RU2479749C1 - Wind-driven power plant - Google Patents
Wind-driven power plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2479749C1 RU2479749C1 RU2011139447/06A RU2011139447A RU2479749C1 RU 2479749 C1 RU2479749 C1 RU 2479749C1 RU 2011139447/06 A RU2011139447/06 A RU 2011139447/06A RU 2011139447 A RU2011139447 A RU 2011139447A RU 2479749 C1 RU2479749 C1 RU 2479749C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- energy
- pontoon
- platform
- energy converter
- semi
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction
Abstract
Description
Изобретение относится к области малой энергетики и может быть использовано для создания ветроэнергетических станций.The invention relates to the field of small energy and can be used to create wind power stations.
Известна ветроэнергетическая установка, содержащая ветровоспринимающие рабочие органы, установленные на кольцевом понтоне, и преобразователь энергии, кинематически связанный с понтоном (см. а.с. СССР №1719713, МКИ5 F03D 3/06, 1992 г.).Known wind power installation containing wind-sensing working bodies mounted on an annular pontoon, and an energy converter kinematically connected with the pontoon (see AS USSR No. 1719713, MKI 5 F03D 3/06, 1992).
Недостаток этого решения выражается в усложнении передачи механической энергии на электрогенераторы, особенно при увеличении размеров колеса, что вызвано наличием сил радиального смещения понтона при его вращении. Таким образом, понтон эффективно взаимодействует только с теми генераторами, в направлении которых действует названная сила. Кроме того, необходимость сооружения кольцевого канала (или, по крайней мере, монтирования нескольких опорных элементов (ограничителей) по внешнему периметру понтона) существенно усложняет и удорожает монтаж установки.The disadvantage of this solution is expressed in the complication of the transfer of mechanical energy to electric generators, especially with increasing wheel sizes, which is caused by the presence of radial displacement forces of the pontoon during its rotation. Thus, the pontoon effectively interacts only with those generators in the direction of which the named force acts. In addition, the need to construct an annular channel (or at least mount several support elements (stops) along the outer perimeter of the pontoon) significantly complicates and increases the cost of installation.
Известна также ветроэнергетическая установка, содержащая преобразователь энергии, выполненный с возможностью преобразования энергии вращения, кольцевой понтон, размещенный с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, поворотные лопасти, установленные на кольцевом понтоне, выполненные с возможностью вращения вокруг вертикальных осей, гибкие тяги, связанные с кольцевым понтоном и со ступицей преобразователя энергии, установленной с возможностью вращения соосно с кольцевым понтоном, кинематический механизм, выполненный с возможностью передачи энергии вращения кольцевого понтона на приемный узел преобразователя энергии (патент РФ №2330989, МПК F03D 3/06, 2008 г.).Also known is a wind power installation comprising an energy converter configured to convert rotational energy, an annular pontoon rotatably rotatable about a vertical axis, rotary blades mounted on an annular pontoon rotatable around vertical axes, flexible rods connected with an annular pontoon and with the hub of the energy transducer mounted rotatably coaxially with the annular pontoon, a kinematic mechanism configured to the ability to transfer rotational energy of the ring pontoon to the receiving unit of the energy converter (RF patent No. 2330989, IPC F03D 3/06, 2008).
Недостаток этого решения выражается в больших гидродинамических потерях энергии и низкой производительности, поскольку плавучая платформа выполнена вращающейся.The disadvantage of this solution is expressed in large hydrodynamic energy losses and low productivity, since the floating platform is made rotating.
Известна также ветроэнергетическая установка, содержащая лопасти, установленные на кольцевом понтоне, выполненном с возможностью вращения относительно вертикальной оси, преобразователь энергии, выполненный с возможностью преобразования энергии вращения, размещенный на платформе, охваченной кольцевым понтоном, кинематический механизм, выполненный с возможностью передачи энергии вращения кольцевого понтона на приемный узел преобразователя энергии (патент РФ №2118705, МКИ6 F03D 3/06, 1998 г.).Also known is a wind power installation comprising blades mounted on an annular pontoon rotatably relative to a vertical axis, an energy converter configured to convert rotational energy located on a platform covered by an annular pontoon, a kinematic mechanism configured to transmit rotational energy of the annular pontoon to the receiving node of the energy converter (RF patent No. 2118705, MKI 6 F03D 3/06, 1998).
Недостаток прототипа заключается в невозможности размещения ветроэнергетической установки на глубоководном участке шельфа, так как платформа в известном решении выполнена стационарной.The disadvantage of the prototype is the impossibility of placing a wind power installation in the deepwater section of the shelf, since the platform in the known solution is stationary.
Задача, на решение которой направлено заявляемое решение, выражается в снятии ограничений по месту размещения ветроэнергетической установки на водной поверхности.The problem to which the claimed solution is directed is expressed in the removal of restrictions on the location of the wind power installation on the water surface.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в расширении возможных мест размещения ветроэнергетических установок за счет свободной поверхности шельфа морей с глубинами свыше 50 метров в зоне наиболее сильных и стабильных ветров с малой турбулентностью, что также обеспечивает увеличение выработки электроэнергии.The technical result achieved in solving the problem is expressed in expanding the possible locations of wind power plants due to the free surface of the shelf of the seas with depths of more than 50 meters in the zone of the strongest and most stable winds with low turbulence, which also ensures an increase in electricity generation.
Поставленная задача решается тем, что ветроэнергетическая установка, содержащая лопасти, установленные на кольцевом понтоне, выполненном с возможностью вращения относительно вертикальной оси, преобразователь энергии, выполненный с возможностью преобразования энергии вращения, размещенный на надводной части платформы, охваченной кольцевым понтоном, кинематический механизм, выполненный с возможностью передачи энергии вращения кольцевого понтона на приемный узел преобразователя энергии, отличается тем, что платформа содержит оснащенную преобразователем энергии надводную часть, жестко связанную с плавучим основанием, погруженным ниже поверхности воды, при этом она снабжена средствами позиционирования в виде якорей, связанных с ней гибкими элементами, кроме того, плавучее основание снабжено не менее чем тремя полупогружными плавучими корпусами, жестко связанными с ним в подводной его части, размещенными равномерно с внешней стороны кольцевого понтона. При этом полупогружные водоизмещающие корпуса выполнены вытянутыми в направлении радиуса кольцевого понтона.The problem is solved in that the wind power installation containing blades mounted on an annular pontoon rotatably relative to the vertical axis, an energy transducer configured to convert rotational energy located on the surface of the platform covered by the annular pontoon, a kinematic mechanism made with the ability to transfer rotational energy of the ring pontoon to the receiving node of the energy Converter, characterized in that the platform contains the above-water part, rigidly connected to the floating base, submerged below the surface of the water, while it is equipped with positioning means in the form of anchors connected with flexible elements, in addition, the floating base is equipped with at least three semi-submersible floating bodies, rigidly connected with him in the underwater part, placed evenly on the outside of the annular pontoon. In this case, semi-submersible displacement bodies are made elongated in the direction of the radius of the annular pontoon.
Сопоставительный анализ существенных признаков заявляемого решения и существенных признаков аналогов и прототипа свидетельствуют о его соответствии критерию "новизна".A comparative analysis of the essential features of the proposed solution and the essential features of analogues and prototype indicate its compliance with the criterion of "novelty."
При этом признаки отличительной части формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.In this case, the features of the characterizing part of the claims solve the following functional tasks.
Признак "… оснащенную преобразователем энергии надводную часть, жестко связанную с плавучим основанием, погруженным ниже поверхности воды, …" позволяет размещать ветроэнергетическую установку на участках шельфа с глубинами свыше 50 метров, где использование стационарной платформы является невозможным или нерентабельным.The sign "... a surface part equipped with an energy converter, rigidly connected to a floating base submerged below the water surface ..." allows you to place a wind power installation on shelf sections with depths greater than 50 meters, where the use of a stationary platform is impossible or unprofitable.
Признак "… снабжена средствами позиционирования в виде якорей, связанных с ней гибкими элементами, …" позволяет обеспечить удержание плавучего основания от дрейфа по поверхности воды. А наличие гибких элементов облегчает работу конструкции при волнении и колебании уровня воды.The sign "... is equipped with positioning means in the form of anchors, flexible elements connected with it, ..." allows to keep the floating base from drift on the surface of the water. And the presence of flexible elements facilitates the work of the structure during waves and fluctuations in water level.
Признаки "… плавучее основание снабжено не менее чем тремя полупогружными плавучими корпусами, жестко связанными с ним в подводной его части, размещенными равномерно с внешней стороны кольцевого понтона, …" позволяют обеспечить удержание в допустимых пределах наклона плавучего основания платформы при действии ветра произвольного направления.The signs "... the floating base is equipped with at least three semi-submersible floating hulls rigidly connected with it in its underwater part, placed evenly on the outer side of the annular pontoon, ..." allow keeping the inclination of the floating base of the platform under the influence of wind of arbitrary direction.
Признак второго пункта формулы изобретения позволяет увеличить массу присоединенной воды при колебаниях крутящего момента ветроэнергетической установки и тем самым уменьшить динамическую составляющую растягивающих усилий в гибких элементах и уменьшить массу якорей.The sign of the second claim allows to increase the mass of the attached water during fluctuations in the torque of the wind power installation and thereby reduce the dynamic component of the tensile forces in the flexible elements and reduce the mass of the anchors.
На фиг.1 изображена ветроэнергетическая установка в горизонтальном виде и на фиг.2 - вид сверху.Figure 1 shows the wind power installation in horizontal form and figure 2 is a top view.
На чертежах показаны платформа 1, кольцевой понтон 2, кинематический механизм 3, приемный узел 4 преобразователя энергии, лопасть 5, вертикальная ось вращения 6 кольцевого понтона 2, якорь 7, дно водоема 8, гибкие элементы 9 и 10, точка 11 закрепления гибких элементов 9 и 10 к плавучему основанию 12 платформы 1, надводная часть 13 платформы 1, герметичная колонна 14, полупогружной водоизмещающий корпус 15.The drawings show a
Ветроэнергетическая установка содержит платформу 1, охваченную кольцевым понтоном 2, кинематический механизм 3, выполненный с возможностью передачи энергии вращения кольцевого понтона 2 на приемный узел 4 преобразователя энергии (преобразователь энергии полностью на чертежах не показан).The wind power installation comprises a
На кольцевом понтоне 2 установлены лопасти 5 и выполнен он с возможностью вращения относительно вертикальной оси 6.On the
Платформа 1 выполнена плавучей и снабжена средствами позиционирования, включающими как минимум шесть якорей 7, размещенных на дне 8, преимущественно попарно, связанных с платформой 1 гибкими элементами (тросами или цепями) 9 и 10 так, что проекция на горизонтальную плоскость одного гибкого элемента 9 ориентирована радиально к оси вращения 6 кольцевого понтона 2, а проекция второго гибкого элемента 10 ориентирована касательно, причем скрепленный с ним якорь 7 смещен в сторону, противоположную направлению вращения кольцевого понтона 2 относительно точки 11 закрепления гибких элементов 9 и 10 на плавучем основании 12. При этом платформа 1 содержит плавучее основание 12 и снабженную преобразователем энергии 4 надводную часть 13, связанную с плавучим основанием 12, полностью погруженным в воду, герметичными колоннами 14. Кроме того, платформа 1 содержит не менее трех полупогружных водоизмещающих корпусов 15, размещенных равномерно с внешней стороны кольцевого понтона 2 и жестко связанных с плавучим основанием 12 платформы в подводной его части. При этом полупогружные водоизмещающие корпуса 15 выполнены вытянутыми в направлении радиуса кольцевого понтона 2.The
Ветроэнергетическая установка работает следующим образом.Wind power installation works as follows.
Ветроэнергетическую установку транспортируют к месту размещения в сборе на плаву путем буксировки. В заданном месте шельфовой зоны устанавливают якоря 7 на дно 8. Прикрепляют якоря 7 гибкими элементами 9 и 10 к плавучему основанию 12 платформы 1 в точках 11. При этом гибкие элементы 9 через прикрепленные к ним якоря 7 обеспечивают стабильное положение платформы 1 в горизонтальной плоскости, а вытесняемый объем плавучего основания 12, герметичных колонн 14 и полупогружных водоизмещающих корпусов 15 обеспечивает стабильность вертикального положения платформы 1.The wind power installation is transported to the place of assembly in the afloat by towing. In a given place of the shelf zone,
Ветровой поток, воздействующий на лопасти 5, создает крутящий момент, который через кинематический механизм 3 передается на приемный узел 4 преобразователя энергии, а с преобразователя энергии - на платформу 1. Этот крутящий момент уравновешивается моментом, создаваемым горизонтальными составляющими растягивающих сил в гибких элементах 10. При этом динамическая составляющая крутящего момента, возникающая из-за порывов ветра, сглаживается инерционностью платформы 1 и больших присоединенных масс воды, чему способствует некруговая форма плавучего основания 12 и вытянутая в радиальном направлении форма полупогружных водоизмещающих корпусов 15. Аэродинамическая сила в горизонтальной плоскости, передаваемая через кинематический механизм 3 на платформу 1, создает перекашивающий момент, приводит к некоторому наклону плавучего основания 12 и, следовательно, к частичному заглублению водоизмещающих корпусов 15 на подветренной стороне ветроэнергетической установки и частичному всплытию водоизмещающих корпусов 15 на ее наветренной стороне. Возникающая при этом разница архимедовых сил компенсирует перекашивающий момент, оставляя наклон платформы 1 в допустимых пределах.The wind flow acting on the
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011139447/06A RU2479749C1 (en) | 2011-09-27 | 2011-09-27 | Wind-driven power plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011139447/06A RU2479749C1 (en) | 2011-09-27 | 2011-09-27 | Wind-driven power plant |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011139447A RU2011139447A (en) | 2013-04-10 |
RU2479749C1 true RU2479749C1 (en) | 2013-04-20 |
Family
ID=49151609
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011139447/06A RU2479749C1 (en) | 2011-09-27 | 2011-09-27 | Wind-driven power plant |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2479749C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109715938A (en) * | 2016-09-09 | 2019-05-03 | 西门子歌美飒可再生能源公司 | Transition piece for wind turbine |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2118705C1 (en) * | 1996-12-03 | 1998-09-10 | Дальневосточный государственный технический университет | Windmill electric generating plant |
US6294844B1 (en) * | 1997-07-07 | 2001-09-25 | Lagerwey Windturbine B.V. | Artificial wind turbine island |
RU2330989C1 (en) * | 2006-12-21 | 2008-08-10 | Дальневосточный государственный технический университет | Wind mill power generating unit |
RU2381381C1 (en) * | 2008-06-03 | 2010-02-10 | Институт автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения Российской академии наук (статус государственного учреждения) (ИАПУ ДВО РАН) | Windmill |
RU2405969C1 (en) * | 2009-07-08 | 2010-12-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дальневосточный государственный технический университет (ДВПИ им. В.В. Куйбышева) | Wind-driven power plant on water surface |
-
2011
- 2011-09-27 RU RU2011139447/06A patent/RU2479749C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2118705C1 (en) * | 1996-12-03 | 1998-09-10 | Дальневосточный государственный технический университет | Windmill electric generating plant |
US6294844B1 (en) * | 1997-07-07 | 2001-09-25 | Lagerwey Windturbine B.V. | Artificial wind turbine island |
RU2330989C1 (en) * | 2006-12-21 | 2008-08-10 | Дальневосточный государственный технический университет | Wind mill power generating unit |
RU2381381C1 (en) * | 2008-06-03 | 2010-02-10 | Институт автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения Российской академии наук (статус государственного учреждения) (ИАПУ ДВО РАН) | Windmill |
RU2405969C1 (en) * | 2009-07-08 | 2010-12-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дальневосточный государственный технический университет (ДВПИ им. В.В. Куйбышева) | Wind-driven power plant on water surface |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109715938A (en) * | 2016-09-09 | 2019-05-03 | 西门子歌美飒可再生能源公司 | Transition piece for wind turbine |
CN109715938B (en) * | 2016-09-09 | 2021-08-03 | 西门子歌美飒可再生能源公司 | Transition piece for wind turbine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011139447A (en) | 2013-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8487471B2 (en) | Floating wind turbine with turbine anchor | |
US10233904B2 (en) | Wind turbine with anchoring assembly | |
EP2727813B1 (en) | Column-stabilized offshore platform with water-entrapment plates and asymmetric mooring system for support of offshore wind turbines | |
US8466577B2 (en) | Wind turbine with adjustable electrical generator | |
US8937395B2 (en) | Ocean floor mounting of wave energy converters | |
WO2016029623A1 (en) | Wave amplification power-generating boat | |
RU2461732C1 (en) | Wind-driven power plant | |
RU2479749C1 (en) | Wind-driven power plant | |
RU113307U1 (en) | WIND POWER PLANT | |
KR101390866B1 (en) | Floating wind power generator | |
WO2019190387A1 (en) | A floating vertical axis wind turbine with peripheral water turbine assemblies and a method of operating such | |
RU2722760C1 (en) | Sailing power plant converting flow energy of two media | |
RU110139U1 (en) | WIND POWER PLANT | |
NO338027B1 (en) | wave Turbine | |
JP2015017550A (en) | Ocean flow power generator | |
RU2745173C1 (en) | Sailing power plant | |
CA3234230A1 (en) | Renewable energy system mounting apparatus and buoyant platform | |
RU119820U1 (en) | WIND POWER PLANT | |
CN117842291A (en) | Marine floating type photovoltaic platform |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20170531 |