RU2380569C1 - Conversion of wind power into electric power - Google Patents
Conversion of wind power into electric power Download PDFInfo
- Publication number
- RU2380569C1 RU2380569C1 RU2008142584/06A RU2008142584A RU2380569C1 RU 2380569 C1 RU2380569 C1 RU 2380569C1 RU 2008142584/06 A RU2008142584/06 A RU 2008142584/06A RU 2008142584 A RU2008142584 A RU 2008142584A RU 2380569 C1 RU2380569 C1 RU 2380569C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aircraft
- cable
- funnel
- wind energy
- shaped receiver
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для преобразования энергии ветра, действующего на привязной летательный аппарат, с передачей механической работы на рабочий орган, совершающий колебательное движение.The invention relates to a device for converting wind energy acting on a tethered aircraft, with the transfer of mechanical work to the working body, making an oscillatory movement.
Из уровня техники известно устройство, преобразующее энергию ветра в электрическую энергию с передачей механической работы на рабочий орган, совершающий колебательное движение. (См., например, патент РФ № 2142572, МПК F03D 5/06 «Устройство для преобразования энергии текучей среды», опубл. 10.12.1999, БИ № 34.)The prior art device is known that converts wind energy into electrical energy with the transfer of mechanical work to a working body that performs oscillatory motion. (See, for example, RF patent No. 2142572, IPC
Недостаток известного преобразователя заключается в том, что он имеет сложную конструкцию. Кроме того, для получения полезной работы требуется большой напор текучей среды.A disadvantage of the known converter is that it has a complex structure. In addition, to obtain useful work requires a large pressure head of the fluid.
Более близким по технической сущности и принятым за прототип является преобразователь энергии ветра, действующий на привязной летательный аппарат, с передачей механической работы на рабочий орган, совершающий колебательное движение. (См., например, патент РФ № 2109981, МПК F03D 5/06 "Способ преобразования кинетической энергии скоростного напора ветра и ветроустановка", опубл. 27.04.1998 г., БИ № 12.)Closer in technical essence and adopted for the prototype is a wind energy converter acting on a tethered aircraft, with the transfer of mechanical work to a working body that performs oscillatory motion. (See, for example, RF patent No. 2109981, IPC
Известный преобразователь содержит летательный аппарат, удерживающий трос, рабочий орган, совершающий возвратно-поступательное движение, и механизм, совершающий полезную работу.The known Converter contains an aircraft that holds the cable, a working body that performs a reciprocating motion, and a mechanism that performs useful work.
Известный преобразователь позволяет использовать потоки воздуха, обычно дующие на высоте.The known converter allows the use of air flows, usually blowing at altitude.
Недостаток прототипа, так же как и аналога, заключается в том, что при невысоких скоростных ветровых напорах получаемая энергия невелика. Кроме того, механизм передачи движения ветра на рабочий орган имеет сложную конструкцию и может быстро выйти из строя.The disadvantage of the prototype, as well as the analogue, is that with low speed wind pressures, the energy received is small. In addition, the mechanism for transmitting wind movement to the working body has a complex structure and can quickly fail.
Задачей данного изобретения является создание преобразователя энергии ветра, имеющего относительно простую конструкцию, более надежного, чем прототип, и способного преобразовывать энергию ветра, дующего даже с относительно небольшой скоростью, в колебательное движение рабочего органа с последующим его использованием для генерации электричества.The objective of the invention is to provide a wind energy converter having a relatively simple structure, more reliable than the prototype, and capable of converting wind energy, blowing even at a relatively low speed, into the oscillatory movement of the working body with its subsequent use to generate electricity.
Указанная задача решается за счет того, что в устройстве преобразования энергии ветра в электрическую, содержащем летательный аппарат с удерживающим тросом, рабочий орган, совершающий возвратно-поступательные движения, и механизм, производящий полезную работу, согласно изобретению летательный аппарат выполнен в виде тела легче воздуха с аэродинамическим профилем и имеет нижнюю сферическую и плоскую верхнюю поверхности, с нижней стороны летательный аппарат сочленен с тросом с помощью трех, расходящихся от троса лееров, в нижней части трос проходит через жестко закрепленный воронкообразный приемник с расширяющейся частью, обращенной к летательному аппарату, ниже воронкообразного приемника трос сочленен с лебедкой, рабочий орган и механизм, производящий полезную работу, выполнены в виде электрического генератора с поступательным движением якоря, сочлененным с тросом ниже воронкообразного приемника с помощью зажима, и пружины сжатия-растяжения, при этом пружина сжатия-растяжения нижним концом жестко соединена с неподвижной поверхностью.This problem is solved due to the fact that in the device for converting wind energy into electrical energy, containing an aircraft with a holding cable, a working body that performs reciprocating movements, and a mechanism that performs useful work, according to the invention, the aircraft is made in the form of a body lighter than air with aerodynamic profile and has a lower spherical and flat upper surface, on the lower side the aircraft is articulated with a cable using three rails diverging from the cable, in the lower part of the growth passes through a rigidly fixed funnel-shaped receiver with an expanding part facing the aircraft, below the funnel-shaped receiver, the cable is articulated with a winch, the working body and the mechanism that performs useful work are made in the form of an electric generator with translational movement of the armature articulated with a cable below the funnel-shaped receiver with by means of a clamp, and a compression-tension spring, while the compression-tension spring with its lower end is rigidly connected to a fixed surface.
В варианте технического решения верхняя поверхность летательного аппарата снабжена козырьком, выходящим за границы периметра верхней поверхности,In a technical solution, the upper surface of the aircraft is equipped with a visor that extends beyond the perimeter of the upper surface,
В варианте технического решения верхняя часть летательного аппарата содержит, киль, плоскость которого ей перпендикулярна и который проходит от центра к ее периферии.In a variant of the technical solution, the upper part of the aircraft contains a keel whose plane is perpendicular to it and which extends from the center to its periphery.
В варианте технического решения над летательным аппаратом установлен воздушный шар, заполненный аргоном и соединенный с аппаратом с помощью леера.In a variant of the technical solution, a balloon is installed over the aircraft, filled with argon and connected to the device using a rail.
В варианте технического решения расширяющаяся часть воронкообразного приемника снабжена закругленными краями.In an embodiment of the technical solution, the expanding part of the funnel-shaped receiver is provided with rounded edges.
Наличие летательного аппарата, выполненного легче воздуха и имеющего аэродинамический профиль, состоящий из нижней сферической и плоской верхней поверхностей, позволяет устанавливать аппарат на определенной высоте, где ветры дуют, как правило, постоянно, а их сила значительно выше, чем на поверхности. При этом создается сила, действующая на аппарат, тянущая его вверх. Аэродинамический профиль способствует образованию второй силы, направленной вниз. Наличие этих двух сил вынуждает аппарат колебаться, приводя в движение прикрепленные к аппарату механические элементы конструкции.The presence of an aircraft made lighter than air and having an aerodynamic profile, consisting of a lower spherical and flat upper surfaces, allows you to install the device at a certain height, where the winds blow, as a rule, constantly, and their strength is much higher than on the surface. This creates a force acting on the apparatus, pulling it up. The aerodynamic profile promotes the formation of a second downward force. The presence of these two forces forces the apparatus to oscillate, setting in motion the mechanical structural elements attached to the apparatus.
Воронкообразный приемник с воронкой, обращенной к летательному аппарату, с закругленными краями, через который проходит трос, необходим для того, чтобы боковые колебания троса не сказывались на деталях рабочего органа.A funnel-shaped receiver with a funnel facing the aircraft, with rounded edges through which the cable passes, is necessary so that lateral vibrations of the cable do not affect the details of the working body.
Применение рабочего органа, состоящего из электрического генератора с поступательным движением якоря, сочлененным с тросом ниже воронкообразного приемника с помощью зажима, и пружины сжатия-растяжения позволяет преобразовывать колебательные движения летательного аппарата в электрическую энергию.The use of a working body, consisting of an electric generator with translational movement of the armature, articulated with a cable below the funnel-shaped receiver by means of a clamp, and a compression-tension spring allows the vibrational movements of the aircraft to be converted into electrical energy.
Наличие козырька на верхней поверхности летательного аппарата, выходящего за границы периметра верхней поверхности, приводит к тому, что во время движения под влиянием аэродинамического эффекта аппарата вниз, на козырек будет действовать сила воздушного сопротивления, стремящаяся повернуть аппарат боком к направлению вертикального перемещения. Благодаря этому, будет происходить дополнительное изменение баланса сил, действующих на аппарат, даже при постоянном и слабом воздушном потоке. В результате колебательный процесс будет происходить более интенсивно, что повысит энергетическую отдачу системы.The presence of a visor on the upper surface of the aircraft, extending beyond the perimeter of the upper surface, leads to the fact that during movement under the influence of the aerodynamic effect of the device down, the force of air resistance will act on the visor, tending to turn the device sideways to the direction of vertical movement. Due to this, there will be an additional change in the balance of forces acting on the device, even with a constant and weak air flow. As a result, the oscillatory process will occur more intensively, which will increase the energy return of the system.
Применение киля, плоскость которого перпендикулярна плоскости верхней поверхности аппарата, обеспечивает его стабилизацию по отношению к ветру.The use of a keel, the plane of which is perpendicular to the plane of the upper surface of the apparatus, ensures its stabilization with respect to the wind.
Воздушный шар, заполненный аргоном и соединенный с аппаратом, повышает несущие способности аппарата.A balloon filled with argon and connected to the device increases the carrying capacity of the device.
Закругленные края расширяющейся части воронкообразного приемника предупреждают истирание троса при колебаниях аппарат под действием ветра.The rounded edges of the expanding part of the funnel-shaped receiver prevent the abrasion of the cable when the apparatus vibrates under the influence of wind.
Заявленное изобретение иллюстрируется чертежами.The claimed invention is illustrated by drawings.
На фиг.1 представлена принципиальная механическая схема устройства, выполняющего функции преобразования энергии ветра.Figure 1 presents a schematic mechanical diagram of a device that performs the function of converting wind energy.
На фиг.2, показан привязной летательный аппарат с козырьком, вид сбоку.Figure 2, shows a tethered aircraft with a visor, side view.
На фиг.3 изображен привязной летательный аппарат с козырьком и килем, вид сверху.Figure 3 shows a tethered aircraft with a visor and keel, top view.
Фиг.4 демонстрирует привязной летательный аппарат с дополнительным воздушным шаром.Figure 4 shows a tethered aircraft with an additional balloon.
Преобразователь энергии ветра в электрическую энергию устроен следующим образом.The converter of wind energy into electrical energy is arranged as follows.
Пустотелый, летательный аппарат 1 (фиг.1) выполнен легче воздуха и имеет аэродинамический профиль, состоящий из нижней сферической 2 и плоской верхней поверхностей 3. Аппарат 1 может быть изнутри наполнен аргоном. С нижней стороны аппарат сочленен с тросом 4 с помощью трех, расходящихся от троса лееров 5. В нижней части трос проходит через жестко закрепленный воронкообразный приемник 6 с воронкой с закругленными краями (не обозначены), обращенной к летательному аппарату. Внутренняя поверхность приемника 5 имеет специальное покрытия, снижающее трение троса о его стенки. Трос 4 сочленен с лебедкой 7. В нижней части троса 4, ниже воронкообразного приемника 6, на тросе установлен передвижной зажим 8 с зажимным болтом 9. К зажиму 8 с помощью жесткого стрежня 10 прикреплен вал 11 якоря 12 с поступательным движением. Вал 11 проходит через неподвижный подшипник скольжения 13. Снизу якоря 11 имеется вал 14, проходящий через неподвижный подшипник скольжения 15. Подшипники 13 и 15 установлены на одной оси. Якорь 11 расположен внутри неподвижного статора 16 электрического генератора. Нижний конец вала 14 сочленен с пружиной сжатия-растяжения 17, а нижний конец пружины жестко соединен с неподвижной поверхностью (не обозначена).A hollow, aircraft 1 (FIG. 1) is lighter than air and has an aerodynamic profile consisting of a lower spherical 2 and a flat
В варианте технического решения верхняя поверхность 3 летательного аппарата 1 снабжена козырьком 18 (фиг.2, 3, 4), выходящим за границы периметра верхней поверхности, что придает аппарату ассиметричную форму. Козырек выполнен из легкого пластмассового материала и имеет небольшую толщину, причем его плоскость является продолжением верхней поверхности 3. Кроме того, верхняя часть летательного аппарата имеет киль 19, стабилизирующий положение летательного аппарата по отношению к ветру. Киль выполнен из легкого материала, имеет небольшую толщину и проходит от центра поверхности 3 до ее периферии по оси симметрии.In an embodiment of the technical solution, the
В варианте технического решения летательный аппарат 1 имеет дополнительно воздушный шар 20 (фиг.4), заполненный аргоном. Шар находится над летательным аппаратом 1 и соединен с последним с помощью леера 21.In a variant of the technical solution, the aircraft 1 has an additional balloon 20 (Fig. 4) filled with argon. The ball is located above the aircraft 1 and is connected to the latter with the help of the
Преобразователь энергии ветра в электрическую энергию действует следующим образом. С помощью лебедки 4 летательный аппарат поднимают на определенную высоту, стопорят лебедку и закрепляют зажим 9. Ветер, как правило, дующий на высоте, воздействует на летательный аппарат 1. Последний за счет аэродинамического эффекта, определяемого разностью скоростей ветровых потоков, обтекающих его с верхней 3 и нижней поверхности 2, будет стремиться двигаться вниз, уменьшая растягивающую силу, действующую на пружину 17. Таким образом, на аппарат действуют две силы, одна из которых стремится поднять его вверх, а вторая опустить вниз. Из-за того, что ветер всегда дует с переменной скоростью, аппарат 1 будет совершать колебательные движения вверх - вниз. Эти движения передаются через трос 4, зажим 9 и стрежень 10 на пружину 17 и приводят к ее попеременному сжатию и растяжению. Колебательные движения пружины заставляют якорь 12 также совершать возвратно-поступательные движения, которые вызывают появление электрического напряжения на обмотках статора 16, которое и используется для получения электрической энергии. Эту энергию можно использовать для различных бытовых и хозяйственных нужд.The converter of wind energy into electrical energy operates as follows. Using a
При наличии козырька 18 (фиг.2, 3) во время движения под влиянием ветра аппарата 1 вниз, на козырек будет действовать односторонняя сила воздушного сопротивления, направленная вертикально. Аппарат будет разворачиваться боком по отношению к ветру, и действие аэродинамического эффекта ослабевает. Аппарат начнет снова подниматься вверх, стремясь занять первоначальное положение. Далее процесс будет повторяться. Благодаря этому будет происходить дополнительное изменение баланса сил, действующих на аппарат, даже при постоянном воздушном потоке. В результате колебательный процесс будет совершаться более интенсивно, что повысит энергетическую отдачу системы.In the presence of a visor 18 (Fig.2, 3) during movement under the influence of the wind of the apparatus 1 downward, the unilateral force of air resistance directed vertically will act on the visor. The device will turn sideways in relation to the wind, and the aerodynamic effect weakens. The device will begin to rise again, trying to take its original position. Next, the process will be repeated. Due to this, an additional change in the balance of forces acting on the apparatus will occur, even with a constant air flow. As a result, the oscillatory process will occur more intensively, which will increase the energy return of the system.
Применение киля 19 (фиг.2-4), плоскость которого перпендикулярна плоскости верхней поверхности аппарата, обеспечивает его стабилизацию по отношению к ветру.The use of the keel 19 (Fig.2-4), the plane of which is perpendicular to the plane of the upper surface of the apparatus, ensures its stabilization in relation to the wind.
Воздушный шар 20 (фиг.4), заполненный аргоном и соединенный с аппаратом повышает несущие способности аппарата.Balloon 20 (figure 4), filled with argon and connected to the apparatus increases the bearing capacity of the apparatus.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008142584/06A RU2380569C1 (en) | 2008-10-27 | 2008-10-27 | Conversion of wind power into electric power |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008142584/06A RU2380569C1 (en) | 2008-10-27 | 2008-10-27 | Conversion of wind power into electric power |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2380569C1 true RU2380569C1 (en) | 2010-01-27 |
Family
ID=42122169
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008142584/06A RU2380569C1 (en) | 2008-10-27 | 2008-10-27 | Conversion of wind power into electric power |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2380569C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2471086C2 (en) * | 2011-02-14 | 2012-12-27 | Виктор Михайлович Коршунов | Wind generator |
RU2492356C1 (en) * | 2012-05-02 | 2013-09-10 | Константин Серафимович Павлович | Method to convert energy of air or water flow currents and power plant for its realisation |
RU2576396C2 (en) * | 2010-03-31 | 2016-03-10 | Китэнерджи С.Р.Л. | Actuators for control over flight of structural profile of wing for conversion of wind energy into electric or mechanical power |
-
2008
- 2008-10-27 RU RU2008142584/06A patent/RU2380569C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2576396C2 (en) * | 2010-03-31 | 2016-03-10 | Китэнерджи С.Р.Л. | Actuators for control over flight of structural profile of wing for conversion of wind energy into electric or mechanical power |
RU2471086C2 (en) * | 2011-02-14 | 2012-12-27 | Виктор Михайлович Коршунов | Wind generator |
RU2492356C1 (en) * | 2012-05-02 | 2013-09-10 | Константин Серафимович Павлович | Method to convert energy of air or water flow currents and power plant for its realisation |
WO2013165271A1 (en) * | 2012-05-02 | 2013-11-07 | Pavlovich Konstantin Serafimovich | Method and power plant for converting energy from air or water flows |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2006342737B2 (en) | Aeolian system comprising power wing profiles and process for producing electric energy | |
US6914345B2 (en) | Power generation | |
US9222465B2 (en) | Non-rotating wind energy generator | |
EP1913203B1 (en) | A device for capturing energy from a fluid flow | |
EP2245299B1 (en) | Wave energy conversion apparatus | |
RU2380569C1 (en) | Conversion of wind power into electric power | |
EP3513065A1 (en) | Electrical power generator | |
CN103443447B (en) | System and method for extracting energy from sea waves | |
AU2012395906A1 (en) | Wind energy conversion system with kites towing modules on a rail | |
CN107829869A (en) | Based on tension leg platform (TLP) vertical axis windmill two to wave energy apparatus marine tidal-current energy device integrated morphology | |
EP2697509A1 (en) | Non-rotating wind energy generator | |
CN217421415U (en) | Umbrella-shaped wind power device capable of deviating and umbrella-shaped wind energy conversion system | |
JP4204661B2 (en) | Lightweight wind turbine generator | |
RU2492356C1 (en) | Method to convert energy of air or water flow currents and power plant for its realisation | |
RU2379545C1 (en) | Method of converting kinetic wind energy | |
KR101943752B1 (en) | Aerial wind power generator | |
CN114922786A (en) | Blade-free wind generating set based on vortex-induced vibration | |
US11841000B2 (en) | Method and a device for dampening movement in a multiple rotor wind turbine located at sea | |
CN210509477U (en) | Sail leaf type wind power generation device | |
RU2491445C1 (en) | Method to convert energy of air or water flow currents | |
KR20150050661A (en) | Yacht for private power station using wave force | |
WO2015026309A1 (en) | High-altitude wind-energy installation (variants) | |
CN106762399B (en) | Umbrella-shaped wind energy conversion system and control method thereof | |
WO2017153785A2 (en) | A power generation system | |
RU177582U1 (en) | DEVICE FOR TRANSFORMING ENERGY OF FLOW FLOW |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181028 |