RU2251022C1 - Windmill electric generating plant - Google Patents

Windmill electric generating plant Download PDF

Info

Publication number
RU2251022C1
RU2251022C1 RU2003133163/06A RU2003133163A RU2251022C1 RU 2251022 C1 RU2251022 C1 RU 2251022C1 RU 2003133163/06 A RU2003133163/06 A RU 2003133163/06A RU 2003133163 A RU2003133163 A RU 2003133163A RU 2251022 C1 RU2251022 C1 RU 2251022C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wind
wind turbine
installation
energy
plant
Prior art date
Application number
RU2003133163/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.Н. Зазимко (RU)
В.Н. Зазимко
Original Assignee
Зазимко Вадим Николаевич
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 Зазимко Вадим Николаевич filed Critical Зазимко Вадим Николаевич
Priority to RU2003133163/06A priority Critical patent/RU2251022C1/en
Priority to PCT/RU2004/000064 priority patent/WO2005047694A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2251022C1 publication Critical patent/RU2251022C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/04—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels
    • F03D3/0409—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels surrounding the rotor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/04—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels
    • F03D3/0427—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels with converging inlets, i.e. the guiding means intercepting an area greater than the effective rotor area
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/007—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations the wind motor being combined with means for converting solar radiation into useful energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S10/00—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
    • H02S10/10—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power including a supplementary source of electric power, e.g. hybrid diesel-PV energy systems
    • H02S10/12—Hybrid wind-PV energy systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00—Application
    • F05B2220/70—Application in combination with
    • F05B2220/708—Photoelectric means, i.e. photovoltaic or solar cells
    • 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
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Abstract

FIELD: wind power engineering.
SUBSTANCE: invention relates to power engineering using renewable energy sources, namely to windmill electric generating plants with windmills whose wind turbine has vertical axle of rotation. Proposed plant contains wind wheel with blade wind turbine with vertical axle of rotation arranged inside guide-vane assembly with lower and upper covers, electric generator on upper end of wind turbine axle, energy accumulator and control unit. Plant contains additionally light energy photoelectric converter whose photoelectric elements are installed on upper cover of guide-vane assembly, being coupled with energy accumulator.
EFFECT: increased power output of plant and its efficiency without increasing its overall dimensions and area of site and complication of electrical part of plant.
2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике, использующей возобновляемые источники энергии, а более конкретно к ветроэлектрическим установкам с ветродвигателями, ветровая турбина которых имеет вертикальную ось вращения. Наиболее успешно настоящее изобретение может быть использовано при применении ветроэнергетической установки в условиях ограниченности свободных площадей, например на крышах зданий или в передвижных энергетических установках.The invention relates to energy using renewable energy sources, and more particularly to wind turbines with wind engines, the wind turbine of which has a vertical axis of rotation. Most successfully, the present invention can be used when using a wind power installation in conditions of limited free space, for example on the roofs of buildings or in mobile power plants.

Из патента РФ № 1471756, опубликованного 30.10.94, известна ветроэнергетическая установка, в которой для интенсификации воздушного потока, поступающего на ветроагрегат, используется тепло солнечной энергии. Ветроустановка содержит установленное под углом поглощающее основание, расположенное над ним с образованием воздушной полости прозрачное покрытие, сообщенный с этой полостью рабочий канал и установленный в нем ветроагрегат. Установка дополнительно содержит оребренную поглощающую поверхность, размещенную в полости. Поглощающее основание снабжено чередующимися углублениями и выступами. Ребра со стороны основания ориентированы в направлении рабочего канала, а со стороны прозрачного покрытия имеют отражающее солнечное излучение покрытие. Покрытие может иметь пилообразный профиль. Ребра могут контактировать с поглощающим основанием и покрытием.From the patent of the Russian Federation No. 1471756, published on 10.30.94, a wind power installation is known in which the heat of solar energy is used to intensify the air flow entering the wind turbine. The wind turbine contains an absorbing base installed at an angle, a transparent coating located above it with the formation of an air cavity, a working channel in communication with this cavity and a wind turbine installed in it. The apparatus further comprises a finned absorbent surface located in the cavity. The absorbent base is provided with alternating recesses and protrusions. The ribs on the base side are oriented in the direction of the working channel, and on the transparent coating side they have a coating reflecting solar radiation. The coating may have a sawtooth profile. The ribs may come in contact with the absorbent base and coating.

Поглощающая поверхность нагревается солнечным излучением и нагревает воздух с двух сторон. Вследствие разности температур и давлений объема воздуха под прозрачным покрытием и в рабочем канале, создается мощный воздушный поток вдоль поглощающей поверхности и ее ребер, поступающий в рабочий канал. Из рабочего канала этот мощный поток воздуха поступает на ветроагрегат, который вырабатывает электроэнергию.The absorbing surface is heated by solar radiation and heats the air from two sides. Due to the difference in temperature and pressure of the air volume under the transparent coating and in the working channel, a powerful air stream is created along the absorbing surface and its ribs entering the working channel. From the working channel, this powerful stream of air enters the wind turbine, which generates electricity.

Такое решение обеспечивает повышение эффективности работы ветроагрегата. Однако для реализации такого решения требуется наличие больших дополнительных площадей. Установка сложна по конструкции, а ее работа эффективна только при наличии солнечного света.This solution provides increased efficiency of the wind turbine. However, the implementation of such a solution requires the presence of large additional areas. The installation is complex in design, and its work is effective only in the presence of sunlight.

Ближайшей по конструкции к заявляемому изобретению, и выбранной заявителем в качестве прототипа, является ветроэнергетическая установка по патенту РФ № 2168059, опубликованному 25.05.2001. Установка содержит ветровую турбину с вертикальной осью вращения, образованную из трех осесимметричных профилированных лопастей, соединенных верхней и нижней крышками, имеющими форму круга. Ветровая турбина расположена внутри воздухонаправляющего аппарата, представляющего из себя систему неподвижных осесимметричных направляющих створок в количестве 6-11 штук, закрепленных верхней и нижней крышками, и равномерно расположенными по окружности. Каждая из лопастей ветровой турбины представляет собой часть боковой поверхности цилиндра с образующей, параллельной оси вращения. Поперечное сечение каждой из направляющих створок имеет профиль в виде синусоиды. При этом внутренние и внешние кромки лопастей ветровой турбины ориентированы таким образом, чтобы обеспечить плавное перетекание потока воздуха с направляющих створок на лопасти ветровой турбины. К ветротурбине подключено общеизвестное внешнее устройство, вырабатывающее электроэнергию, например, в виде генератора постоянного тока, установленного на оси ветротурбины и связанного через блок управления с аккумулятором.Closest in design to the claimed invention, and selected by the applicant as a prototype, is a wind power installation according to the patent of the Russian Federation No. 2168059, published on 05.25.2001. The installation comprises a wind turbine with a vertical axis of rotation, formed of three axisymmetric profiled blades connected by upper and lower covers in the form of a circle. The wind turbine is located inside the air guide, which is a system of fixed axisymmetric guide flaps in the amount of 6-11 pieces, fixed by upper and lower covers, and evenly spaced around the circumference. Each of the blades of the wind turbine is a part of the side surface of the cylinder with a generatrix parallel to the axis of rotation. The cross section of each of the guide wings has a sinusoidal profile. In this case, the inner and outer edges of the blades of the wind turbine are oriented in such a way as to ensure a smooth flow of air from the guide flaps onto the blades of the wind turbine. A well-known external device that generates electricity is connected to the wind turbine, for example, in the form of a direct current generator mounted on the axis of the wind turbine and connected through the control unit to the battery.

При обтекании установки ветром направляющие створки направляют воздушный поток на вогнутую поверхность лопастей ветровой турбины, затеняя выпуклую поверхность лопастей. Поток воздуха после торможения на одной из лопастей турбины перетекает на другую, где еще раз тормозится. Таким образом обеспечивается высокая степень отдачи энергии воздушного потока ветровой турбине и преобразование его в электроэнергию.When the wind flows around the installation, the guide flaps direct the air flow to the concave surface of the blades of the wind turbine, obscuring the convex surface of the blades. The air flow after braking on one of the turbine blades flows to another, where it is again braked. This ensures a high degree of energy return of the air flow to the wind turbine and its conversion into electricity.

Однако работа установки, а именно ее мощность и эффективность работы, полностью зависит от наличия ветра и его силы.However, the operation of the installation, namely its power and operating efficiency, depends entirely on the presence of wind and its strength.

В основу настоящего изобретения была положена задача разработать ветроэнергетическую установку, которая была бы выполнена таким образом, чтобы обеспечивалось увеличение мощности установки и эффективности ее работы без увеличения габаритов установки и занимаемых ею площадей, а так же существенного усложнения ее электрической части.The basis of the present invention was the task of developing a wind power installation, which would be performed in such a way as to ensure an increase in the power of the installation and its efficiency without increasing the dimensions of the installation and the space occupied by it, as well as significantly complicating its electrical part.

Поставленная задача решается тем, что в ветроэнергетической установке, содержащей ветряное колесо с лопастной ветровой турбиной с вертикальной осью вращения, расположенной внутри лопастного воздухонаправляющего аппарата с нижней и верхней крышками, электрогенератор на оси ветровой турбины, накопитель энергии и блок управления, новым является то, что установка дополнительно содержит фотоэлектрический преобразователь световой энергии, фотоэлектрические элементы которого установлены на верхней крышке воздухонаправляющего аппарата и связаны с накопителем энергии.The problem is solved in that in a wind power installation containing a wind wheel with a bladed wind turbine with a vertical axis of rotation located inside the bladed air guide with lower and upper covers, an electric generator on the axis of the wind turbine, energy storage and control unit, new is that the installation further comprises a photoelectric light energy converter, the photoelectric elements of which are mounted on the top cover of the air guide associated with energy storage.

Благодаря такому решению увеличивается объем электроэнергии, вырабатываемой установкой, и ее работа становится более стабильной при постоянно меняющейся силе ветра. При этом габариты установки и занимаемая ею площадь сохраняется прежними, а электрическая часть установки практически не усложняется, т.к. электрическая энергия от фотоэлектрического преобразователя световой энергии подается на штатный накопитель энергии установки. Все это и обеспечивает решение поставленной задачи.Thanks to this solution, the volume of electricity generated by the installation increases, and its operation becomes more stable with a constantly changing wind force. At the same time, the dimensions of the installation and the area occupied by it remain the same, and the electrical part of the installation is practically not complicated, because electrical energy from the photoelectric light energy converter is supplied to the unit's standard energy storage device. All this provides a solution to the problem.

Новым так же является то, что в центре верхней крышки воздухонаправляющего аппарата установлена воздухоотводящая труба, в которой на верхнем конце оси вращения ветровой турбины установлен электрический генератор.Also new is the fact that in the center of the upper cover of the air guide there is an air exhaust pipe in which an electric generator is installed on the upper end of the axis of rotation of the wind turbine.

Благодаря такому решению дополнительно увеличивается электропроизводительность установки, упрощается ее конструкция и занимаемая ею площадь.Thanks to this solution, the electric productivity of the installation is further increased, its design and the area occupied by it are simplified.

Ниже сущность настоящего изобретения более подробно разъясняется подробными примерами его осуществления, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:Below the essence of the present invention is explained in more detail by detailed examples of its implementation, with reference to the accompanying drawings, in which:

на фиг.1 схематично представлен общий вид заявляемой установки в аксонометрии;figure 1 schematically shows a General view of the inventive installation in a perspective view;

на фиг 2 - сечение А-А по фиг.1;figure 2 is a section aa in figure 1;

на фиг.3 - электрическая схема установки.figure 3 is an electrical diagram of the installation.

Конструкцию ветроэнергетической установки рассмотрим в варианте применения для выработки электроэнергии генератора постоянного тока и накопителя энергии в виде аккумуляторной батареи.We will consider the design of a wind power installation in an application for generating electricity from a direct current generator and an energy storage device in the form of a battery.

Ветроэлектрическая установка содержит воздухонаправляющий аппарат 1 (фиг.1), состоящий из профилированных направляющих лопастей 2, закрепленных между верхней крышкой 3 и нижней крышкой 4, и расположенных равномерно по окружности. В центре верхней крышки 3 установлена воздухоотводящая труба 5. Внутри воздухонаправляющего аппарата 1 (фиг.2) на вертикальной оси 6 установлена ветровая турбина 7 с профилированными осесимметричными лопастями 8, закрепленными верхней и нижней крышками (не показаны), и равномерно расположенными по окружности. На верхнем конце оси 6 (фиг.1) ветровой турбины установлен электрогенератор 9 постоянного тока. Генератор 9 расположен внутри воздухоотводящей трубы 5 на свободном конце оси 6. Это позволяет исключить промежуточные элементы для передачи вращающего момента, необходимые при расположении генератора в нижней части установки. Это упрощает установку и уменьшает занимаемую ей площадь. Генератор 9 (фиг.3) связан с электрическим преобразователем 10, соединенным с накопителем энергии, выполненным в виде аккумуляторной батареи 11. Электрический преобразователь 10 и аккумуляторная батарея 11 связаны с блоком управления 12. Если для пользователя электроэнергии необходимо переменное напряжение, тогда на выходе электрической части ветроэнергетической установки установлен инвертор 13, связанный с аккумуляторной батареей 11.The wind electric installation comprises an air guide apparatus 1 (FIG. 1), consisting of profiled guide vanes 2 fixed between the upper cover 3 and the lower cover 4, and arranged uniformly around the circumference. An air exhaust pipe 5 is installed in the center of the upper cover 3. Inside the air guide apparatus 1 (Fig. 2), a wind turbine 7 is installed on the vertical axis 6 with profiled axisymmetric blades 8 fixed to the upper and lower covers (not shown) and evenly spaced around the circumference. At the upper end of the axis 6 (FIG. 1) of the wind turbine, a direct current generator 9 is installed. The generator 9 is located inside the exhaust pipe 5 at the free end of the axis 6. This eliminates the intermediate elements for transmitting torque necessary when the generator is located in the lower part of the installation. This simplifies installation and reduces the footprint. The generator 9 (FIG. 3) is connected to an electric converter 10 connected to an energy storage device made in the form of a battery 11. The electric converter 10 and the battery 11 are connected to a control unit 12. If an alternating voltage is required for the electric power user, then the electric output part of the wind power installation has an inverter 13 associated with the battery 11.

Установка дополнительно содержит фотоэлектрический преобразователь 14 световой энергии (солнечную батарею), фотоэлектрические элементы 15 которого размещены на верхней крышке 3 воздухонаправляющего аппарата. Верхняя крышка 3 имеет большую площадь, что позволяет разместить на ней большое количество фотоэлектрических элементов 15, существенно увеличивающих электрическую мощность энергетической установки, при сохранении габаритов установки и занимаемой ею площади. При этом фотоэлектрическая установка не мешает работе ветроэлектрической установки, а ветроэлектрическая установка не мешает работе фотоэлектрической установки. Эта особенность заявляемой установки имеет очень важное значение при ее использовании в условиях ограниченных площадей, например на крышах зданий или в передвижных энергетических установках. Фотоэлектрический преобразователь 14 световой энергии связан с электрическим преобразователем 16, который в свою очередь связан с аккумуляторной батареей 11 установки и блоком управления 12.The installation further comprises a photoelectric transducer 14 of light energy (solar battery), the photoelectric elements 15 of which are placed on the top cover 3 of the air guide. The top cover 3 has a large area, which allows you to place on it a large number of photovoltaic cells 15, significantly increasing the electrical power of the power plant, while maintaining the dimensions of the installation and the occupied area. In this case, the photovoltaic installation does not interfere with the operation of the wind-electric installation, and the wind-electric installation does not interfere with the operation of the photovoltaic installation. This feature of the inventive installation is very important when it is used in a limited area, for example on the roofs of buildings or in mobile power plants. The photoelectric transducer 14 of the light energy is connected to the electric transducer 16, which in turn is connected to the storage battery 11 of the installation and the control unit 12.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

При наличии ветра ветровой поток поступает на профилированные направляющие лопасти 2 воздухонаправляющего аппарата 1, которые направляют его на ветровую турбину 7. Ветровой поток попадает на вогнутую поверхность лопастей 8 турбины 7, а их выпуклая поверхность остается затененной направляющими лопастями 2. При этом на выпуклых поверхностях лопастей 8 турбины создается зона разряжения, а на вогнутых поверхностях - зона повышенного давления. В результате этого создается вращающий момент, приводящий во вращение ось 6 ветровой турбины 7. Связанный с верхним концом оси 6 генератор 9 постоянного тока вырабатывает электроэнергию, которая через его электрический преобразователь 10 поступает в аккумуляторную батарею 11. Поток воздуха, отдав часть энергии одной из лопастей 8 турбины 7, поступает на другую лопасть, отдавая часть энергии ей, и так далее. Таким образом воздушный поток почти полностью отдает свою кинетическую энергию ветровой турбине, которая при помощи генератора 9 превращает ее в электрическую энергию. Отдавший свою энергию поток воздуха удаляется из воздуиной турбины через водухоотводящую трубу 5. При этом из-за разности давлений воздуха на входе в воздухонаправляющий аппарат 1 и на верхнем срезе воздухоотводящей трубы 5 интенсифицируется отдача энергии от воздушного потока ветровой турбине 7. Это дополнительно увеличивает электропроизводительность установки и улучшает удаление отработавшего воздуха в атмосферу.In the presence of wind, the wind flow enters the profiled guide vanes 2 of the air guide apparatus 1, which direct it to the wind turbine 7. The wind flow enters the concave surface of the blades 8 of the turbine 7, and their convex surface remains shaded by the guide vanes 2. At the same time, on the convex surfaces of the blades 8 turbine creates a rarefaction zone, and on concave surfaces - a zone of high pressure. As a result of this, a torque is created that drives the axis 6 of the wind turbine 7. The DC generator 9 connected to the upper end of the axis 6 generates electricity, which through its electric converter 10 is supplied to the battery 11. The air flow, giving off part of the energy to one of the blades 8 of the turbine 7, enters the other blade, giving part of the energy to it, and so on. Thus, the air flow almost completely gives its kinetic energy to the wind turbine, which, using the generator 9, turns it into electrical energy. The air flow that has given off its energy is removed from the air turbine through the water exhaust pipe 5. In this case, due to the difference in air pressure at the inlet of the air guide 1 and on the upper cut of the air exhaust pipe 5, the energy transfer from the air flow to the wind turbine 7 is intensified. This further increases the electric capacity of the installation and improves the removal of exhaust air into the atmosphere.

В дневное время суток работает фотоэлектрический преобразователь 14 световой энергии. Фотоэлектрические элементы 15 преобразователя вырабатывают электроэнергию. Суммарный поток электроэнергии поступает от фотоэлектрического преобразователя 14 14 световой энергии через его электрический преобразователь 16 на аккумуляторную батарею 11 ветроэнергетической установки и накапливается в ней. При этом чем больше интенсивность светового потока, тем больше поток электроэнергии, поступающего в аккумуляторную батарею.In the daytime, the photoelectric transducer 14 of light energy. The photovoltaic cells 15 of the converter generate electricity. The total flow of electricity comes from the photoelectric converter 14 14 of light energy through its electric converter 16 to the battery 11 of the wind power installation and accumulates in it. In this case, the greater the intensity of the light flux, the greater the flow of electricity entering the battery.

Электрический преобразователь 10 генератора 9 ветровой турбины 7 и электрический преобразователь 16 фотоэлектрического преобразователя 14 световой энергии выполнены из общеизвестных электрических элементов и по общеизвестным схемам. Они обеспечивают непрерывное поступление потока электроэнергии, вырабатываемого генератором 9 и фотоэлектрическим преобразователем 14 в аккумуляторную батарею 11, независимо от мощностей потоков и величины уровня зарядки батареи.The electric converter 10 of the generator 9 of the wind turbine 7 and the electric converter 16 of the photoelectric light energy converter 14 are made of well-known electrical elements and according to well-known schemes. They provide a continuous flow of electricity generated by the generator 9 and the photoelectric converter 14 into the battery 11, regardless of the flow rates and the level of charge of the battery.

Блок управления 12 ветроэнергетической установки обеспечивает ее работу в автоматическом режиме при различных условиях выработки электроэнергии, ее накопления и потребления. При наличии ветра в светлое время суток и отсутствии потребления электроэнергии блок 12 управления обеспечивает зарядку аккумуляторной батареи 11 от параллельно работающих источников электроэнергии - генератора 9 и фотоэлектрического преобразователя 14 световой энергии. При наличии ветра в темное время суток обеспечивается зарядка батареи 11 от генератора 9. При отсутствии ветра в светлое время суток обеспечивается зарядка аккумуляторной батареи от фотоэлектрического преобразователя 14. При потреблении электроэнергии блок управления 12 включает в работу инвертор 13, который преобразует постоянный ток напряжением 12 вольт от аккумуляторной батареи 11 в переменный ток напряжением 220 вольт с частотой 60 герц. При этом при наличии ветра и в светлое время суток одновременно с потреблением электоэнергии идет ее поступление в аккумуляторную батарею 11 от генератора 9 и фотоэлектрического преобразователя 14 световой энергии, работающих параллельно. При работе установки на одном из источников электроэнергии одновременно с потреблением электроэнергии идет ее поступление в аккумуляторную батарею 11 от работающего источника. И наконец, при отсутствии ветра в темное время суток потребление электроэнергии идет за счет разрядки батареи 11.The control unit 12 of the wind power installation ensures its operation in automatic mode under various conditions of electricity generation, its accumulation and consumption. In the presence of wind in daylight and the absence of electricity consumption, the control unit 12 provides charging of the battery 11 from parallel sources of electricity - generator 9 and photoelectric transducer 14 of light energy. If there is wind in the dark, the battery 11 is charged from the generator 9. If there is no wind in the daytime, the battery is charged from the photoelectric converter 14. When power is consumed, the control unit 12 turns on the inverter 13, which converts a direct current voltage of 12 volts from battery 11 to alternating current voltage of 220 volts with a frequency of 60 hertz. Moreover, in the presence of wind and in the daytime, simultaneously with the consumption of electric energy, it enters the storage battery 11 from the generator 9 and the photoelectric transducer 14 of light energy operating in parallel. When the installation is operating on one of the sources of electricity, simultaneously with the consumption of electricity, it is supplied to the battery 11 from a working source. And finally, in the absence of wind in the dark, electricity consumption is due to the discharge of the battery 11.

Конструктивное решение заявляемой ветроэнергетической установки обеспечивает следующие преимущества, в дополнение к указанному выше:The design solution of the inventive wind power installation provides the following advantages, in addition to the above:

- повышение эффективности использования полезных площадей при условиях их ограниченности;- improving the efficiency of use of useful space under conditions of their limited;

- увеличение на 20-25% количества электроэнергии, получаемой с единицы площади;- an increase of 20-25% in the amount of electricity received per unit area;

- уменьшение времени нахождения аккумуляторной батареи без подзарядки, что увеличивает срок ее работоспособности;- reducing the residence time of the battery without recharging, which increases its service life;

- уменьшение себестоимости вырабатываемой электроэнергии за счет использования для двух источников электричества общих блоков - аккумуляторной батареи, инвертора и блока управления.- reducing the cost of generated electricity by using common blocks for two sources of electricity - a battery, an inverter and a control unit.

Подробное описание конструкции и работы заявляемой ветроэнергетической установки рассмотрено в случае применения генератора постоянного тока и накопителя энергии в виде аккумуляторной батареи. Однако очевидно, что заявляемое изобретение может быть реализовано и в случае применения генераторов переменного тока и других видов накопителей энергии, например, аккумуляторов водорода, получаемого электролизом воды, или аккумуляторов тепла.A detailed description of the design and operation of the inventive wind power installation is considered in the case of using a DC generator and an energy storage device in the form of a battery. However, it is obvious that the claimed invention can be implemented in the case of the use of alternating current generators and other types of energy storage devices, for example, hydrogen accumulators obtained by electrolysis of water, or heat accumulators.

Из приведенного выше подробного описания заявляемого изобретения для каждого специалиста в данной области совершенно очевидна возможность его реализации с обеспечением решения поставленной задачи. При этом так же очевидно, что при реализации изобретения могут быть сделаны незначительные изменения в ее конструкции, которые однако не будут выходить за объем прав изобретателя, определяемых приводимой ниже формулой изобретения.From the above detailed description of the claimed invention for each person skilled in the art, the possibility of its implementation with the solution of the task is quite obvious. It is also obvious that during the implementation of the invention minor changes can be made in its design, which however will not go beyond the scope of the rights of the inventor, as defined by the claims below.

Заявляемая ветроэнергетическая установка проста по конструкции и в реализации. Она выполняется из простых и недорогостоящих составных элементов. При этом она обеспечивает получение множества преимуществ, которые подробно рассмотрены выше.The inventive wind power installation is simple in design and implementation. It is made of simple and inexpensive components. However, it provides many benefits, which are discussed in detail above.

Claims (2)

1. Ветроэнергетическая установка, содержащая ветряное колесо с лопастной ветровой турбиной с вертикальной осью вращения, расположенной внутри лопастного воздухонаправляющего аппарата с нижней и верхней крышками, электрогенератор на оси ветровой турбины, накопитель энергии и блок управления, отличающаяся тем, что установка дополнительно содержит фотоэлектрический преобразователь световой энергии, фотоэлектрические элементы которого установлены на верхней крышке воздухонаправляющего аппарата и связаны с накопителем энергии.1. A wind power installation comprising a wind wheel with a bladed wind turbine with a vertical axis of rotation located inside a bladed air guide with lower and upper covers, an electric generator on the axis of the wind turbine, an energy storage device and a control unit, characterized in that the installation further comprises a photoelectric light converter energy, the photovoltaic elements of which are mounted on the top cover of the air guide and are connected to the energy storage device. 2. Ветроэнергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что в центре верхней крышки воздухонаправляющего аппарата установлена воздухоотводящая труба, в которой на верхнем конце оси вращения ветровой турбины установлен электрический генератор.2. The wind power installation according to claim 1, characterized in that in the center of the upper cover of the air guide apparatus is installed an exhaust pipe in which an electric generator is installed at the upper end of the axis of rotation of the wind turbine.
RU2003133163/06A 2003-11-13 2003-11-13 Windmill electric generating plant RU2251022C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003133163/06A RU2251022C1 (en) 2003-11-13 2003-11-13 Windmill electric generating plant
PCT/RU2004/000064 WO2005047694A1 (en) 2003-11-13 2004-02-20 Wind-driven power plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003133163/06A RU2251022C1 (en) 2003-11-13 2003-11-13 Windmill electric generating plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2251022C1 true RU2251022C1 (en) 2005-04-27

Family

ID=34588215

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003133163/06A RU2251022C1 (en) 2003-11-13 2003-11-13 Windmill electric generating plant

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2251022C1 (en)
WO (1) WO2005047694A1 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD4088C1 (en) * 2009-06-12 2011-07-31 Институт Энергетики Академии Наук Молдовы Wind guide device for windmill
RU2484297C1 (en) * 2012-04-03 2013-06-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Wind turbine plant
RU2501973C1 (en) * 2012-04-12 2013-12-20 Игорь Николаевич Куликов Wind-driven power plant (versions)
WO2016007038A1 (en) * 2014-07-09 2016-01-14 Валерий Викторович ПЕРЕВАЛОВ Wind and solar energy installation
WO2016133484A1 (en) * 2015-02-16 2016-08-25 Александр Борисович СОГОКОНЬ Solar and wind power plant
RU2613538C2 (en) * 2012-05-23 2017-03-17 Чуй-Нан Чио Multi-directional wind generator of kinetic energy with higher efficiency of wind energy conversion
RU2691865C1 (en) * 2018-09-21 2019-06-18 Виктор Валериевич Чебоксаров Power plant
RU2714584C1 (en) * 2019-01-16 2020-02-18 Ильдар Фанильевич Зайнуллин Helio-wind power plant
RU2736680C1 (en) * 2020-05-13 2020-11-19 Ильдар Фанильевич Зайнуллин Heliowind power plant of increased power
RU2775104C1 (en) * 2021-12-03 2022-06-28 Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего образования "Московский пограничный институт Федеральной службы безопасности Российской Федерации" Arctic energy complex

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006057677A1 (en) 2006-04-13 2007-10-18 Konstantin Dr.-Ing. Kelaiditis Device for the use of flow energy
GR1006179B (en) * 2006-12-08 2008-12-02 Soukos Robots Αβεε Modern hybrid system of production, storage and distribution of power energy.
ES2341067B1 (en) * 2008-04-09 2011-05-20 Horacio Hernandez Rico ELECTRICAL PRODUCTION CENTER BASED ON SOLAR AND WIND ACTION.
US20110089698A1 (en) * 2009-07-24 2011-04-21 William Ahmadi Combination solar and dual generator wind turbine
DE102010048815B4 (en) * 2010-08-17 2014-07-17 Thomas Helm wind turbine
CN103511192B (en) * 2012-06-21 2016-01-20 周登荣 Wind tower power generation protection dust removal system
CN104847580A (en) * 2014-02-13 2015-08-19 上海宇明光电材料技术有限公司 Dome type vertical shaft generator fan blade apparatus
CN106168194B (en) * 2016-08-31 2019-03-15 董以涛 A kind of power generator
DE202017004836U1 (en) 2017-09-16 2018-11-05 Alfred M.H. Lienkamp VEK wind turbine made of vertical-ellipsoid-convex wings with horizontal and vertical angle-adjustable device with simultaneously controllable by wind flow manually and programmed telescopic arms
CN109373268B (en) * 2018-10-22 2021-06-15 杭州冠通节能科技有限公司 Power-matched new energy power-saving lighting device
KR102068280B1 (en) * 2019-08-01 2020-01-21 이윤원 Hybrid Power Generation System

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU5203A1 (en) * 1926-08-06 1928-04-30 В.К. Добрицкий Horizontal wind motor
FR2520057A1 (en) * 1982-01-21 1983-07-22 Chavanon Michel Wind turbine for electricity generator or pump - comprises vertical axis rotor with cylindrical cowling to direct incident towards inner surface of blades
SU1694067A3 (en) * 1989-01-02 1991-11-23 В.А. Викторук Wind-electric power plant
AU5016493A (en) * 1992-08-18 1994-03-15 Four Winds Energy Corporation Wind turbine particularly suited for high-wind conditions
RU2168059C2 (en) * 1999-07-27 2001-05-27 Баранов Александр Николаевич Windmill
RU2215898C1 (en) * 2002-11-19 2003-11-10 Иванайский Алексей Васильевич Rotary windmill electric generating plant

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD4088C1 (en) * 2009-06-12 2011-07-31 Институт Энергетики Академии Наук Молдовы Wind guide device for windmill
RU2484297C1 (en) * 2012-04-03 2013-06-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Wind turbine plant
RU2501973C1 (en) * 2012-04-12 2013-12-20 Игорь Николаевич Куликов Wind-driven power plant (versions)
RU2613538C2 (en) * 2012-05-23 2017-03-17 Чуй-Нан Чио Multi-directional wind generator of kinetic energy with higher efficiency of wind energy conversion
WO2016007038A1 (en) * 2014-07-09 2016-01-14 Валерий Викторович ПЕРЕВАЛОВ Wind and solar energy installation
WO2016133484A1 (en) * 2015-02-16 2016-08-25 Александр Борисович СОГОКОНЬ Solar and wind power plant
EA032692B1 (en) * 2015-02-16 2019-07-31 Александр Борисович СОГОКОНЬ Solar and wind power plant
RU2691865C1 (en) * 2018-09-21 2019-06-18 Виктор Валериевич Чебоксаров Power plant
RU2714584C1 (en) * 2019-01-16 2020-02-18 Ильдар Фанильевич Зайнуллин Helio-wind power plant
RU2736680C1 (en) * 2020-05-13 2020-11-19 Ильдар Фанильевич Зайнуллин Heliowind power plant of increased power
RU2775104C1 (en) * 2021-12-03 2022-06-28 Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего образования "Московский пограничный институт Федеральной службы безопасности Российской Федерации" Arctic energy complex
RU217734U1 (en) * 2022-08-14 2023-04-14 Валерий Викторович Перевалов WIND SOLAR POWER PLANT
RU217788U1 (en) * 2022-08-14 2023-04-18 Валерий Викторович Перевалов WIND SOLAR POWER PLANT
RU217787U1 (en) * 2022-08-14 2023-04-18 Валерий Викторович Перевалов WIND SOLAR POWER PLANT
RU2802563C1 (en) * 2022-08-14 2023-08-30 Валерий Викторович Перевалов Wind and solar power plant
RU2802564C1 (en) * 2022-08-14 2023-08-30 Валерий Викторович Перевалов Wind and solar power plant

Also Published As

Publication number Publication date
WO2005047694A1 (en) 2005-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2251022C1 (en) Windmill electric generating plant
KR101799704B1 (en) Combined power generation device using solar and wind
WO2006022590A1 (en) Multiple energy harvester to power standalone electrical appliances
CN104953929A (en) Wind-solar complementary power generation device
KR101180860B1 (en) Multi-power generating system using wind, solar, healthy
CN102226845A (en) Reflection light-concentrating unit, power generating unit of integration of solar energy and wind energy and system thereof
CN202493303U (en) Energy-saving and environment-friendly engine
CN105649883B (en) Thermal energy makes the wind-force coupling homeostasis electricity-generating method and system of wind auxiliary
CN110565852A (en) Solar curtain wall structure and power generation method thereof
RU2528626C2 (en) Self-contained power generator for street lamp
Chong et al. Urban Eco-Greenergy™ hybrid wind-solar photovoltaic energy system and its applications
KR200357241Y1 (en) Traveling solar power plant
KR102261418B1 (en) Hybrid solar-cell power generating apparatus
CN103867400A (en) Globular impeller perpendicular shaft wind power generation energy storage device for collecting non-natural wind
CN112283014A (en) Small hydroelectric generator
KR101116123B1 (en) Alternative energy system using the building vents
Raghu et al. Hybrid Model of Vertical Axis Wind Turbine–Solar Power Generation
EP3837764A1 (en) Solar energy collector having a tree structure
RU100851U1 (en) COMBINED WIND SOLAR POWER PLANT WITH LED RADIATOR FOR PUBLIC LIGHTING
KR101082945B1 (en) Alternative energy system using the subway vents
RU101105U1 (en) COMBINED WIND SOLAR POWER PLANT WITH LED RADIATOR FOR PUBLIC LIGHTING
CN210564893U (en) Small-size efficient wind power generation equipment
CN201013618Y (en) Medium-power multiple blower fans parallel connection type scene complementary water lifting system
Al-Rifai Interconnectivity of development of electric vehicles and renewable energy sources
RU1768887C (en) Sun-and-wind electric power system

Legal Events

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

Effective date: 20151114