэнергетической станции, выполненное в виде усеченного конуса, в верхней части которого смонтирована вытяжная труба с размещенной в ее устье ветротурбиной. В верхней части вытяжной трубы смонтирована ветровая энергетическая станция со своим ротором-преобразователем ветровой энергии. The closest analogue accepted for the prototype of the proposed invention is the building of a tower-type solar power station, at the base of which there is a solar-absorbing surface covered with translucent material (see Energy-active buildings. / Ed. By E.V. Sarnatsky and N.P. Selivanov., M .: Stroyizdat, 1988, p. 235-237, Fig. 5-70). The air under the translucent material heated by solar heat is directed through the air ducts to the base of the solar power station, made in the form of a truncated cone, in the upper part of which an exhaust pipe is mounted with a wind turbine located in its mouth. A wind power station with its own rotor-converter of wind energy is mounted in the upper part of the chimney.

Недостатком описанного здания является использование для утилизации различных видов энергоносителей своих энергопреобразователей (ветроэнегостанция наверху вытяжной трубы, электрогенератор с лопастной турбиной в устье вытяжной трубы, паровая турбина со своим электрогенератором вне основания станции. Кроме того, в здании не предусмотрена система аккумулирования солнечного тепла и его отбора в холодное время суток, дней, года. The disadvantage of the described building is the use of various energy carriers for utilization of various energy carriers (a wind power station at the top of the exhaust pipe, an electric generator with a blade turbine at the mouth of the exhaust pipe, a steam turbine with its electric generator outside the base of the station. In addition, the building does not provide a system for the accumulation of solar heat and its selection in the cold season, days, years.

Задача предлагаемого изобретения заключается в повышении комплексного использования энергии солнечного тепла и приземных воздушных потоков, а также создании системы аккумуляторов тепла и его отбора для выработки энергии в холодное время года, в холодные дни и часы. Задачей изобретения является также создание условий для производства сельскохозяйственной продукции, в том числе рыбоводства и разведения в промышленных масштабах иной продукции прудового хозяйства, на площадях, занятых зданием ветрогелиоэнергетической станции. The objective of the invention is to increase the integrated use of energy of solar heat and surface air currents, as well as creating a system of heat accumulators and its selection to generate energy in the cold season, on cold days and hours. The objective of the invention is the creation of conditions for the production of agricultural products, including fish farming and industrial-scale breeding of other products of pond farming, in the areas occupied by the building of a wind and solar power station.

Эта цель достигается тем, что здание ветрогелиоэнергетической станции содержит укрытую светопрозрачным материалом гелиопоглощающую поверхность, соединенную воздуховодом с вытяжной трубой, в устье которой смонтирована ветротурбина. Гелиопоглощающие поверхности образуют секции, выполненные в виде расходящихся от центра здания к периферии лучей, между концами которых и вытяжной трубой расположены ветронаправляющие секции, перекрытые также светопрозрачным теплоизолирующим материалом. В гелиопреобразующих и ветронаправляющих секциях размещены воздухозаборные устройства и смонтированы аккумуляторы солнечной энергии. Гелиопреобразующие секции отделены от ветронаправляющих секций сочлененными по верхней грани продольной вертикальной и наклонной стенками из светопрозрачного теплоизолирующего материала. В ветронаправляющих секциях в устье вытяжной трубы под ветрогенератором смонтированы криволинейные ветронаправляющие поверхности. Кровля гелиопреобразующих секций выполнена с коньком, наклоненным от вытяжной трубы к периферии, причем на кровле в зоне примыкания к вытяжной трубе присоединены криволинейные направляющие стенки. Конек кровли гелиопреобразующих секций выполнен из композитных материалов. This goal is achieved by the fact that the building of the wind power station contains a helioplastic surface covered by translucent material, connected by an air duct to an exhaust pipe, in the mouth of which a wind turbine is mounted. Helium-absorbing surfaces form sections made in the form of rays diverging from the center of the building to the periphery, between the ends of which and the exhaust pipe there are wind-guiding sections, which are also covered by a translucent heat-insulating material. In the solar converting and wind-guiding sections air intake devices are placed and solar energy accumulators are mounted. Helium-converting sections are separated from the wind-guiding sections articulated along the upper edge of the longitudinal vertical and inclined walls from translucent heat-insulating material. In the wind guide sections at the mouth of the chimney under the wind generator, curved wind guide surfaces are mounted. The roof of the helium-converting sections is made with a ridge inclined from the exhaust pipe to the periphery, and curved guide walls are attached to the roof in the adjoining zone to the exhaust pipe. The roof ridge of the helioconversion sections is made of composite materials.

Здание дополнительно снабжено тепличными прудами, одни из которых расположены между продольными и наклонными стенками, отделяющими гелиопреобразующие и ветронаправляющие секции, а другие - под криволинейными ветронаправляющими поверхностями, смонтированными в устье вытяжной трубы, причем пруды связаны друг с другими каналами. Здание снабжено управляющим центром. Аккумуляторы солнечной энергии выполнены в виде гелиопоглощающих полотнищ или жалюзей темного цвета, снабженных приводом регулировки их положения, соединенным с управляющим центром. Гелиопоглощающие полотнища могут быть выполнены из гибкой металлической фольги, один из концов которой закреплен на снабженном электроприводом наматывающем барабане-накопителе. Жалюзи могут быть выполнены автоматически регулируемыми различной длины и объединены в группы, расположенные под отличающимися друг от друга пространственными углами относительно азимутального направления на юг. Перекрытие ветронаправляющих секций выполнено в виде закрепленных на коньках кровли гелиопреобразующих секций и опирающихся на промежуточные опоры несущих канатов, на которых смонтировано светопроницаемое теплоизолирующее покрытие. Светопроницаемое теплоизолирующее покрытие ветронаправляющих секций может быть выполнено в виде автономных участков, состыкованных друг с другом в рабочем положении и закрепленных к несущим канатам посредством скользящих соединений, причем каждый из участков связан с приводом, соединенным с управляющим центром. Воздухозаборные устройства содержат водно-воздушные теплообменники. В ветрозаборных секциях дополнительно смонтированы вспомогательные открытые водоемы. В центральной части здания расположены открытые воздухозаборные проемы, от которых отходят подземные воздушные каналы, снабженные водно-воздушными теплообменниками и соединенные с внутренними полостями воздухозаборныхе устройств гелиопреобразующих секций. Водно-воздушный теплообменник может быть выполнен в виде водоприемного бассейна и расположенной над ним подводящей водной магистрали, начало которой соединено со вспомогательным открытым водоемом на глубине ниже уровня его вероятного ледяного покрова, а конец размещен в подземном воздушном канале и снабжен в нижней своей части отверстиями для свободного падения струй воды по всему горизонтальному поперечному сечению воздушного канала. Подземный воздушный канал может быть расположен рядом с тепличным прудом и снабжен дополнительным водно-воздушным теплообменником, подводящая и отводящая водные магистрали которого соединены с тепличным прудом, причем теплообменник расположен перед выходом подземного воздушного канала. Подземный воздушный канал может быть расположен под днищами тепличных прудов и вспомогательного открытого водоема. Каждый из выходов подземного воздушного канала соединен с внутренней полостью одного или нескольких воздухозаборных устройств гелиопреобразующих секций. The building is additionally equipped with greenhouse ponds, some of which are located between the longitudinal and inclined walls separating the helium converting and wind-guiding sections, while the others are located under curved wind-guiding surfaces mounted at the mouth of the chimney, and the ponds are connected to other channels. The building is equipped with a management center. Solar energy batteries are made in the form of helioplastic panels or blinds of a dark color, equipped with a drive for adjusting their position, connected to a control center. Helium-absorbing panels can be made of flexible metal foil, one of the ends of which is mounted on a winding drum-drive equipped with an electric drive. The blinds can be made automatically adjustable of various lengths and combined into groups located at different spatial angles relative to each other with respect to the azimuthal direction to the south. The overlap of the wind-guiding sections is made in the form of helium-converting sections fixed on the roof ridge and resting on intermediate supports of the bearing ropes, on which a translucent heat-insulating coating is mounted. The translucent heat-insulating coating of the wind-guiding sections can be made in the form of autonomous sections docked with each other in the working position and fixed to the bearing ropes by means of sliding joints, each of which is connected to a drive connected to a control center. Air intake devices contain water-air heat exchangers. In the wind-collecting sections, auxiliary open water bodies are additionally mounted. In the central part of the building there are open air intake openings, from which underground air channels depart, equipped with water-air heat exchangers and connected to the internal cavities of the air intake devices of the solar converting sections. A water-air heat exchanger can be made in the form of a water intake basin and an inlet water line located above it, the beginning of which is connected to an auxiliary open water reservoir at a depth below the level of its probable ice cover, and the end is placed in the underground air channel and is provided with openings in its lower part for free fall of water jets over the entire horizontal cross section of the air channel. The underground air channel can be located near the greenhouse pond and is equipped with an additional water-air heat exchanger, the inlet and outlet water lines of which are connected to the greenhouse pond, and the heat exchanger is located in front of the exit of the underground air channel. An underground air channel can be located under the bottoms of greenhouse ponds and an auxiliary open reservoir. Each of the exits of the underground air channel is connected to the internal cavity of one or more air intake devices of the helioconversion sections.

Сопоставительный анализ заявленного здания с прототипом показывает, что оно отличается тем, что гелиопоглощающие поверхности образуют секции, выполнение в виде расходящихся от центра здания к периферии лучей, между концами которых и вытяжной трубой расположены ветронаправляющие секции, перекрытые также светопрозрачным теплоизолирующим материалом. В гелиопреобразующих и ветронаправляющих секциях размещены воздухозаборные устройства и смонтированы аккумуляторы солнечной энергии. Гелиопреобразующие секции отделены от ветронаправляющих секций сочлененными по верхней грани продольной вертикальной и наклонной стенками из светопрозрачного теплоизолирующего материала. В ветронаправляющих секциях в устье вытяжной трубы под ветротурбиной смонтированы криволинейные ветронаправляющие поверхности. Кровля гелиопреобразующих секций выполнена с коньком, наклоненным от вытяжной трубы к периферии, причем на кровле в зоне примыкания к вытяжной трубе присоединены криволинейные направляющие стенки. Здание дополнительно снабжено тепличными прудами, одни из которых расположены между продольными вертикальными и наклонными стенками, отделяющими гелиопреобразующие и ветронаправляющие секции, а другие - под криволинейными ветронаправляющими поверхностями, смонтированными в устье вытяжной трубы, причем пруды связаны друг с другом каналами. Здание снабжено управляющим центром. Аккумуляторы солнечной энергии выполнены в виде гелиопоглощающих полотнищ или жалюзей темного цвета, снабженных приводом регулировки их положения, соединенным с управляющим центром. Гелиопоглощающие полотнища могут быть выполнены из гибкой металлической фольги, один из концов которой закреплен на снабженном электроприводом наматывающем барабане-накопителе. Жалюзи могут быть выполнены автоматически регулируемыми различной длины и объединены в группы, расположенные под отличающимися друг от друга пространственными углами относительно азимутального направления на юг. Конек кровли гелиопреобразующих секций выполнен из композитных материалов. Перекрытие ветронаправляющих секций выполнено в виде закрепленных на коньках кровли гелиопреобразующих секций и опирающихся на промежуточные опоры несущих канатов, на которых смонтировано светопроницаемое теплоизолирующее покрытие. Светопроницаемое теплоизолирующее покрытие ветронаправляющих секций может быть выполнено в виде автономных участков, состыкованных друг с другом в рабочем положении и закрепленных к несущим канатам посредством скользящих соединений, причем каждый из участков связан с приводом, соединенным с управляющим центром. Воздухозаборные устройства содержат водно-воздушные теплообменники. В ветрозаборных секциях дополнительно смонтированы вспомогательные открытые водоемы. В центральной части здания расположены открытые воздухозаборные проемы, от которых отходят подземные воздушные каналы, снабженные водно-воздушными теплообменниками и соединенные с внутренними полостями воздухозаборных устройств гелиопреобразующих секций. Водно-воздушный теплообменник может быть выполнен в виде водоприемного бассейна и расположенной над ним подводящей водной магистрали, начало которой соединено со вспомогательным открытым водоемом на глубине ниже уровня его вероятного ледяного покрова, а конец размещен в подземном воздушном канале и снабжен в нижней своей части отверстиями для свободного падения струй воды по всему горизонтальному поперечному сечению воздушного канала. Подземный воздушный канал может быть расположен рядом с тепличным прудом и снабжен дополнительным водно-воздушным теплообменником, подводящая и отводящая водные магистрали которого соединены с тепличным прудом, причем теплообменник расположен перед выходом подземного воздушного канала. Подземный воздушный канал может быть расположен под днищами тепличных прудов и вспомогательного открытого водоема. Каждый из выходов подземного воздушного канала соединен с внутренней полостью одного или нескольких воздухозаборных устройств гелиопреобразующих секций. A comparative analysis of the claimed building with the prototype shows that it differs in that the solar-absorbing surfaces form sections, which are made in the form of rays diverging from the center of the building to the periphery, between the ends of which and the exhaust pipe there are wind-guiding sections, which are also covered by a translucent heat-insulating material. In the solar converting and wind-guiding sections air intake devices are placed and solar energy accumulators are mounted. Helium-converting sections are separated from the wind-guiding sections articulated along the upper edge of the longitudinal vertical and inclined walls from translucent heat-insulating material. In the wind guide sections at the mouth of the exhaust pipe under the wind turbine, curved wind guide surfaces are mounted. The roof of the helium-converting sections is made with a ridge inclined from the exhaust pipe to the periphery, and curved guide walls are attached to the roof in the adjoining zone to the exhaust pipe. The building is additionally equipped with greenhouse ponds, some of which are located between longitudinal vertical and inclined walls separating the helium-converting and wind-guiding sections, while others are located under curved wind-guiding surfaces mounted at the mouth of the chimney, and the ponds are connected by channels. The building is equipped with a management center. Solar energy batteries are made in the form of helioplastic panels or blinds of a dark color, equipped with a drive for adjusting their position, connected to a control center. Helium-absorbing panels can be made of flexible metal foil, one of the ends of which is mounted on a winding drum-drive equipped with an electric drive. The blinds can be made automatically adjustable of various lengths and combined into groups located at different spatial angles relative to each other with respect to the azimuthal direction to the south. The roof ridge of the helioconversion sections is made of composite materials. The overlap of the wind-guiding sections is made in the form of helium-converting sections fixed on the roof ridge and resting on intermediate supports of the bearing ropes, on which a translucent heat-insulating coating is mounted. The translucent heat-insulating coating of the wind-guiding sections can be made in the form of autonomous sections joined to each other in the working position and fixed to the bearing ropes by means of sliding joints, each of which is connected to a drive connected to a control center. Air intake devices contain water-air heat exchangers. In the wind-collecting sections, auxiliary open water bodies are additionally mounted. In the central part of the building there are open air intake openings, from which underground air channels depart, equipped with water-air heat exchangers and connected to the internal cavities of the air intake devices of the solar converting sections. A water-air heat exchanger can be made in the form of a water intake basin and an inlet water line located above it, the beginning of which is connected to an auxiliary open water reservoir at a depth below the level of its probable ice cover, and the end is placed in the underground air channel and is provided with openings in its lower part for free fall of water jets over the entire horizontal cross section of the air channel. The underground air channel can be located next to the greenhouse pond and is equipped with an additional water-air heat exchanger, the inlet and outlet water lines of which are connected to the greenhouse pond, and the heat exchanger is located in front of the exit of the underground air channel. The underground air channel can be located under the bottoms of the greenhouse ponds and auxiliary open reservoir. Each of the exits of the underground air channel is connected to the internal cavity of one or more air intake devices of the helioconversion sections.

Этот анализ позволяет сделать вывод о наличии новизны в заявленном устройстве. This analysis allows us to conclude that there is novelty in the claimed device.

Сравнение предложенного здания ветрогелиоэнергетической станции с другими известными техническими решениями того же назначения показывает, что его выполнение в плане из чередующихся ветронаправляющих и гелиопреобразующих секций, укрытых светопрозрачным теплоизолирующим материалом, снабжение секций аккумуляторами солнечной энергии, конструкция и способ установки таких аккумуляторов, устройство тепличных прудов в ограниченных теплоизолирующими светопрозрачными стенками участках здания, а также устройство дополнительных открытых вспомогательных водоемов в ветронаправляющих секциях, устройство подземных воздушных каналов с водно-воздушными теплообменниками и их конструктивное выполнение и связь с тепловыми прудами, а также конструктивное решение перекрытия ветронаправляющих секций позволяют повысить комплексное использование энергии солнечного тепла и приземных воздушных потоков, а также создать системы аккумуляторов тепла и его отбора для выработки энергии в холодное время года, в холодные дни и часы. Кроме того, создаются также условия для производства сельскохозяйственной продукции, в том числе рыбоводства и разведения в промышленных масштабах иной продукции прудового хозяйства, на площадях, занятых зданием ветрогелиоэнергетической станции. В здании конструктивно и технологически соединяются два энергетических потока: концентрированного естественного ветра и нагретого воздуха в замкнутом гелиопреобразующем пространстве, при этом энергия естественного ветра после уплотнения его в пространстве ветронаправляющей секции не просто суммируется с энергией потока нагретого воздуха из замкнутого пространства гелиопреобразующей секции, но значительно ускоряет движение нагретого воздуха, что в свою очередь дополнительно усиливает тягу в вытяжной трубе. Comparison of the proposed building of a wind and solar power station with other well-known technical solutions of the same purpose shows that it is carried out in plan from alternating wind guiding and solar converting sections covered with translucent heat-insulating material, supplying sections with solar energy batteries, the design and method of installing such batteries, the arrangement of greenhouse ponds in limited heat-insulating translucent walls of the building sections, as well as additional device open x auxiliary reservoirs in the wind-guiding sections, the arrangement of underground air channels with water-air heat exchangers and their constructive implementation and connection with thermal ponds, as well as the constructive solution of blocking the wind-guiding sections, can increase the integrated use of solar heat and surface air flows, as well as create battery systems heat and its selection for energy production in the cold season, on cold days and hours. In addition, conditions are also being created for the production of agricultural products, including fish farming and the industrial scale cultivation of other pond products, in the areas occupied by the building of a wind and solar power station. Two energy flows are connected constructively and technologically in the building: concentrated natural wind and heated air in a closed helioconversion space, while the energy of natural wind after compaction in the space of the wind guide section is not only summed up with the energy of the heated air stream from the closed space of the helioconversion section, but it significantly accelerates movement of heated air, which in turn enhances traction in the exhaust pipe.

Использование тепловой энергии незамерзающих объемов воды, расположенных в ветронаправляющих секциях открытых водоемов, является эффективным средством увеличения выработки электроэнергии в северных районах (для этих целей может быть использована вода северных рек, морей и озер). Глубина таких водоемов должна составлять 10-20 м. Замерзание поверхности водоемов в ветронаправляющих секциях здания связано с большим тепловыделением фазового перехода воды в лед. Эти крупные тепловыделения утилизируются, повышая тягу в воздухоотводящей трубе. Эти водоемы, в случае заполнения их морской водой, могут использоваться в зимнее время для производства товарного льда и извлечения из остающейся рапы многих ценных продуктов. The use of thermal energy of non-freezing water volumes located in the wind-guiding sections of open reservoirs is an effective means of increasing the generation of electricity in the northern regions (water of northern rivers, seas and lakes can be used for these purposes). The depth of such ponds should be 10-20 m. The freezing of the surface of ponds in the wind-guiding sections of the building is associated with a large heat release of the phase transition of water into ice. These large heat releases are utilized, increasing traction in the exhaust pipe. These reservoirs, if filled with sea water, can be used in winter to produce marketable ice and extract many valuable products from the remaining brine.

Таким образом, предложенное здание ветрогелиоэнергетической установки превышает известный уровень техники и позволяет решить поставленную перед изобретением задачу. Thus, the proposed building wind turbine installation exceeds the prior art and allows us to solve the problem posed by the invention.

Помимо указанных положительных эффектов, предложенное техническое решение создает условия для улучшения среды обитания человека за счет устранения загрязнения атмосферы продуктами сжигания топлива. Снижается себестоимость производства экологически чистых продуктов питания, производимых на технологических площадях здания: на овощных плантациях, фруктовых садах и агропромышленных производствах, а также прудах и открытых водоемах, размещенных под светопроницаемым теплоизолирующим покрытием здания станции. In addition to these positive effects, the proposed technical solution creates the conditions for improving the human environment by eliminating air pollution from fuel combustion products. The cost of production of environmentally friendly food products produced on the technological areas of the building is reduced: on vegetable plantations, orchards and agricultural industries, as well as ponds and open reservoirs located under the translucent heat-insulating coating of the station building.

Изобретение поясняется на примере его выполнения. На чертежах изображено:
- на фиг.1 - здание ветрогелиоэнергетической станции в плане;
- на фиг.2 - схема формирования воздушного и ветрового потоков;
- на фиг.3 - фрагмент ветронаправляющего участка здания;
- на фиг.4 - схема подземного воздушного канала;
- на фиг.5 - водно-воздушный теплообменник.
The invention is illustrated by the example of its implementation. The drawings show:
- figure 1 - the building of a wind power station in the plan;
- figure 2 is a diagram of the formation of air and wind flows;
- figure 3 is a fragment of the wind-guiding section of the building;
- figure 4 is a diagram of an underground air channel;
- figure 5 - water-air heat exchanger.

В плане здание ветрогелиоэнергетической станции выполнено в виде лучей, представляющих собой гелиопреобразующие секции 1 и содержащих гелиопреобразующие поверхности (не показано), расходящиеся от центра здания к периферии. Между лучами расположены ветронаправляющие секции 2. В представленном на чертежах варианте здание имеет четыре гелиопреобразующие секции, однако их количество может быть и большим: более эффективным является здание с пятью-шестью гелиопреобразующими секциями 1. Торцы гелиопреобразующих секций ограничены светопрозрачными теплоизолирующими стенками 3. Кровля 4 гелиопреобразующих секций выполнена с большим уклоном относительно вертикальных продольных стенок 5. И кровля 4, и стенки 5 образованы также из светопрозрачного теплоизолирующего материала. Кровли 4 каждой секции выполнены наклонными от вытяжной трубы к периферии из светопрозрачного теплоизолирующего материала. Конек 6 кровель 4 выполнен из композитных материалов. Выполнение гелиопреобразующих секций 1 вытянутыми в высоту, сравнимую с их шириной, необходимо для самообрушения снега с кровли и для развития объема ветронаправляющего пространства смежных секций. В центре здании коньки 6 кровли 4 примыкают к горловине вытяжной трубы 7, которая служит местом установки ветротурбины 8 с вертикальным валом, перед которой расположена входная полость 9. К горловине примыкают перекрытия 10 ветронаправляющих секций 2. Перекрытия 10 смонтированы посредством несущих канатов 11, натянутых между коньками 6 смежных гелиопреобразующих секций, и дополнительно удерживаются промежуточными опорами 12. Перекрытия 10 образованы из отдельных участков 13, выполненных из светопрозрачного теплоизолирующего материала, состыкованных между собой боковыми сторонами и установленных с возможностью перемещения вдоль канатов 11 под воздействием приводов 14, связанных с компьютерным центром (на чертежах не показан) здания. Приводы 14 служат для образования временных проемов в потолках для стряхивания вниз накапливающегося снега в период снегопада. Примыкающий к входной полости 9 участок ветронаправляющих секций 2 замыкается ветронаправляющими поверхностями 15, образованными также из светопрозрачного теплоизолирующего материала. Поскольку ветронаправляющие поверхности 15 испытывают большую нагрузку от воздействия концентрированного ветрового потока, они имеют прочный несущий каркас и снабжены с внутренней стороны сеткой из капроновых или стеклянных нитей (на чертежах не показано). In plan, the building of a wind and solar power station is made in the form of beams, which are helium-converting sections 1 and containing helium-converting surfaces (not shown), diverging from the center of the building to the periphery. Between the beams there are wind-guiding sections 2. In the embodiment shown in the drawings, the building has four helium-converting sections, but their number can be large: a building with five to six helium-transforming sections is more efficient 1. The ends of the heli-transforming sections are limited by translucent heat-insulating walls 3. The roof is 4 of helioconverting sections made with a large slope relative to the vertical longitudinal walls 5. And the roof 4, and the walls 5 are also formed of translucent heat-insulating material. The roofs 4 of each section are made inclined from the exhaust pipe to the periphery of a translucent heat-insulating material. The ridge 6 of the roofs 4 is made of composite materials. The implementation of heliotransforming sections 1 elongated in height, comparable with their width, is necessary for self-collapse of snow from the roof and for the development of the volume of the wind-guiding space of adjacent sections. In the center of the building, the skates 6 of the roof 4 are adjacent to the neck of the exhaust pipe 7, which serves as the installation site for the wind turbine 8 with a vertical shaft, in front of which the inlet cavity 9 is located. The neck is adjoined by the overlap 10 of the wind-guiding sections 2. The overlap 10 is mounted by means of load-bearing ropes 11 stretched between skates of 6 adjacent helium converting sections, and are additionally held by intermediate supports 12. Overlappings 10 are formed from separate sections 13 made of translucent heat-insulating material, jointly interconnected by the sides and installed with the possibility of movement along the ropes 11 under the influence of the drives 14 connected to the computer center (not shown) of the building. Drives 14 are used to form temporary openings in the ceilings to shake down the accumulated snow during the snowfall. Adjacent to the input cavity 9, the portion of the wind-guiding sections 2 is closed by the wind-guiding surfaces 15, also formed of a translucent heat-insulating material. Since the wind-guiding surfaces 15 are heavily loaded by the concentrated wind flow, they have a strong supporting frame and are equipped on the inside with a mesh of nylon or glass filaments (not shown in the drawings).

Вертикальные продольные стенки 5 гелиопреобразующих секций 1 накрыты со стороны ветронаправляющих секций 2 дополнительными стенками 16, установленными с тем же наклоном, что и кровля 4, и выполненными из светопрозрачного теплоизолирующего материала. Чтобы ориентированному вверх (в сторону входной полости 9) ветропотоку придать плавный поворот к центру, на кровлях 4 установлены криволинейные направляющие стенки 17. The vertical longitudinal walls 5 of the heliotransforming sections 1 are covered from the side of the wind-guiding sections 2 with additional walls 16 installed with the same slope as the roof 4, and made of translucent heat-insulating material. In order to give the wind flow oriented upward (towards the entrance cavity 9) to give a smooth rotation to the center, curved guide walls 17 are installed on the roofs 4.

Под ветронаправляющими поверхностями 15 и дополнительными стенками 16 размещены тепличные пруды 18 и 19, образующие между каждой парой смежных гелиопреобразующих секций 1 единый П-образный тепличный пруд. Эти тепличные пруды в здании связаны между собой каналами 20, берущими начало от воздухозаборных устройств 21, расположенных в углах стыков вертикальных продольных стенок 5 и торцевых стенок 3. Пространство между продольными стенками 5 и наклонными поверхностями 16 является общим для гелиопреобразующих секций 1 и ветронаправляющих секций 2. Under the wind-guiding surfaces 15 and additional walls 16 there are greenhouse ponds 18 and 19, forming 1 single U-shaped greenhouse pond between each pair of adjacent helium converting sections. These greenhouse ponds in the building are interconnected by channels 20 originating from air intake devices 21 located at the corners of the joints of the vertical longitudinal walls 5 and end walls 3. The space between the longitudinal walls 5 and the inclined surfaces 16 is common for helium-converting sections 1 and wind-guiding sections 2 .

Ветронаправляющие секции 2 содержат, кроме тепличных прудов 19, вспомогательные открытые водоемы 22. В центральной части здания расположены открытые воздухозаборные проемы 23, от которых отходят подземные воздушные каналы 24, скомпонованные с водно-воздушными теплообменниками 25 и 26, расположенными по пути движения воздуха рядом с водными объемами тепличных 18, 19 и открытых 22 водоемов к выходным проемам 27, соединенным с внутренними полостями воздухозаборных устройств 21. Вспомогательный открытый водоем 22 связан тепловым контактом через подводящую водную магистраль 28 с движущимся воздушным потоком в подземном воздушном канале 24 посредством струй и брызг воды 29, свободно падающих в водоприемный бассейн 30, ограниченный корпусом 31 воздушного канала 24, и примыкает к стене, за которой расположена часть объема воды вспомогательного открытого водоема 22. Отводящая водная магистраль 32 служит для отвода воды из водоприемного бассейна 30 во вспомогательный открытый водоем 22. Дальнейший подогрев воздуха может осуществляться в гелиопреобразующих секциях 1, откуда он поступает в ветротурбину 8, а через нее - в вытяжную трубу 33. Для дополнительного сосредоточения тепловой энергии в гелиопреобразующих секциях 1 установлены вертикально расположенные гелиопоглощающие полотнища 34. Аналогичные гелиопоглощающие полотнища установлены также в ветронаправляющих секциях 2 для предварительного подогрева ветропотока, который смешивается с нагретым воздушным потоком в воздухоотводящей трубе 33, увеличивая силу воздействия на ветротурбину 8. The wind guide sections 2 contain, in addition to the greenhouse ponds 19, auxiliary open water bodies 22. In the central part of the building are open air intake openings 23, from which underground air channels 24, arranged with water-air heat exchangers 25 and 26, located along the air flow path next to water volumes of hothouse 18, 19 and open 22 reservoirs to outlet openings 27 connected to internal cavities of air intake devices 21. Auxiliary open reservoir 22 is connected by thermal contact through the root The draw water line 28 with a moving air stream in the underground air channel 24 by means of jets and splashes of water 29 freely falling into the water intake pool 30, limited by the housing 31 of the air channel 24, and adjoins the wall, behind which there is a part of the volume of water of the auxiliary open reservoir 22. The discharge water line 32 is used to divert water from the intake basin 30 to the auxiliary open pond 22. Further heating of the air can be carried out in helioconversion sections 1, from where it enters the wind turbine inu 8, and through it into the exhaust pipe 33. For additional concentration of thermal energy in the helioconversion sections 1, vertically arranged helioplastic panels 34 are installed. Similar helioplastic panels are also installed in the wind guide sections 2 for preheating the wind flow, which is mixed with the heated air stream into the air outlet the pipe 33, increasing the force on the wind turbine 8.

Подача воздуха к ветротурбине 8 в здании происходит следующим образом. Солнечные лучи проникают через светопрозрачный теплоизолирующий материал, из которого выполнены кровля 4, вертикальные продольные стенки 5 и торцевые стенки 3 гелиопреобразующих секций 1, внутрь гелиопреобразующих секций, где солнечная лучевая энергия преобразуется в тепловую. Это преобразование происходит на гелиопреобразующих поверхностях, размещенных внутри секций 1. Воздух в гелиопреобразующие секции 1 поступает через открытый воздухозаборный проем 23, нагревается на водной гелиопреобразующей поверхности канала 20, на грунтовой поверхности с культивированной растительностью на ней, находящейся под светопрозрачным теплоизолирующим материалом, а также от технологического оборудования, которое по своим технологическим особенностям является дополнительным теплогенератором, выделяющим тепловую энергию, если оно размещено в гелиопреобразующей секции, а также на вертикальных гелиопоглощающих полотнищах 34, выполненных в виде занавесей или жалюзей, подвешенных на различных уровнях к кровле 4 и стенкам 3 и 5 или выдвигающихся снизу посекционно. The air supply to the wind turbine 8 in the building is as follows. The sun's rays penetrate through a translucent heat-insulating material, from which the roof 4, vertical longitudinal walls 5 and end walls 3 of the helioconversion sections 1 are made, inside the helioconversion sections, where the solar radiation energy is converted into heat. This conversion takes place on helioconverting surfaces located inside sections 1. Air enters the helioconverting sections 1 through an open air inlet 23, is heated on an aqueous helioconversion surface of channel 20, on a soil surface with cultivated vegetation on it, located under a translucent heat-insulating material, as well as from technological equipment, which in its technological features is an additional heat generator emitting thermal energy, e if it is located in the helioconverting section, as well as on vertical helioplastic panels 34, made in the form of curtains or blinds, suspended at various levels from the roof 4 and walls 3 and 5 or advanced sectionally from below.

Кроме того, солнечные лучи преобразуются в тепловую энергию на компонентах, входящих в ветронаправляющие секции 2:
- тепличные пруды 18 и 19, для которых светопрозрачной теплоизолирующей кровлей являются ветронаправляющие поверхности 15 и наклонные поверхности 16 и которые взаимосвязаны воздушными полостями и по водной среде с гелиопреобразующими секциями 1 и между собой;
- вспомогательные открытые водоемы 22;
- гелиопоглощающие полотнища 34.
In addition, the sun's rays are converted into thermal energy on the components included in the wind guide sections 2:
- greenhouse ponds 18 and 19, for which the translucent heat-insulating roof is wind-guiding surfaces 15 and inclined surfaces 16 and which are interconnected by air cavities and in the aquatic environment with helioconversion sections 1 and with each other;
- auxiliary open reservoirs 22;
- helioplastic panels 34.

Вспомогательные открытые водоемы 22 служат аккумуляторами тепловой энергии, которую они накапливают в летний период и отдают в полезное использование благодаря наличию теплоизолирующих потолков 10 весь осенне-зимний период, в том числе и при замерзании их поверхности, т.к. при фазовом переходе воды в лед выделяется около 80 ккал тепла с каждого килограмма воды при температуре 0 градусов Цельсия. Auxiliary open water reservoirs 22 serve as accumulators of thermal energy, which they accumulate in the summer and return to useful use due to the presence of heat-insulating ceilings 10 throughout the autumn-winter period, including when their surface freezes, because during the phase transition of water into ice, about 80 kcal of heat is released from each kilogram of water at a temperature of 0 degrees Celsius.

Основным гелиотеплопреобразователем, особенно в северных регионах в более холодной половине года, являются поверхности вертикальных гелиопоглощающих полотнищ 34. В период восхода и заката солнца гелиопоглощающие полотнища опущены максимально вниз (или выдвинуты максимально вверх - в зависимости от конструктивного решения): они поднимаются по мере подъема солнца над горизонтом, например, путем наматывания на горизонтально расположенные барабаны (на чертежах не показаны). Эти барабаны могут поворачиваться вокруг вертикальной оси, отслеживая положение солнца относительно направления восток-запад. В случае выполнения гелиопоглощающих полотнищ 34 в виде жалюзей принцип поворота их относительно направления восток-запад сохраняется. В другом случае они могут быть распределены по группам, каждой из которых задано соответствующее положение относительно направления восток-запад. The main solar thermal converter, especially in the northern regions in the colder half of the year, are the surfaces of vertical solar absorbent panels 34. During sunrise and sunset, the solar absorbent panels are lowered as much as possible (or extended as far as possible, depending on the design solution): they rise as the sun rises above the horizon, for example, by winding on horizontally located drums (not shown in the drawings). These drums can rotate around a vertical axis, tracking the position of the sun relative to the east-west direction. In the case of making solar-absorbing panels 34 in the form of blinds, the principle of their rotation relative to the east-west direction is maintained. In another case, they can be divided into groups, each of which is given a corresponding position relative to the east-west direction.

Если здание имеет, как в приведенном примере, четыре гелиопреобразующих секции 1 длиной каждая по 1000 м и высотой 100 м, то в нем может быть размещено около 400 тыс. м2 вертикальных гелиопоглощающих полотнищ 34. Еще большая поверхность их может быть размещена в ветронаправляющих секциях 2, при расположении таких полотнищ в шахматном порядке по всему объему секции. Гелиопоглощающие полотнища 34 могут быть выполнены в виде узких полос-лент, что упрощает движение ветропотока. В предложенном варианте здания на них может выделяться более 50 тыс. кВт в осредненном по году значении.If the building has, as in the above example, four helium-converting sections 1 each 1000 m long and 100 m high, then about 400 thousand m 2 of vertical helium-absorbing panels 34 can be placed in it. An even larger surface of them can be placed in the wind-guiding sections 2, when such panels are staggered throughout the volume of the section. Helium-absorbing panels 34 can be made in the form of narrow strips, which simplifies the movement of the wind flow. In the proposed version of the building, more than 50 thousand kW can be allocated to them in the year-averaged value.

Ветер, поступающий в периферийные проемы в ветронаправляющих секциях 2, концентрируется к центру вдоль поверхностей стенок 5 и кровель 4 гелиопоглощающих секций 1, увеличивая свою объемную мощность. При этом ветронаправляющие поверхности 15 и наклонные поверхности 16 ориентируют при движении нижние слои ветропотока к подъему на уровень входной полости 9 ветротурбины 8, а в случае бокового ветра отражающие криволинейные направляющие стенки 17 вместе с подъемом нижних слоев ветропотока ориентируют их в направлении к ветротурбине 8. Удельное энергосодержание ветропотока при входе в ветротурбину увеличивается 8 в 5-7 раз по сравнению с состоянием у периферийного входного проема ветронаправляющих секций 2. При прохождении через ветротурбину 8 ветропоток, посредством инжекционного воздействия на поток нагретого воздуха в гелиопоглощающих секциях 1, производит вторичное, опосредованное воздействие на ветротурбину 8, что дополнительно увеличивает выработку электроэнергии. В предложенном варианте здания при скорости ветра 8 м/с энергетическая компонента концентрированного ветропотока превысит 50 тыс. кВт. The wind entering the peripheral openings in the wind-guiding sections 2, is concentrated to the center along the surfaces of the walls 5 and the roofs 4 of the heliopads sections 1, increasing its volumetric power. At the same time, the wind-guiding surfaces 15 and the inclined surfaces 16 orient the lower layers of the wind flow when they move to the level of the input cavity 9 of the wind turbine 8, and in the case of lateral wind, the reflecting curved guide walls 17 along with the rise of the lower layers of the wind stream orient them in the direction of the wind turbine 8. the energy content of the wind flow at the entrance to the wind turbine increases 8 5-7 times compared with the state of the peripheral inlet opening of the wind-guiding sections 2. When passing through the wind turbines in 8, the wind flow, through an injection effect on the heated air stream in the helioplastic sections 1, produces a secondary, indirect effect on the wind turbine 8, which further increases the generation of electricity. In the proposed version of the building at a wind speed of 8 m / s, the energy component of the concentrated wind flow will exceed 50 thousand kW.

Одновременно под воздействием воздухозаборных устройств 21 атмосферный воздух в случае его отрицательной температуры через открытый воздухозаборный проем 23 подземного воздушного канала 24 предварительно нагревается до 0 градусов Цельсия, проходя через водно-воздушный теплообменник 25 и подвергаясь воздействию падающих струй воды 29, которая поступает по водной магистрали 28 из незамерзающих объемов воды вспомогательных открытых водоемов 22. К моменту достижения поверхности воды в водоприемном бассейне 30 падающие струи воды приобретают температуру 0 градусов Цельсия и находятся недалеко от порога фазового перехода в состояние льда. Эта вода из водоприемного бассейна 30 сразу же отводится в вспомогательный открытый водоем 22, где температура составляет 4 градуса Цельсия, и за счет конвективного процесса температура отработанной воды восстанавливается до 4 градусов Цельсия. Чтобы энергетического запаса вспомогательного открытого водоема 22 хватало на 6-7 месяцев непрерывной работы (в холодный период года) с передачей тепловой энергии в движущийся воздушный поток в количестве 100 тыс. кВт, необходимый объем вспомогательного открытого водоема 22 должен составлять 5 млн. м3 воды. Значительный резерв составляет тепловая энергия земли, тепло которой у днища водоема 22 передается его воде. Если же вспомогательный открытый водоем 22 связан с естественным источником воды с температурой 4 градуса Цельсия водной магистралью 28, то размер водоема может быть относительно небольшой, примерно на 200-300 тыс. м3 воды. При этом от естественного источника незамерзающей воды (море или крупная река) ежеминутно должен поступать объем воды около 30 куб. м3.At the same time, under the influence of air intake devices 21, atmospheric air in the case of a negative temperature through the open air intake opening 23 of the underground air channel 24 is preheated to 0 degrees Celsius, passing through a water-air heat exchanger 25 and exposed to falling jets of water 29, which enters the water main 28 from non-freezing water volumes of auxiliary open reservoirs 22. By the time the water surface reaches the water intake basin 30, the falling water jets acquire t temperature 0 degrees Celsius and are located near the threshold of the phase transition to ice. This water from the intake basin 30 is immediately diverted to the auxiliary open pond 22, where the temperature is 4 degrees Celsius, and due to the convective process, the temperature of the wastewater is restored to 4 degrees Celsius. In order for the energy supply of auxiliary open water reservoir 22 to last for 6-7 months of continuous operation (in the cold season) with the transfer of thermal energy to the moving air stream in the amount of 100 thousand kW, the required volume of auxiliary open water reservoir 22 should be 5 million m 3 of water . A significant reserve is the thermal energy of the earth, whose heat at the bottom of the reservoir 22 is transferred to its water. If the auxiliary open reservoir 22 is connected with a natural source of water with a temperature of 4 degrees Celsius by the water main 28, then the size of the reservoir can be relatively small, approximately 200-300 thousand m 3 of water. At the same time, from a natural source of non-freezing water (sea or large river), a volume of water of about 30 cubic meters must flow every minute. m 3 .

Далее нагретый до 0 градусов воздушный поток проходит второй каскад подогрева: через водно-воздушный теплообменник 26, отличие которого от первого каскада заключается в том, что вода в него поступает из тепличного пруда 19. Температура его воды составляет около 20 градусов Цельсия, и воздух подогревается за счет воды этого пруда до температуры выше 10 градусов Цельсия. Тепличные пруды 19 играют роль теплоаккумуляторов и содержат участки подогрева воды, получаемой посредством электрической энергии в период повышения скорости естественного ветра до 10 м/с и выше. Тепличное пруды 19 могут иметь специальные нагревательные бассейны с периодическим обменом воды. Then, the air flow heated to 0 degrees passes through the second heating stage: through the air-water heat exchanger 26, the difference of which from the first stage is that water enters it from the greenhouse pond 19. Its water temperature is about 20 degrees Celsius, and the air is heated due to the water of this pond to a temperature above 10 degrees Celsius. Hothouse ponds 19 play the role of heat accumulators and contain sections for heating water obtained by electric energy during the increase in the speed of natural wind to 10 m / s and above. Greenhouse ponds 19 may have special heating pools with periodic water exchange.

Дополнительно подогретый до температуры 10-20 градусов Цельсия в водно-воздушных теплообменниках 26 воздушный поток по подземному каналу поступает к выходным проемам 27, которые расположены в периферийных зонах гелиопреобразующих секций 1 и подключены к внутренней полости воздухозаборных устройств 21. Каждое из таких устройств имеет свой исполнительный орган (на чертежах не показан), который засасывает атмосферный воздух через открытый воздухозаборный проем 23 подземного воздушного канала 24. Этот исполнительный орган может быть выполнен в виде электровоздухонасоса, однако более эффективной является схема порционной подачи воздуха с частотой около 1 Гц: для этого могут применяться колебательные системы с периодическим открыванием и закрыванием выходных проемов 27 подземного воздушного канала 24. Из воздухозаборного устройства 21 нагретый до температуры 10-20 градусов Цельсия воздушный поток большей частью направляется по воздушному каналу, расположенному над тепличным каналом 20, а частично направляется в открытое пространство гелиопреобразующих секций 1, где дополнительно нагревается в процессе продвижения к входной полости 9 ветротурбины 8. Большая часть воздушного потока, проходя по воздухопроводу над тепличным каналом 20, дополнительно подогревается и насыщается влагой в струях падающей воды, которая предварительно проходит под гелиопоглощающей поверхностью и дополнительно нагревается (на чертежах не показано). Additionally heated to a temperature of 10-20 degrees Celsius in the air-water heat exchangers 26, the air flow through the underground channel enters the outlet openings 27, which are located in the peripheral zones of the heliotransformation sections 1 and connected to the internal cavity of the air intake devices 21. Each of these devices has its own executive an organ (not shown in the drawings) that draws in atmospheric air through an open air intake opening 23 of the underground air channel 24. This actuator can be made in as an electric air pump, however, a portioned air supply circuit with a frequency of about 1 Hz is more effective: for this, oscillatory systems with periodic opening and closing of the outlet openings 27 of the underground air channel 24 can be used. From the intake device 21, the air flow is heated to a temperature of 10-20 degrees Celsius for the most part directed through the air channel located above the greenhouse channel 20, and partially directed into the open space of the helioconversion sections 1, where additionally heats up in the process of moving to the inlet cavity 9 of the wind turbine 8. Most of the air flow passing through the air duct above the hothouse channel 20 is additionally heated and saturated with moisture in the jets of falling water, which previously passes under the helioplastic surface and is additionally heated (not shown in the drawings).

Далее воздушный поток проходит окончательные ступени нагрева в гелиопреобразующих секциях 1 и поступает в ветротурбину 8 и далее - в вытяжную трубу 33. Благодаря температуре нагретого воздуха и скорости концентрированного ветропотока, во взаимодействии их с энергетической средой над вытяжной трубой 33, тяга в вытяжной трубе 33 увеличивается, создавая дополнительный энергетический потенциал для выработки электроэнергии. При высоте вытяжной трубы 33 в 500 м этот дополнительный энергетический потенциал может превышать 150 тыс. кВт. Further, the air flow passes through the final heating stages in the helioconversion sections 1 and enters the wind turbine 8 and then into the exhaust pipe 33. Due to the temperature of the heated air and the speed of the concentrated wind flow, in interaction with the energy medium above the exhaust pipe 33, the draft in the exhaust pipe 33 increases creating additional energy potential for generating electricity. With a chimney height 33 of 500 m, this additional energy potential may exceed 150 thousand kW.

Предложенное здание ветрогелиоэнергетической станции, сооруженное в северных регионах России, на побережье северных морей и озер, в Республике Беларусь, позволяет создавать мощные гелиоэнергетические комплексы на 20-50 и более тыс. кВт. The proposed building of a wind and solar power station, built in the northern regions of Russia, on the coast of the northern seas and lakes, in the Republic of Belarus, allows you to create powerful solar energy complexes of 20-50 or more thousand kW.

Claims (16)

1. Здание ветрогелиоэнергетической станции, содержащее укрытую светопрозрачным материалом гелиопоглощающую поверхность, соединенную воздуховодом с вытяжной трубой, в устье которой смонтирована ветротурбина, отличающееся тем, что гелиопоглощающие поверхности образуют секции, выполненные в виде расходящихся от центра здания к периферии лучей, между концами которых и вытяжной трубой расположены ветронаправляющие секции, перекрытые также светопрозрачным теплоизолирующим материалом, причем в гелиопреобразуюших и ветронаправляющих секциях размещены воздухозаборные устройства и смонтированы аккумуляторы солнечной энергии, при этом гелиопреобразующие секции отделены от ветронаправляющих секций сочлененными по верхней грани продольной вертикальной и наклонной стенками из светопрозрачного теплоизолирующего материала, а в ветронаправляющих секциях в устье вытяжной трубы под ветротурбиной смонтированы криволинейные ветронаправляющие поверхности, причем на кровле гелиопреобразующих секций, выполненной с коньком, наклоненным от вытяжной трубы к периферии здания, в зоне примыкания к вытяжной трубе установлены криволинейные направляющие стенки. 1. The building of a wind and solar power station, containing a solar-absorbing surface covered by a translucent material, connected by an air duct to an exhaust pipe, in the mouth of which a wind turbine is mounted, characterized in that the solar-absorbing surfaces form sections made in the form of rays diverging from the center of the building to the periphery, between the ends of which and the exhaust the wind-guiding sections are located in the pipe, which are also covered by a translucent heat-insulating material, moreover, in heli-transforming and wind-guiding ce The air intake devices and solar energy accumulators are mounted in the sections, while the solar converting sections are separated from the wind guide sections articulated along the upper edge of the longitudinal vertical and inclined walls from translucent heat-insulating material, and in the wind guide sections at the mouth of the exhaust pipe under the wind turbine, curved surfaces are mounted on the curved surface helium-converting sections made with a ridge inclined from the exhaust pipe to the periphery of the building, in the adjoining zone to the exhaust pipe has curved guide walls. 2. Здание ветрогелиоэнергетической станции по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено тепличными прудами, одни из которых расположены между продольными вертикальными и наклонными стенками, отделяющими гелиопреобразующие и ветронаправляющие секции, а другие - под криволинейными ветронаправляющими поверхностями, смонтированными в устье вытяжной трубы, причем пруды связаны друг с другом каналами. 2. The building of a wind power station according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with greenhouse ponds, some of which are located between longitudinal vertical and inclined walls separating the solar converting and wind-guiding sections, and others under curved wind-guiding surfaces mounted at the mouth of the exhaust pipe moreover, the ponds are connected to each other by channels. 3. Здание ветрогелиоэнергетической станции по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено управляющим центром. 3. The building of a wind power station according to claim 1, characterized in that it is equipped with a control center. 4. Здание ветрогелиоэнергетической станции по п.1 или 3, отличающееся тем, что аккумуляторы солнечной энергии выполнены в виде гелиопоглощающих полотнищ или жалюзей темного цвета, снабженных приводом регулировки их положения, соединенным с управляющим центром. 4. The building of a wind power station according to claim 1 or 3, characterized in that the solar energy accumulators are made in the form of helioplastic panels or blinds of a dark color, equipped with a drive for adjusting their position, connected to a control center. 5. Здание ветрогелиоэнергетической станции по п.4, отличающееся тем, что гелиопоглощающие полотнища выполнены из гибкой металлической фольги, один из концов которой закреплен на снабженном электроприводом наматывающем барабане-накопителе. 5. The building of a wind and solar power station according to claim 4, characterized in that the solar-absorbing panels are made of flexible metal foil, one of the ends of which is mounted on a winding drum-drive equipped with an electric drive. 6. Здание ветрогелиоэнергетической станции по п.5, отличающееся тем, что жалюзи выполнены автоматически регулируемыми различной длины и объединены в группы, расположенные под отличающимися друг от друга пространственными углами относительно азимутального направления на юг. 6. The building of a wind power station according to claim 5, characterized in that the blinds are automatically adjustable of different lengths and are combined into groups located at different spatial angles relative to the azimuthal direction to the south. 7. Здание ветрогелиоэнергетической станции по п.1, отличающееся тем, что конек кровли гелиопреобраэующих секций выполнен из композитных материалов. 7. The building of a wind power station according to claim 1, characterized in that the ridge of the roof of the solar conversion sections is made of composite materials. 8. Здание ветрогелиоэнергетической станции по п.1, отличающееся тем, что перекрытие ветронаправляющих секций закреплено на верхней части кровли гелиопреобразующих секций и опирается на промежуточные опоры несущих канатов. 8. The building of a wind power station according to claim 1, characterized in that the overlap of the wind-guiding sections is fixed on the upper part of the roof of the heliotransformation sections and rests on the intermediate supports of the bearing ropes. 9. Здание ветрогелиоэнергетической станции по п.3 или 8, отличающееся тем, что светопроницаемое теплоизолирующее покрытие ветронаправляющих секций выполнено в виде автономных участков, состыкованных друг с другом в рабочем положении и закрепленных к несущим канатам посредством скользящих соединений, причем каждый из участков связан с приводом, соединенным с управляющим центром. 9. The building of a wind and solar power station according to claim 3 or 8, characterized in that the translucent heat-insulating coating of the wind-guiding sections is made in the form of autonomous sections joined to each other in the working position and fixed to the bearing ropes by means of sliding joints, each of which is connected to the drive connected to the control center. 10. Здание ветрогелиоэнергетической станции по п.1, отличающееся тем, что воздухозаборные устройства содержат водно-воздушные теплообменники. 10. The building of a wind power station according to claim 1, characterized in that the air intake devices comprise water-air heat exchangers. 11. Здание ветрогелиоэнергетической станции по п.1, отличающееся тем, что в воздухоэаборных секциях дополнительно смонтированы вспомогательные открытые водоемы. 11. The building of a wind power station according to claim 1, characterized in that auxiliary open water bodies are additionally mounted in the air-intake sections. 12. Здание ветрогелиоэнергетической станции по п.1 или 10, отличающееся тем, что в центральной части здания расположены открытые воздухозаборные проемы, от которых отходят подземные воздушные каналы, снабженные водно-воздушными теплообменниками и соединенные с внутренними полостями воздухозаборных устройств гелиопреобразующих секций. 12. The building of a wind and solar power station according to claim 1 or 10, characterized in that in the central part of the building there are open air intake openings, from which underground air ducts are provided, equipped with water-air heat exchangers and connected to the internal cavities of the air intake devices of the solar conversion sections. 13. Здание ветрогелиоэнергетической станции по п.1, или 10, или 12, отличающееся тем, что водно-воздушный теплообменник выполнен в виде водоприемного бассейна и расположенной над ним подводящей водной магистрали, начало которой соединено со вспомогательным открытым водоемом на глубине ниже уровня его вероятного ледяного покрова, а конец размещен в подземном воздушном канале и снабжен в нижней своей части отверстиями для свободного падения струй воды по всему горизонтальному поперечному сечению воздушного канала. 13. The building of a wind power station according to claim 1, or 10, or 12, characterized in that the air-water heat exchanger is made in the form of a water intake basin and a supply water line located above it, the beginning of which is connected to an auxiliary open water body at a depth below its probable level ice cover, and the end is placed in the underground air channel and provided in its lower part with openings for free fall of water jets over the entire horizontal cross section of the air channel. 14. Здание ветрогелиоэнергетической станции по п.1, или 10, или 12, отличающееся тем, что подземный воздушный канал расположен рядом с тепличным прудом и снабжен дополнительным водно-воздушным теплообменником, подводящая и отводящая водные магистрали которого соединены с тепличным прудом, причем теплообменник расположен перед выходом подземного воздушного канала. 14. The building of a wind power station according to claim 1, or 10, or 12, characterized in that the underground air channel is located next to the greenhouse pond and is equipped with an additional water-air heat exchanger, the inlet and outlet water lines of which are connected to the greenhouse pond, the heat exchanger being located before the exit of the underground air channel. 15. Здание ветрогелиоэнергетической станции по п.1, или 12, или 13, или 14, отличающееся тем, что подземный воздушный канал расположен под днищами тепличных прудов и вспомогательного открытого водоема. 15. The building of a wind and solar power station according to claim 1, or 12, or 13, or 14, characterized in that the underground air channel is located under the bottoms of greenhouse ponds and an auxiliary open reservoir. 16. Здание ветрогелиоэнергетической станции по п.1, или 10, или 12, отличающееся тем, что каждый из выходов подземного воздушного канала соединен с внутренней полостью одного или нескольких воздухозаборных устройств гелиопреобразующих секций. 16. The building of the wind power station according to claim 1, or 10, or 12, characterized in that each of the outputs of the underground air channel is connected to the internal cavity of one or more air intake devices of the solar conversion sections.
RU2001131522A 2001-11-23 2001-11-23 Building of wind-solar power station RU2214492C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001131522A RU2214492C2 (en) 2001-11-23 2001-11-23 Building of wind-solar power station

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001131522A RU2214492C2 (en) 2001-11-23 2001-11-23 Building of wind-solar power station

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001131522A RU2001131522A (en) 2003-08-27
RU2214492C2 true RU2214492C2 (en) 2003-10-20

Family

ID=31988518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001131522A RU2214492C2 (en) 2001-11-23 2001-11-23 Building of wind-solar power station

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2214492C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008123838A1 (en) * 2007-04-10 2008-10-16 Stanislav Ivanovich Gusak Method for operating a wind-driven powerplant and a wind-driven powerplant
EA014198B1 (en) * 2008-03-18 2010-10-29 Игорь Владимирович ПРУС Wind mill electric generating unit (variants)
RU2810849C1 (en) * 2023-04-19 2023-12-28 Василий Иванович Котельников Convectional solar-air energy plant

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
САРНАЦКИЙ Э.В., СЕЛИВАНОВ Н.П. Энергоактивные здания. - М.: Стройиздат, 1988, с.235-237, рис.5.70. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008123838A1 (en) * 2007-04-10 2008-10-16 Stanislav Ivanovich Gusak Method for operating a wind-driven powerplant and a wind-driven powerplant
EA014198B1 (en) * 2008-03-18 2010-10-29 Игорь Владимирович ПРУС Wind mill electric generating unit (variants)
RU2810849C1 (en) * 2023-04-19 2023-12-28 Василий Иванович Котельников Convectional solar-air energy plant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhou et al. A review of solar chimney power technology
US7757490B2 (en) Power generation from solar and waste heat
US20120138447A1 (en) Solar desalination system with solar-initiated wind power pumps
US8823197B2 (en) Diagonal solar chimney
CN108271580A (en) Heat-collection and heat-accumulation greenhouse
US7348685B2 (en) Method and apparatus for supplying fresh water and generating electricity by collected rainwater
CN102027869A (en) Method and equipment for carrying out air conditioning on natural environment by applying chimney type air guide tower
AU749858B2 (en) Greenhouse
GB2261705A (en) Air flow generating apparatus
RU2214492C2 (en) Building of wind-solar power station
US4563248A (en) Solar distillation method and apparatus
US20140342443A1 (en) PHOTO-BIOREACTOR (Algae Greenhouse-Dry Cooling Tower)
RU2199703C2 (en) Power complex
RU2760162C1 (en) Autonomous greenhouse with night heating and daytime ventilation using solar energy
RU2489850C1 (en) Stand-alone fish-breeding unit
CN208047486U (en) Heat-collection and heat-accumulation greenhouse
US8115332B2 (en) Solar-initiated wind power generation system
WO2012007705A1 (en) Phase change turbine incorporating carrier fluid
RU2344354C1 (en) Water-based helium heat reclaim unit for helium thermal power stations
CN1168447A (en) Globally networked hot mountain wind and solar energy power generation and artificial weather regulating technology
RU2773710C1 (en) Autonomous floating greenhouse complex
RU2267061C2 (en) Method of thermal conversion of solar power
RU2200915C2 (en) Method for constructing powerful solar plants
CN219586889U (en) Dome type double-layer transparent low-energy consumption climate-control house suitable for cold areas
AU2017100315A4 (en) A multi-layered structural material for conversion of solar radiation to kinetic energy of fluids

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20081124