RU2639458C2 - Автономная энергетическая установка - Google Patents

Автономная энергетическая установка Download PDF

Info

Publication number
RU2639458C2
RU2639458C2 RU2015135605A RU2015135605A RU2639458C2 RU 2639458 C2 RU2639458 C2 RU 2639458C2 RU 2015135605 A RU2015135605 A RU 2015135605A RU 2015135605 A RU2015135605 A RU 2015135605A RU 2639458 C2 RU2639458 C2 RU 2639458C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
generator
solar
power
hydrogen
installation according
Prior art date
Application number
RU2015135605A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2015135605A (ru
Inventor
Евгений Валерьевич Николаев
Александр Абрамович Виноградов
Original Assignee
Евгений Валерьевич Николаев
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 Евгений Валерьевич Николаев filed Critical Евгений Валерьевич Николаев
Priority to RU2015135605A priority Critical patent/RU2639458C2/ru
Publication of RU2015135605A publication Critical patent/RU2015135605A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2639458C2 publication Critical patent/RU2639458C2/ru

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D9/00Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/10Combinations of wind motors with apparatus storing energy
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D9/00Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/10Combinations of wind motors with apparatus storing energy
    • F03D9/19Combinations of wind motors with apparatus storing energy storing chemical energy, e.g. using electrolysis
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D9/00Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/25Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D9/00Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/28Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being a pump or a compressor
    • 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
    • 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
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/16Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids
    • 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
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/36Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
    • 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
    • Y02E70/00Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
    • 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
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

Изобретение относится к электроэнергетике. Автономная энергетическая установка, содержащая ветроэлектрогенератор башенного типа с движителем в виде трехлопастного ротора с горизонтальной осью вращения, солнечный фотоэлектрический панельный генератор, дизельный электрогенератор с блоком для плавного регулирования мощности, группу мачтовых вибрационно-индукторных электрогенераторов для резервной подпитки установки, ванадиевую проточную батарею элементов окислительно-восстановительного цикла с емкостями для анодного и катодного электролитов и циркуляционными насосами или батарею твердооксидных топливных элементов проточного типа с электролизером водорода в метан или электролизером водорода в металлогидридные соединения, насосами для закачки метана, водорода и кислорода в ресиверы, коммутатор с функцией интеллектуального управления источниками и защиты сети от коротких замыканий и перенапряжений, литий-ионную аккумуляторную батарею, при этом каждые из вышеуказанных генераторов и батарей используются как основной или как резервный источник питания потребителей по факту выработки электроэнергии или ее накопления в количестве, соответствующем потребности потребителей в энергоснабжении. Изобретение направлено на круглогодичное бесперебойное энергоснабжение поселков и городков, расположенных в высоких широтах. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности ветроэнергетики, а именно к установкам, предназначенным для круглогодичного гарантированного энергообеспечения изолированных поселков и городков, расположенных в высоких широтах (Северный Морской путь, арктический шельф и т.п.).
Известна гелиоветростанция, содержащая ствол с подшипником и корпусом, солнечные панели и ветроколеса, отличающаяся тем, что подшипник выполнен упорным, в корпусе размещена распределительная камера с днищем, соединенная спереди через переходник с раструбом, а сзади - через перегородки с выходными патрубками, при этом ветроколесо установлено на переходнике, а его горизонтальный вал связан с сумматором, находящимся в средней части распределительной камеры и соединенным через вертикальный вал с карусельным ветродвигателем, установленным сверху корпуса, горизонтальные валы связаны с электрогенераторами, прикрепленными сбоку корпуса, причем внутри корпуса, за поперечной перегородкой, в верхней его части установлены ветроколеса, связанные через горизонтальный вал с электрогенераторами, расположенными с боков выходных патрубков, а под перегородкой на валу установлена регулирующая заслонка, каркасы солнечных панелей одной стороной прикреплены к электрогенераторам, а с другой стороны - к кронштейнам, жестко связанным с выходными отверстиями патрубков, причем каркас солнечной панели, расположенный сзади по оси корпуса, прикреплен кронштейнами к тыльной части патрубков и их выходным отверстиям.
Недостатком этой гелиоветростанции является отсутствие в ее комплекте дополнительного энергетического блока, который давал бы энергию при работе солнечных панелей и ветроустановки не на их полную мощность (в темное время суток и при слабом ветре), то есть такая гелиоветростанция не может надежно обеспечивать электроэнергией изолированные объекты круглосуточно и круглогодично.
Известны также способ и устройство для производства энергии, заключающиеся в том, что выработку энергии производят за счет вращения рабочих лопаток ветром, ускоренным сооружением, выполненным в виде сопла Лаваля в верхней части, а в нижней - представляющим из себя плоскость, и за счет солнечных батарей, а также за счет солнечных лучей, которые попадают на батарею, за счет их отражения от внутренней плоскости сопла Лаваля, при этом выработка электроэнергии может происходить как от солнечных лучей, так и от ветровых потоков, причем ветровой поток направляет станцию с целью его захвата, а если отсутствует ветровой поток, станция направляется за улавливанием солнечных лучей [2].
В этом техническом решении, если отсутствует ветровой поток, станция направляется за улавливанием солнечных лучей, иными словами, единственными источниками энергии здесь служат ветер и солнце, однако и они не всегда могут работать с нужной оптимальной производительностью, например, в ночное время и при безветрии. Как итог, и данное устройство для производства энергии нельзя рассматривать как универсальный для любых условий окружающей среды источник электроэнергии.
Заявитель ставил перед собой задачу исключить вышеуказанные недостатки известных технических решений аналогичного назначения, то есть создать универсальную энергетическую установку, способную надежно автономно работать в любых условиях окружающей среды, а именно при безветрии и во время полярной ночи одновременно, достигая бесперебойного энергообеспечения изолированных поселков и городков, расположенных в высоких широтах при минимальном расходе дизельного топлива или даже при полном отказе от него. Вышеотмеченный положительный технический результат был достигнут за счет новой совокупности существенных конструктивных признаков заявленной автономной энергетической установки, изложенной в нижеследующей формуле изобретения: «автономная энергетическая установка, содержащая ветроэлектрогенератор башенного типа с движителем в виде трехлопастного ротора с горизонтальной осью вращения, солнечный фотоэлектрический панельный генератор, дизельный электрогенератор с блоком для плавного регулирования мощности, группу мачтовых вибрационно-индукторных электрогенераторов для резервной подпитки установки, ванадиевую проточную батарею элементов окислительно-восстановительного цикла с емкостями для анодного и катодного электролитов и циркуляционными насосами или батарею твердооксидных топливных элементов проточного типа с электролизером водорода в метан или электролизером водорода в металлогидридные соединения, насосами для закачки метана, водорода и кислорода в ресиверы, коммутатор с функцией интеллектуального управления источниками и защиты сети от коротких замыканий и перенапряжений, литий-ионную аккумуляторную батарею, при этом каждые из вышеуказанных генераторов и батарей используется как основной или как резервный источник питания потребителей по факту выработки электроэнергии или ее накопления в количестве, соответствующем потребности потребителей в энергоснабжении; соотношение номинальных мощностей ветроэлектрогенератора башенного типа, солнечного фотоэлектрического панельного генератора, дизельного электрогенератора и группы мачтовых вибрационно-индукторных электрогенераторов взято в процентном отношении как 100%, 75%, 35%, 20% соответственно; солнечный фотоэлектрический панельный генератор выполнен двухкомпонентным и состоит из двух слоев солнечных элементов для приема и преобразования максимального по спектру излучения количества солнечной энергии; солнечный фотоэлектрический панельный генератор выполнен на основе сенсибилизированных красителем солнечных элементов, причем в качестве красителя выбран перилен с широким спектром поглощения солнечного света твердотельными солнечными элементами; электролизер, ресиверы и батарея твердооксидных топливных элементов проточного типа снабжены герметичными кожухами, содержащими инертный газ при атмосферном давлении и оборудованными блоками автоматического контроля герметичности; панели солнечных фотоэлементов расположены под углом наклона к югу, соответствующим широте местности; предусмотрено ограничение выдаваемой ветроэлектрогенератором мощности на 15-20% при температуре окружающего воздуха ниже 40°С».
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена блок-схема автономной энергетической установки, выполненной согласно настоящему изобретению; на фиг. 2 показан вариант указанной блок-схемы долгосрочного аккумулирования энергии; на фиг. 3 приведен график усредненных скоростей ветра в течение одного из летних месяцев (метеостанция в районе г. Охотска).
Предлагаемая автономная энергетическая установка (фиг. 1) состоит: из ветроэлектрогенератора 1 башенного типа с движителем в виде трехлопастного ротора с горизонтальной осью вращения, солнечного фотоэлектрического панельного генератора 2, дизельного электрогенератора 3 с блоком для плавного регулирования мощности, группы мачтовых вибрационно-индукторных электрогенераторов 4 для резервной подпитки установки (при малых скоростях ветра или при выводе основного ветроэлектрогенератора 1 башенного типа из работы на профилактику или ремонт); из ванадиевой проточной батареи 5 элементов окислительно-восстановительного цикла с емкостями 6, 7 для анодного и катодного электролитов как средств среднесрочного аккумулирования энергии до семи суток и циркуляционными насосами 6А, 7А с комплектом другого необходимого оборудования - инверторами/выпрямителями и коммутаторами 8А, 8Б с функцией интеллектуального управления источниками и защиты сети от коротких замыкания и перенапряжений; из литий-ионных аккумуляторных батарей 9, которые питают потребителей 10 электроэнергией через сеть 11 и теплом через сеть 12.
В качестве варианта исполнения на фиг. 2 показана автономная энергетическая установка со средствами долгосрочного аккумулирования энергии до 2-6 месяцев, которая вместо ванадиевой проточной батареи 5 содержит батарею 13 работающих на метане твердооксидных топливных элементов проточного типа с экраном 13А, электролизер 14 водорода в метан или электролизер водорода в металлогидридные соединения с экраном 14А, насосом 15 для закачки метана или водорода в ресиверы 16 с экраном 16А. Электролизер 14, ресиверы 16 и батарея 13 твердооксидных топливных элементов проточного типа закрываются герметичными кожухами, содержащими инертный газ при атмосферном давлении и оборудованными блоками автоматического контроля герметичности.
Солнечный фотоэлектрический панельный генератор 2 выполняется двухкомпонентным и состоит из двух слоев солнечных элементов для приема и преобразования максимального по спектру излучения количества солнечной энергии. Для повышения энергоэффективности внешний слой двухслойных панелей солнечного фотоэлектрического панельного генератора 2 выполняется на основе сенсибилизированных красителем солнечных элементов, причем в качестве красителя выбирается перилен с широким спектром поглощения солнечного света твердотельными солнечными элементами, при этом панели солнечных фотоэлементов генератора 2 располагаются, как правило, под углом наклона к югу, соответствующим широте местности.
Мощность движителя ветроэлектрогенератора 1 может составлять 50-200 кВт, мощность солнечного фотоэлектрического панельного генератора 2 - 100-400 кВт, мощность дизельного электрогенератора 3 - 40-150 кВт. Соотношение номинальных мощностей ветроэлектрогенератора 1, солнечного фотоэлектрического панельного генератора 2, дизельного электрогенератора 3 и группы мачтовых вибрационно-индукторных электрогенераторов 4 выбирается в процентном отношении как 100%, 75%, 35%, 20, соответственно.
Круглогодичное бесперебойное энергоснабжение автономной нагрузки достигается применением комбинации заявленных генерирующих и аккумулирующих устройств, выбираемых по условию максимального обеспечения возобновляемыми источниками, с заменой привозного топлива на 80-100%.
При температуре окружающего воздуха ниже 40°С. для повышения надежности предусматривается ограничение выдаваемой ветроэлектрогенератором 1 мощности на 15-20%.
Пример выбора оборудования
Имеется компактный аккумулятор энергии - емкость со сжиженным метаном, что позволяет обеспечить питание нагрузки в течение определенного наблюдениями периода безветренной погоды и отсутствия Солнца (полярная зима). Потребная емкость аккумулятора энергии определяется следующим образом.
Нет необходимости завозить топливо извне каждый отопительный сезон, оно производится на месте электролизом воды в периоды избыточной выработки электроэнергии при солнечной погоде или при проходе ветровых фронтов.
Принимается, что 50% энергии производится ветроэлектрогенератором башенного типа, а другие 50% производятся солнечным фотоэлектрическим панельным генератором. Вибрационно-индукторные электрогенераторы будут иметь значительно меньшую единичную мощность по сравнению с ветроэлектрогенератором башенного типа той же высоты, надежные генераторы этого типа имеют мощность до 5…10 кВт. Но эти электрогенераторы компактны, они удобнее в транспортировке, при завозе в отдаленные районы, на стройплощадке могут быть быстро смонтированы, и они начинают давать энергию при самом малом ветре от 1,8-2,0 м/с. Ветроэлектрогенераторы башенного типа обычно дают энергию при ветре не менее 3 м/с. Кроме того, для повышения их надежности необходимо ограничение выдаваемой ветроэлектрогенераторами мощности при температуре окружающего воздуха ниже минус 40°С на 15-20%. Пример типичной диаграммы усредненных скоростей ветра в течение одного из летних месяцев для метеостанции г. Охотска приведен на фиг. 3. Скорость ветра 1,5-2 м/с наблюдается в 100% измерений, 2,5-3 м/с - в 50% измерений, более 3 м/с - в 30% измерений. Пример расчета мощности оборудования В поселке обитают 40 человек. Суммарное энергопотребление поселка за год Nсумм=6,6 МВт-ч×n, где n - количество жителей поселка; при n=40 будем иметь Nсумм=264 МВт-ч (6,6 МВт-ч это среднее годовое потребление энергии на человека в России).
При условии хорошей ветрообеспеченности можно принять, что годовое производство энергии NВЭУ от ветроэлектрогенератора башенного типа составит η=20% от его теоретического максимума, равного NВЭУмаксВЭУмакс×8760 час (наивысшие значения показателя η в северной Европе и Америке составляют η=26%…32%). Поэтому, чтобы обеспечить производство 132 МВт-ч, потребная мощность ветроэлектрогенератора башенного типа должна составить РВЭУ=0,5 Nсумм/0,2×8760=75 кВт, с 30%-ным запасом 100 кВт.
Чтобы обеспечить производство других 132 МВт-ч, потребная мощность солнечного фотоэлектрического панельного генератора должна составить РВЭУ=0,5 Nсумм/0,3×8760=50 кВт (здесь принят коэффициент θ=0,3, показывающий процент времени работы солнечного фотоэлектрического панельного генератора, равный 0,3). Принимается также с 30%-ным запасом 65 кВт.
Чтобы определить габариты емкостей или ресиверов высокого давления для хранения энергоносителя, рассчитаем количество метана, потребное для энергоснабжения поселка в течение промежутка времени, когда отсутствуют производство электроэнергии как от солнечных батарей, так и от ветроэнергетической установки. Примем теплотворную способность сжиженного метана 23 МДж/м3 или 6,4 кВт=ч/дм3.
Если по многолетним наблюдениям определено, что для рассматриваемой местности максимальная длительность безветренной погоды при отсутствии Солнца (в течение полярной ночи) составляет два месяца, емкость баков для метана должна быть (для бесперебойного снабжения поселка постоянной мощностью 30 кВт два месяца): Nсумм.2 мес (для 2-х месяцев)=264 МВт-ч/6=44 МВт-ч.; 44 МВт-ч/6,4 кВт-ч /дм3=6,8 м3=2×3,4 м3 (то есть два бака размером около 1,6×1,6×1,6 м3).
Если необходимо поддерживать снабжение поселка энергией в течение всей полярной ночи, достаточно будет иметь 6 баков 1,6×1,6×1,6 м3, при этом мощность ветроэнергетической установки и солнечного фотоэлектрического панельного генератора должна быть пересмотрена в сторону увеличения.
Дизельный электрогенератор мощностью 35 кВт с аварийным запасом топлива на два месяца (2 бака с дизельным топливом, емкость каждого 1,6×1,6×1,6 м3) в нормальных режимах эксплуатации может не использоваться.
Источники информации
1. Описание изобретения к патенту Российской Федерации №2186245 «Гелиоветростанция», F 03D 3/00, заявлено 08.12.2000, опубликовано 27.07.2002.
2. Описание изобретения к патенту Российской Федерации №2536648 «Способ и устройство системы Волкова для производства энергии методом «парусного захвата» воздушных потоков и солнечных лучей», F03D 1/00, F03G 6/06, F24J 2/00, заявлено 29.07.2009, опубликовано 10.02.2011.
3. Описание изобретения к патенту Российской Федерации №2182674 «Гелиоветростанция», F03D 3/00, заявлено 18.04.2000, опубликовано 20.05.2002.
4. Описание изобретения к патенту Российской Федерации №2174188 «Карусельная гелиоветростанция», F03D 3/00, заявлено 18.04.2000, опубликовано 27.09.2001.
5. Патент США №4282494 A, F03D 3/00, опубликован 04.08.1981.

Claims (7)

1. Автономная энергетическая установка, содержащая ветроэлектрогенератор башенного типа с движителем в виде трехлопастного ротора с горизонтальной осью вращения, солнечный фотоэлектрический панельный генератор, дизельный электрогенератор с блоком для плавного регулирования мощности, группу мачтовых вибрационно-индукторных электрогенераторов для резервной подпитки установки, ванадиевую проточную батарею элементов окислительно-восстановительного цикла с емкостями для анодного и катодного электролитов и циркуляционными насосами или батарею твердооксидных топливных элементов проточного типа с электролизером водорода в метан или электролизером водорода в металлогидридные соединения, насосами для закачки метана, водорода и кислорода в ресиверы, коммутатор с функцией интеллектуального управления источниками и защиты сети от коротких замыканий и перенапряжений, литий-ионную аккумуляторную батарею, при этом каждые из вышеуказанных генераторов и батарей используются как основной или как резервный источник питания потребителей по факту выработки электроэнергии или ее накопления в количестве, соответствующем потребности потребителей в энергоснабжении.
2. Установка по п. 1, в которой соотношение номинальных мощностей ветроэлектрогенератора башенного типа, солнечного фотоэлектрического панельного генератора, дизельного электрогенератора и группы мачтовых вибрационно-индукторных электрогенераторов взято в процентном отношении как 100%, 75%, 35%, 20% соответственно.
3. Установка по п. 1, в которой солнечный фотоэлектрический панельный генератор выполнен двухкомпонентным и состоит из двух слоев солнечных элементов для приема и преобразования максимального по спектру излучения количества солнечной энергии.
4. Установка по п.1, в которой солнечный фотоэлектрический панельный генератор выполнен на основе сенсибилизированных красителем солнечных элементов, причем в качестве красителя выбран перилен с широким спектром поглощения солнечного света твердотельными солнечными элементами.
5. Установка по п. 1, в которой электролизер, ресиверы и батарея твердооксидных топливных элементов проточного типа снабжены герметичными кожухами, содержащими инертный газ при атмосферном давлении и оборудованными блоками автоматического контроля герметичности.
6. Установка по п. 1, в которой панели солнечных фотоэлементов расположены под углом наклона к югу, соответствующим широте местности.
7. Установка по п. 1, в которой предусмотрено ограничение выдаваемой ветроэлектрогенератором мощности на 15-20% при температуре окружающего воздуха ниже 40°С.
RU2015135605A 2015-08-24 2015-08-24 Автономная энергетическая установка RU2639458C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015135605A RU2639458C2 (ru) 2015-08-24 2015-08-24 Автономная энергетическая установка

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015135605A RU2639458C2 (ru) 2015-08-24 2015-08-24 Автономная энергетическая установка

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015135605A RU2015135605A (ru) 2017-03-02
RU2639458C2 true RU2639458C2 (ru) 2017-12-21

Family

ID=58454030

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015135605A RU2639458C2 (ru) 2015-08-24 2015-08-24 Автономная энергетическая установка

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2639458C2 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2698864C1 (ru) * 2019-04-16 2019-08-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Система автономного электроснабжения
RU2702699C1 (ru) * 2019-01-10 2019-10-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" Многофункциональная солнечно-энергетическая установка для грибной фермы
RU2772512C1 (ru) * 2021-08-05 2022-05-23 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" Солнечная электростанция

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106864757B (zh) * 2017-04-17 2023-09-29 翔鸿电子科技(深圳)有限公司 混合动力无人机

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU77948U1 (ru) * 2008-06-05 2008-11-10 Общество с ограниченной ответственностью "Национальная инновационная компания "Новые энергетические проекты" (ООО "Национальная инновационная компания "НЭП") Автономная энергоустановка
RU95434U1 (ru) * 2009-11-03 2010-06-27 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Многофункциональный энергетический комплекс (мэк)
EA201000368A1 (ru) * 2009-09-28 2011-04-29 Сумитомо Электрик Индастриз, Лтд. Батарея и энергосистема
CN103166250A (zh) * 2013-01-31 2013-06-19 东南大学 一种多能源供电系统能量智能管理装置
CN103996075A (zh) * 2014-05-08 2014-08-20 南方电网科学研究院有限责任公司 考虑柴蓄协调增效的微电网多目标优化调度方法
CN204497747U (zh) * 2015-03-10 2015-07-22 浙江大学 一种基于混合储能与故障限流器的微网系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU77948U1 (ru) * 2008-06-05 2008-11-10 Общество с ограниченной ответственностью "Национальная инновационная компания "Новые энергетические проекты" (ООО "Национальная инновационная компания "НЭП") Автономная энергоустановка
EA201000368A1 (ru) * 2009-09-28 2011-04-29 Сумитомо Электрик Индастриз, Лтд. Батарея и энергосистема
RU95434U1 (ru) * 2009-11-03 2010-06-27 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Многофункциональный энергетический комплекс (мэк)
CN103166250A (zh) * 2013-01-31 2013-06-19 东南大学 一种多能源供电系统能量智能管理装置
CN103996075A (zh) * 2014-05-08 2014-08-20 南方电网科学研究院有限责任公司 考虑柴蓄协调增效的微电网多目标优化调度方法
CN204497747U (zh) * 2015-03-10 2015-07-22 浙江大学 一种基于混合储能与故障限流器的微网系统

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2702699C1 (ru) * 2019-01-10 2019-10-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" Многофункциональная солнечно-энергетическая установка для грибной фермы
RU2698864C1 (ru) * 2019-04-16 2019-08-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Система автономного электроснабжения
RU2772512C1 (ru) * 2021-08-05 2022-05-23 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" Солнечная электростанция

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015135605A (ru) 2017-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ang et al. A comprehensive study of renewable energy sources: Classifications, challenges and suggestions
Grigoriev et al. A hybrid power plant based on renewables and electrochemical energy storage and generation systems for decentralized electricity supply of the northern territories
Alami et al. Novel and practical photovoltaic applications
Blakers Sustainable energy options
RU2639458C2 (ru) Автономная энергетическая установка
Ahmadizadeh et al. Technological advancements in sustainable and renewable solar energy systems
Calderón et al. Weather data and energy balance of a hybrid photovoltaic-wind system with hydrogen storage
CN111969595B (zh) 一种在离网/并网下水光蓄混合能源系统的运行优化方法
Djafour et al. Photovoltaic assisted fuel cell power systems
Ataei et al. Techno-economic viability of a hybrid wind and solar power system for electrification of a commercial building in Shiraz, Iran
US20140202154A1 (en) Renewable energy system
Stojković et al. Techno-economic analysis of stand-alone photovoltaic/wind/battery/hydrogen systems for very small-scale applications
CA2703468C (en) Hybrid renewable energy turbine using wind and solar power
Al Mahbub et al. Design and analysis of a hybrid power system for McCallum, NL, Canada
Raudsaar et al. Overview—Pumped-hydro energy storage for balancing wind energy forecast errors
Pratheesh et al. Intermittent renewable energy sources for green and sustainable environment–a study
Eltayeb et al. Utilization of renewable energy resources in Al-Fashir city
Onwunta Modelling and Simulation of the Impacts of Distributed Generation integration into the smart grid
Haqqi et al. Renewable and Sustainable Energy: Solar Energy and Electrical System Design
Muvunyi Viability of Micro Hydro–Solar PV Hybrid in Rural Electrification in Rwanda
Tripanagnostopoulos et al. Practical aspects for small wind turbine applications
Akanda et al. Hybridization of hydropower, wind energy, solar PV cell in Chittagong, Bangladesh
Satheesh Rural electrification using hybrid solar-wind energy systems
Gatesi et al. Feasibility Study of Floating Solar PV System in Rwanda: Case Study Ntaruka Hydropower Reservoir
Shahova et al. HYBRID POWER SYSTEMS

Legal Events

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

Effective date: 20180825