RU2349792C1 - Solar-wind power generating plant - Google Patents

Solar-wind power generating plant Download PDF

Info

Publication number
RU2349792C1
RU2349792C1 RU2007122229/06A RU2007122229A RU2349792C1 RU 2349792 C1 RU2349792 C1 RU 2349792C1 RU 2007122229/06 A RU2007122229/06 A RU 2007122229/06A RU 2007122229 A RU2007122229 A RU 2007122229A RU 2349792 C1 RU2349792 C1 RU 2349792C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solar
wind
rotor
electric generator
wind power
Prior art date
Application number
RU2007122229/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007122229A (en
Inventor
Камиль Маратович Булатов (RU)
Камиль Маратович Булатов
Алсу Наильевна Булатова (RU)
Алсу Наильевна Булатова
Игорь Борисович Бирюлин (RU)
Игорь Борисович Бирюлин
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Астраханский государственный университет" (АГУ)
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Астраханский государственный университет" (АГУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Астраханский государственный университет" (АГУ)
Priority to RU2007122229/06A priority Critical patent/RU2349792C1/en
Publication of RU2007122229A publication Critical patent/RU2007122229A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2349792C1 publication Critical patent/RU2349792C1/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
    • 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

Abstract

FIELD: mechanics, electrical engineering.
SUBSTANCE: proposed solar-wind power generating plant comprises the first electrical generator with a stator and rotor, windmill with its blades coupled with the aforesaid rotor and a solar battery. The stator is fitted inside the hollow rotor. The plant housing represents a rotary cylinder linked, via a thrust bearing, with the pole. A confuser is mounted ahead of the casing inlet, while the funnel is arranged behind the casing outlet. The said casing houses a diffuser with windmill mounted there behind and coupled with the second electrical generator. Note here that a windvane is fitted above the casing outlet and accommodates the third electrical generator coupled with the said windmill. The aforesaid solar battery is mounted above the third electrical generator.
EFFECT: efficient use wind power, higher power output.
5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области гелио- и ветроэнергетики и может быть использовано для преобразования ветровой и солнечной энергии в электрическую с целью обеспечения электроэнергией автономных потребителей различной мощности и назначения.The invention relates to the field of solar and wind energy and can be used to convert wind and solar energy into electricity in order to provide electricity to autonomous consumers of various capacities and purposes.

Известен ветроагрегат, содержащий наружный и внутренний конфузоры, сообщенную с ними выбросную трубу, а также воздушную турбину, установленную во внутреннем конфузоре и связанную с генератором (А.С. 1666801, кл. F03D 1/04, БИ №28, 1991 г., СССР).A known wind turbine containing external and internal confusers, an exhaust pipe connected to them, and also an air turbine installed in the internal confuser and connected with a generator (A.S. 1666801, class F03D 1/04, BI No. 28, 1991, THE USSR).

Конструкция ветроагрегата не предусматривает преобразования энергии солнца в электрическую энергию.The design of the wind turbine does not provide for the conversion of solar energy into electrical energy.

Известна ветроэнергетическая установка с ускорением потока, содержащая ветронаправляющий канал, который имеет сужение между входной частью и выходной частью. Лопастный ротор расположен в центре сужения и связан с устройствами, преобразующими энергию ветра в другой вид энергии (патент 2256818, кл. F03D 1/04, БИ №20, 2005 г., РФ).Known wind power installation with flow acceleration, containing a wind guide channel, which has a narrowing between the input part and the output part. The rotor blade is located in the center of the constriction and is associated with devices that convert wind energy into another type of energy (patent 2256818, class F03D 1/04, BI No. 20, 2005, RF).

Конструкция ветроэнергетической установки не предусматривает преобразования энергии солнца в электрическую энергию и недостаточно использует энергию ветра.The design of the wind power installation does not provide for the conversion of solar energy into electrical energy and does not use wind energy enough.

Известен безредукторный ветроагрегат, содержащий ветродвигатель, снабженный лопастями, и электрогенератор, имеющий статор и полый ротор, связанный с лопастями, причем статор установлен внутри ротора (А.С. 1263904, кл. F03D 1/00, БИ №38, 1986 г., СССР).Known gearless wind turbine containing a wind turbine equipped with blades, and an electric generator having a stator and a hollow rotor associated with the blades, and the stator is installed inside the rotor (AS 1263904, CL F03D 1/00, BI No. 38, 1986, THE USSR).

Однако конструкция безредукторного ветроагрегата не предусматривает преобразования энергии солнца в электрическую и недостаточно использует энергию ветра.However, the design of a gearless wind turbine does not provide for the conversion of solar energy into electrical energy and does not make enough use of wind energy.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является гелиоветровая энергетическая установка. Гелиоветровая энергетическая установка содержит электрогенератор, имеющий статор и ротор, ветродвигатель, лопасти которого связаны с ротором, и солнечную батарею (патент 2187693, кл. F03D 9/00, 2002, RU).The closest in technical essence to the proposed solution is a solar wind power plant. The solar wind power installation contains an electric generator having a stator and a rotor, a wind turbine, the blades of which are connected with the rotor, and a solar battery (patent 2187693, class F03D 9/00, 2002, RU).

Однако конструкция гелиоветровой энергетической установки прототипа недостаточно использует энергию ветра и имеет сложное устройство для ориентировки по ветру.However, the design of the solar wind power plant of the prototype does not sufficiently use wind energy and has a complex device for orientation in the wind.

Для устранения перечисленных недостатков предлагается гелиоветровая энергетическая установка с поворотным цилиндрическим корпусом, выполненным в виде выбросной трубы. Корпус установки укреплен на стволе опоры через упорный подшипник. Перед входной частью корпуса установлен конфузор, а после выходной - раструб. Снаружи корпуса, за конфузором, установлен ветродвигатель, снабженный лопастями, которые связанны с ротором первого электрогенератора. Ротор установлен на корпусе при помощи подшипников, а статор установлен внутри ротора, выполненного полым и закрытым обтекателем, переходящим в конфузор. Внутри корпуса, во входной части, расположен диффузор, за которым установлено ветроколесо, связанное механически со вторым электрогенератором. Над выходной частью корпуса прикреплен флюгер, выполненный в виде вертикального киля. Сверху флюгера установлен третий электрогенератор, соединенный механически с ветроколесом. Над третьим электрогенератором установлена солнечная батарея. Солнечная батарея имеет коробчатое сечение, причем две боковые стороны и торцевая сторона соединены с верхней стороной под углом 30-45 градусов.To eliminate these shortcomings, a solar wind power plant with a rotary cylindrical body made in the form of an exhaust pipe is proposed. The installation casing is mounted on the support barrel through a thrust bearing. A confuser is installed in front of the input part of the case, and a bell is installed after the output part. Outside the housing, behind the confuser, a wind turbine is installed, equipped with blades that are connected to the rotor of the first electric generator. The rotor is mounted on the housing using bearings, and the stator is installed inside the rotor, made of a hollow and closed fairing, passing into the confuser. Inside the case, in the input part, there is a diffuser, behind which a wind wheel is installed, connected mechanically with the second electric generator. A weather vane made in the form of a vertical keel is attached above the output part of the body. On top of the weather vane, a third electric generator is installed, mechanically connected to the wind wheel. A solar panel is installed above the third electric generator. The solar battery has a box-shaped section, with two sides and an end side connected to the upper side at an angle of 30-45 degrees.

В предлагаемой гелиоветровой энергетической установке энергия ветра теперь преобразуется в электрическую не только безредукторным ветроагрегатом, но и ветроколесом, которое механически связано с электрогенератором, установленным сверху флюгера. Кроме этого, часть воздушного потока, сужаясь, проходит через конфузор и поступает внутрь корпуса, где дополнительно сужается в диффузоре, а затем плотным потоком воздействует на ветроколесо, которое механически связано со вторым электрогенератором.In the proposed solar wind power installation, wind energy is now converted into electrical energy not only by a direct-drive wind turbine, but also by a wind wheel, which is mechanically connected to an electric generator mounted on top of the wind vane. In addition, part of the air flow, tapering, passes through the confuser and enters the body, where it additionally tapers in the diffuser, and then acts on the wind wheel, which is mechanically connected to the second electric generator, in a dense stream.

Для автоматической ориентировки гелиоветровой энергетической установки навстречу воздушным потокам используют флюгер.To automatically orient the solar wind power plant towards the air currents, a weather vane is used.

С целью эффективного использования как прямого, так и рассеянного солнечного излучения к третьему электрогенератору, установленному на флюгере, прикрепляют солнечные батареи, которые выполнены из фотоэлектрических преобразователей.In order to effectively use both direct and scattered solar radiation, solar panels, which are made of photovoltaic converters, are attached to a third electric generator mounted on a weather vane.

Фиг.1 - гелиоветровая установка (общий вид) в разрезе.Figure 1 - solar wind installation (General view) in section.

Фиг.2 - гелиоветровая установка (вид сверху).Figure 2 - solar wind installation (top view).

Фиг.3 - гелиоветровая установка (вид А-А).Figure 3 - solar wind installation (view aa).

Гелиоветровая энергетическая установка содержит поворотный цилиндрический корпус 1, выполненный в виде выбросной трубы и установленный на стволе 2 через упорный подшипник 3. Внутри корпуса 1 установлен закрытый по окружности диффузор 5, а также электрогенератор 6, связанный механически с ветроколесом 7. Перед входной частью корпуса 1 установлен конфузор 8, а после выходной части - раструб 19. На корпусе 1, за конфузором 8, установлен ветродвигатель, снабженный лопастями 9, которые связаны с ротором 10 электрогенератора. Ротор 10 установлен на корпусе 1 при помощи подшипников 11 и содержит короткозамкнутую обмотку (не показана). Статор 4 установлен внутри ротора 10, выполненного полым и закрытым обтекателем 18, переходящим в конфузор 8. Над выходной частью корпуса 1 прикреплен флюгер 12, выполненный в виде вертикального киля. Сверху флюгера установлен электрогенератор 13, соединенный механически с ветроколесом 14. Над электрогенератором 13 установлена солнечная батарея 16. Солнечная батарея имеет коробчатое сечение, причем две боковые стороны и торцевая сторона соединены с верхней стороной под углом 30-45 градусов.The solar-wind power installation includes a rotary cylindrical housing 1 made in the form of an exhaust pipe and mounted on the barrel 2 through a thrust bearing 3. Inside the housing 1, a diffuser 5 closed around the circumference is installed, as well as an electric generator 6, mechanically connected to the wind wheel 7. In front of the entrance of the housing 1 a confuser 8 is installed, and after the output part, a bell 19. On the housing 1, behind the confuser 8, a wind turbine is installed, equipped with blades 9, which are connected with the rotor 10 of the electric generator. The rotor 10 is mounted on the housing 1 by means of bearings 11 and comprises a short-circuited winding (not shown). The stator 4 is installed inside the rotor 10, made of a hollow and closed fairing 18, passing into the confuser 8. Above the output part of the housing 1 is attached a weather vane 12, made in the form of a vertical keel. An electric generator 13 is mounted on top of the weather vane, mechanically connected to the wind wheel 14. A solar battery 16 is installed above the electric generator 13. The solar battery has a box-shaped section, with two sides and an end side connected to the upper side at an angle of 30-45 degrees.

Гелиоветровая энергетическая установка работает следующим образом. Часть воздушного потока, воздействуя на лопасти 9, вызывает вращение ротора 10 относительно статора 4, в цепи которого индукционно наводится ЭДС. Другая часть (центральная) проходит через конфузор 8 и поступает внутрь корпуса 1, где дополнительно сужается в диффузоре 5 и плотным потоком вращает ветроколесо 7, связанное механически с электрогенератором 6, и выходит через раструб 19 наружу. Конфузор 8 позволяет спилить воздушный поток с увеличением его скорости, а диффузор 5 направляет его на ветроколесо 7. Раструб 19 позволяет резко снизить скорость воздушного потока, выходящего из корпуса установки. Это приводит к образованию разрежения воздуха внутри корпуса, которое способствует входу ветра в конфузор 8. Наличие конфузора 8 существенно не снижает воздействия ветра на лопасти 9, так как максимальный крутящий момент находится во второй и третьей частях лопастей 9. Воздушный поток также воздействует на ветроколесо 14, механически связанное с электрогенератором 13, установленным сверху флюгера 12. К электрогенератору 13, установленному на флюгере, прикрепляют солнечные батареи 16. В дневное время суток, при наличии солнца, солнечная батарея 16 генерирует постоянный электрический ток.A solar-wind power plant works as follows. Part of the air flow, acting on the blades 9, causes the rotation of the rotor 10 relative to the stator 4, in the circuit of which EMF is induced inductively. Another part (central) passes through the confuser 8 and enters the housing 1, where it further tapers in the diffuser 5 and rotates the wind wheel 7, mechanically connected with the electric generator 6, and exits through the bell 19 to the outside. The confuser 8 allows you to cut the air flow with an increase in its speed, and the diffuser 5 directs it to the wind wheel 7. The bell 19 allows you to drastically reduce the speed of the air flow leaving the unit. This leads to the formation of rarefaction of air inside the housing, which facilitates the entry of wind into the confuser 8. The presence of the confuser 8 does not significantly reduce the impact of wind on the blades 9, since the maximum torque is in the second and third parts of the blades 9. The air flow also affects the wind wheel 14 mechanically connected to an electric generator 13 mounted on top of a weather vane 12. Solar panels 16 are attached to an electric generator 13 mounted on a weather vane. In the daytime, in the presence of sun, a solar battery 16 generates direct electric current.

Ротор 10 выполнен достаточного большого диаметра с прикрепленными к нему лопастями 9, но они не затеняют ветроколесо 14 с электрогенератором 13 и солнечные батареи 16, так как они установлены на флюгере 12 выше верхних кромок лопастей 9.The rotor 10 is made of a sufficiently large diameter with the blades 9 attached to it, but they do not obscure the wind wheel 14 with the electric generator 13 and the solar panels 16, since they are mounted on the wind vane 12 above the upper edges of the blades 9.

Солнечная батарея жестко прикреплена на стержнях к корпусу третьего электрогенератора.The solar battery is rigidly attached to the rods to the body of the third electric generator.

Предлагаемое техническое решение позволяет повысить коэффициент использования энергии ветра. Использование солнечных батарей позволяет получать дополнительную электрическую энергию в солнечные дни. Гелиоветровая энергетическая установка является экологически безопасной, т.е. загрязнение окружающей среды минимальное.The proposed technical solution allows to increase the utilization of wind energy. Using solar panels allows you to receive additional electrical energy on sunny days. The solar wind power plant is environmentally friendly, i.e. environmental pollution is minimal.

Claims (5)

1. Гелиоветровая энергетическая установка, содержащая первый электрогенератор, имеющий статор и ротор, ветродвигатель, лопасти которого связаны с ротором, и солнечную батарею, отличающаяся тем, что статор установлен внутри полого ротора, корпус установки выполнен в виде поворотного цилиндра, соединенного со стволом опоры через упорный подшипник, причем перед входной частью корпуса установлен конфузор, а после выходной части раструб, внутри самого корпуса расположен диффузор, за которым установлено ветроколесо, связанное со вторым электрогенератором, при этом над выходной частью корпуса прикреплен флюгер, на котором установлен третий электрогенератор, соединенный с ветроколесом, а солнечная батарея установлена над третьим электрогенератором.1. A solar wind power installation containing a first electric generator having a stator and a rotor, a wind turbine, the blades of which are connected to the rotor, and a solar battery, characterized in that the stator is installed inside the hollow rotor, the installation casing is made in the form of a rotary cylinder connected to the support shaft through thrust bearing, and a confuser is installed in front of the input part of the housing, and after the output part, a bell, inside the housing itself there is a diffuser, behind which a wind wheel connected to the second electric a generator, while a weather vane is attached above the output part of the housing, on which a third electric generator is mounted, connected to the wind wheel, and a solar battery is installed above the third electric generator. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что флюгер выполнен в виде вертикального киля.2. Installation according to claim 1, characterized in that the weather vane is made in the form of a vertical keel. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что флюгер имеет высоту выше верхних кромок лопастей ветродвигателя.3. Installation according to claim 1, characterized in that the weather vane has a height above the upper edges of the blades of the wind turbine. 4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что солнечная батарея имеет коробчатое сечение, причем две боковые стороны и торцевая сторона соединены с верхней стороной под углом 30-45°.4. Installation according to claim 1, characterized in that the solar battery has a box-shaped section, with two sides and an end side connected to the upper side at an angle of 30-45 °. 5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что электрогенератор, расположенный на флюгере, и электрогенератор, находящийся внутри корпуса, соединены со своими ветроколесами механически. 5. Installation according to claim 1, characterized in that the electric generator located on the weather vane and the electric generator located inside the body are mechanically connected to their wind wheels.
RU2007122229/06A 2007-06-13 2007-06-13 Solar-wind power generating plant RU2349792C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007122229/06A RU2349792C1 (en) 2007-06-13 2007-06-13 Solar-wind power generating plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007122229/06A RU2349792C1 (en) 2007-06-13 2007-06-13 Solar-wind power generating plant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007122229A RU2007122229A (en) 2008-12-20
RU2349792C1 true RU2349792C1 (en) 2009-03-20

Family

ID=40545321

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007122229/06A RU2349792C1 (en) 2007-06-13 2007-06-13 Solar-wind power generating plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2349792C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012026840A1 (en) * 2010-08-26 2012-03-01 Олтэнэтив Энэджи Рисеч Кампэни Элтиди Method and solar-powered wind plant for producing electric power
RU2611923C1 (en) * 2015-10-05 2017-03-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный технологический университет" Energy efficient solar-wind power plant
RU2645891C1 (en) * 2016-12-13 2018-02-28 Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" Solar-wind power plant
RU2736680C1 (en) * 2020-05-13 2020-11-19 Ильдар Фанильевич Зайнуллин Heliowind power plant of increased power

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012026840A1 (en) * 2010-08-26 2012-03-01 Олтэнэтив Энэджи Рисеч Кампэни Элтиди Method and solar-powered wind plant for producing electric power
RU2611923C1 (en) * 2015-10-05 2017-03-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный технологический университет" Energy efficient solar-wind power plant
RU2645891C1 (en) * 2016-12-13 2018-02-28 Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" Solar-wind power plant
RU2736680C1 (en) * 2020-05-13 2020-11-19 Ильдар Фанильевич Зайнуллин Heliowind power plant of increased power

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007122229A (en) 2008-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8043499B2 (en) Portable and autonomous desalination system
US8134246B1 (en) Fluid driven generator
CN104024634B (en) Method For Manufacturing Fluid- Using Rotation Body, And Rotation Body
CN1587683B (en) Multiple wind wheel strong generator
RU2349792C1 (en) Solar-wind power generating plant
CN103925163A (en) Hydraulic and pneumatic one-way shaft and birotor type power generating device
CN103437952A (en) Double-turbine vertical-axis wind driven generator
KR20140027654A (en) Power generation system using current and wind power
CN104389730A (en) Ocean current power generation device with horizontal-axis contra-rotating impeller with flow guide hood
CN104421823A (en) Street lamp with rain shading and electricity generation function
CN202063025U (en) Environment-friendly automobile with wind power generating devices
CN205445888U (en) Wind collecting type wind driven generator
CN202417835U (en) Vertical axis wind turbine integrated with solar power generation components
CN202228266U (en) Wind collection type wind generating set
CN203248313U (en) Novel wind driven generator
CA2808605C (en) Fluid driven generator
CN102817788B (en) Polynary energy boosting-type scene magnetic generator group
CN202971042U (en) Tide and wind-force integration power generator
KR101650252B1 (en) The Horizontal and Vertical Axis Wind Generator
KR101085471B1 (en) Wind power generator
RU2555604C1 (en) Floating microhydrosolar power station
CN203548068U (en) Wind and light electric generator
CN103527415A (en) Building distribution combined type wind generating set
CN203796489U (en) Wind power rotating device with opening-closing ventilation doors and wind power generation equipment
CN103362764B (en) A kind of rotation column clean energy power device

Legal Events

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

Effective date: 20140614

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20170118

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180614