RU2652669C1 - Атмосферная энергетическая установка - Google Patents
Атмосферная энергетическая установка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2652669C1 RU2652669C1 RU2017122739A RU2017122739A RU2652669C1 RU 2652669 C1 RU2652669 C1 RU 2652669C1 RU 2017122739 A RU2017122739 A RU 2017122739A RU 2017122739 A RU2017122739 A RU 2017122739A RU 2652669 C1 RU2652669 C1 RU 2652669C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- axis
- cable
- helium
- wind turbine
- thin
- Prior art date
Links
- 239000001307 helium Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 12
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 5
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 claims 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 11
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 7
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D5/00—Other wind motors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
- F03D9/007—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations the wind motor being combined with means for converting solar radiation into useful energy
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S10/00—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
- H02S10/10—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power including a supplementary source of electric power, e.g. hybrid diesel-PV energy systems
- H02S10/12—Hybrid wind-PV energy systems
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
-
- 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
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области возобновляемой энергетики. Атмосферная энергетическая установка содержит удерживаемую с земли тросом-кабелем плавующую в воздухе ветроустановку с горизонтальной осью вращения, включающую наполненный гелием цилиндрический баллон, снабженный лопатками и осью, на концах которой расположены электрогенератор и стабилизаторы, выполненный из пленки и принимающий в результате надува гелием цилиндрическую форму баллон, внутри которого вдоль его диаметральной плоскости закреплена тонкопленочная солнечная батарея, образующая плоскость, при этом верхняя часть баллона прозрачная, к нижней части прикреплен груз в виде рейки, а на его торцах имеются диски с полуосями, которыми баллон крепится к оси ветроустановки с помощью тросов-кабелей, соединенных электрически с тонкопленочной солнечной батареей. Изобретение направлено на повышение мощности установки. 4 ил.
Description
Изобретение относится к области возобновляемой энергетики, в частности к атмосферным энергетическим установкам, содержит удерживаемые с земли тросом-кабелем плавающие в воздухе ветроустановки, включающие наполненный гелием баллон.
Ветроэнергетика является одной из самых быстро развивающихся отраслей возобновляемой энергетики и составляет значительную часть энергетического баланса многих стран. Ветроустановки ставят в местах с большим ветровым потенциалом, однако количество таких мест на суше лимитировано, что ограничивает рост ветроэнергетики. Было предложено решение этой проблемы путем сооружения ветроустановок в море вдоль побережья. Однако такие установки стоят дорого и не везде есть морской берег с небольшими глубинами.
Относительно недавно был предложен другой способ решения проблемы лимитирующего фактора развития ветроэнергетики - освоение воздушного пространства. Для этого предполагается поднимать ветроустановку в воздух с помощью баллона, наполненного гелием или водородом. Благоприятным фактором для такого способа является рост ветрового потенциала с увеличением высоты.
Известна ветровая энергетическая установка Buoyant Airborne Turbine, созданная фирмой AltaerosEnergies (https://en.wikipedia.org/wiki/Airborne_wind_turbine). Установка содержит наполненный гелием баллон, выполненный из составленных вместе надувных колец, образующих усеченный конус, внутри которого расположено ветровое колесо, соединенное с электрогенератором. Баллон удерживается с земли тросом, в который вмонтирован кабель, соединенный с генератором установки, по которому выработанная электроэнергия поступает потребителю.
Недостатком установки является малая мощность, что объясняется следующими причинами.
Мощность ветровых установок определяется размером ветрового колеса и генератора, а следовательно, их весом. Для того, чтобы поднять тяжелую ветроустановку большой мощности в воздух нужно использовать баллоны очень больших размеров, поскольку подъемная сила Архимеда в воздухе маленькая из-за его небольшой плотности. Одним из способов повышения мощности атмосферных ветроустановок может быть уменьшение веса составляющих их частей.
Наиболее близкой, принятой за прототип, является ветровая установка Magenn Air Rotor System (Kamini N. Shelke, Mohini D. Duraphe / International Journal of Engineering Research and Application (IJERA) ISSN: 2248-9622 www.ijera.com Vol. 2, Issue 6, November-December 2012, pp 1566-1568. Magenn Air Rotor System). Установка содержит наполненный гелием цилиндрический баллон, снабженный лопатками и осью вращения, на концах которой расположены электрогенератор и стабилизаторы. Плавающий в воздухе баллон удерживается соединенным с электрогенератором тросом-кабелем.
Установка работает следующим образом.
После заполнения баллона гелием он поднимается в воздух. Под действием ветра, который ударяет в находящиеся на баллоне лопатки, он начинает вращаться вокруг горизонтальной оси, перпендикулярной к направлению скорости ветра. Находящиеся на концах оси стабилизаторы удерживают баллон в горизонтальном направлении. Баллон приводит во вращение закрепленный на его оси электрогенератор. Вырабатываемое генератором электричество передается потребителю по тросу-кабелю, с помощью которого баллон удерживается с земли.
В данной установке уменьшение ее веса производится за счет того, что наполненный гелием баллон является ротором установки и выполняет функцию ветрового колеса. Недостатком установки является малая мощность вырабатываемой электроэнергии, которая определяется размерами баллона. Для увеличения мощности необходимо увеличивать размеры баллона, а при больших его размерах возникают проблемы с обеспечением большой скорости его вращения.
Задачей изобретения является увеличение мощности атмосферных энергетических установок.
Техническим результатом является большая мощность атмосферных энергетических установок.
Технический результат достигается тем, что в атмосферную энергетическую установку, содержащую удерживаемую с земли тросом-кабелем плавающую в воздухе ветроустановку с горизонтальной осью вращения, включающую наполненный гелием цилиндрический баллон, снабженный лопатками и осью, на концах которой расположены электрогенератор и стабилизаторы, вводится выполненный из пленки и принимающий в результате надува гелием цилиндрическую форму баллон, внутри которого вдоль его диаметральной плоскости закреплена тонкопленочная солнечная батарея, при этом верхняя часть баллона прозрачная, к нижней части прикреплен груз в виде рейки, а на его торцах имеются диски с полуосями, которыми баллон крепится к оси ветроустановки с помощью тросов-кабелей, соединенных электрически с тонкопленочной солнечной панелью.
Формирование выполненного из пленки в результате надува гелием цилиндрического баллона и закрепление вдоль его диаметральной плоскости тонкопленочной солнечной батареи позволяет сформировать из нее рабочую плоскость преобразователя солнечной энергии с минимальным весом.
Крепление надуваемого гелием цилиндрического баллона к оси ветроустановки и прикрепление груза в виде рейки к нижней части цилиндрического баллона позволяет постоянно удерживать сформированную из тонкопленочной солнечной батареи плоскость в горизонтальном положении для эффективного преобразования энергии солнечного излучения.
Введение в установку надуваемого гелием цилиндрического баллона с прозрачным верхом, вдоль диаметральной плоскости которого закреплена тонкопленочная солнечная батарея, позволяет увеличить мощность атмосферной энергетической установки за счет преобразования энергии солнечного излучения.
Изобретение поясняется схемами, представленными на фиг. 1, а), б) и фиг. 2, а), б). На фиг. 1,а) представлен ротор ветроустановки, включающий наполненный гелием цилиндрический баллон 1, алюминиевые лопатки 2, в которые ударяет воздушный поток и заставляет вращаться баллон на горизонтальной оси 3, на концах которой закреплены электрогенератор 4 и стабилизаторы 5, удерживающие ось 3 в горизонтальном положении. На фиг. 1,б) представлена схема крепления ротора ветроустановки с земли с помощью троса-кабеля 6, по которому выработанная электрогенератором 4 электроэнергия передается потребителю. На этой же схеме показано крепление надуваемого гелием цилиндрического баллона 7 к оси 3 ротора ветроустановки с помощью тросов-кабелей 8 и 9.
Вид баллона 7 спереди показан на фиг. 2,а), а вид сбоку - на фиг. 2,б). Баллон 7 выполнен из пленки и в результате надува гелием принимает форму цилиндра. Вдоль его диаметральной плоскости закреплена тонкопленочная солнечная батарея 10. При надувании баллона 7 из тонкопленочной солнечной батареи формируется плоскость, которая может ориентироваться в пространстве для эффективного преобразования энергии солнечного излучения. С помощью надува баллону 7 придается необходимая жесткость, при которой с ним можно обращаться как с твердым объектом. Верх баллона 7 прозрачный, а к нижней его части прикреплен груз в виде рейки 11. На концах баллона 7 находятся торцевые диски 12 и 13 с полуосями, за которые с помощью тросов-кабелей 8 и 9 цилиндр 7 крепится к оси 3 ветроустановки. На полуосях торцевых дисков 12 и 13 под действием веса в виде рейки 11 баллон 7 поворачивается так, что нормаль к плоскости, сформированная тонкопленочной солнечной батареей 10, будет всегда направлена вертикально вверх для эффективного преобразования энергии солнечного излучения.
Установка работает следующим образом.
Вначале надувают выполненный из пленки баллон 7, затем наполняют гелием цилиндрический баллон 1 ветроустановки. После этого с помощью тросов-кабелей 8 и 9 баллон 7 прикрепляют к концам оси 3, к которым также крепится трос-кабель 6. Под действием подъемной силы Архимеда система поднимается вверх на нужную высоту и удерживается на ней тросом-кабелем 6. Под действием ветра цилиндрический баллон 1 и закрепленный на его оси электрогенератор 4 начинают вращаться, вырабатывая электроэнергию, которая по тросу-кабелю 6 передается потребителю. В дневное время с помощью тонкопленочной солнечной батареи, находящейся в диаметральной плоскости цилиндрического баллона 7, энергия солнечного излучения преобразуется в электричество, которое по тросам-кабелям 8, 9 и 6 передается потребителю.
Атмосферная ветроустановка Magenn Air Rotor System была опробована на Аляске и показала работоспособность. Прикрепление к ней надуваемого гелием цилиндрического баллона с встроенной в него тонкопленочной солнечной батареей, преобразующей энергию солнечного излучения в электричество, увеличит мощность атмосферной энергетической установки.
Claims (1)
- Атмосферная энергетическая установка, содержащая удерживаемую с земли тросом-кабелем плавующую в воздухе ветроустановку с горизонтальной осью вращения, включающую наполненный гелием цилиндрический баллон, снабженный лопатками и осью, на концах которой расположены электрогенератор и стабилизаторы, отличающаюся тем, что в нее введен выполненный из пленки и принимающий в результате надува гелием цилиндрическую форму баллон, внутри которого вдоль его диаметральной плоскости закреплена тонкопленочная солнечная батарея, образующая плоскость, при этом верхняя часть баллона прозрачная, к нижней части прикреплен груз в виде рейки, а на его торцах имеются диски с полуосями, которыми баллон крепится к оси ветроустановки с помощью тросов-кабелей, соединенных электрически с тонкопленочной солнечной батареей.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017122739A RU2652669C1 (ru) | 2017-06-28 | 2017-06-28 | Атмосферная энергетическая установка |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017122739A RU2652669C1 (ru) | 2017-06-28 | 2017-06-28 | Атмосферная энергетическая установка |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2652669C1 true RU2652669C1 (ru) | 2018-04-28 |
Family
ID=62105331
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017122739A RU2652669C1 (ru) | 2017-06-28 | 2017-06-28 | Атмосферная энергетическая установка |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2652669C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1783143A1 (ru) * | 1991-02-12 | 1992-12-23 | Anatolij G Torovets | Ветроагрегат |
US7602077B2 (en) * | 2005-05-03 | 2009-10-13 | Magenn Power, Inc. | Systems and methods for tethered wind turbines |
EP2373884B1 (en) * | 2008-08-08 | 2014-01-08 | ZanettiStudios S.r.l. | Energy generation system with self opening and closing of sails |
RU2537664C1 (ru) * | 2014-02-04 | 2015-01-10 | Александр Владимирович Губанов | Аэростатный ветрогенератор |
-
2017
- 2017-06-28 RU RU2017122739A patent/RU2652669C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1783143A1 (ru) * | 1991-02-12 | 1992-12-23 | Anatolij G Torovets | Ветроагрегат |
US7602077B2 (en) * | 2005-05-03 | 2009-10-13 | Magenn Power, Inc. | Systems and methods for tethered wind turbines |
EP2373884B1 (en) * | 2008-08-08 | 2014-01-08 | ZanettiStudios S.r.l. | Energy generation system with self opening and closing of sails |
RU2537664C1 (ru) * | 2014-02-04 | 2015-01-10 | Александр Владимирович Губанов | Аэростатный ветрогенератор |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2624705T3 (es) | Sistema de energía sostenible pelágico | |
US7566983B1 (en) | Power installation for conversion of energy of water and air streams | |
RU2576103C1 (ru) | Аэростатно-плавательный ветрогенератор | |
CN102345281A (zh) | 用于波能转换器的漂浮构件 | |
CN104058073A (zh) | 海上半潜漂浮式风力发电平台 | |
KR20160024701A (ko) | 파력 발전 장치 | |
EP3184813B1 (en) | Offshore floating infrastructure for exploiting wind energy | |
CN107061174A (zh) | 一种具有分离功能的海上风力发电机 | |
CN103122832A (zh) | 环境水体原位自动监测仪的供电装置 | |
JP2014004989A (ja) | 発電基地と独立大型うき式発電機 | |
RU2652669C1 (ru) | Атмосферная энергетическая установка | |
RU2537664C1 (ru) | Аэростатный ветрогенератор | |
KR101232303B1 (ko) | 수면 부상형 태양광 발전장치의 안전장치 | |
RU2535427C1 (ru) | Аэро-высотный ветрогенератор | |
KR101195627B1 (ko) | 가변형 피뢰침이 구비된 수상 태양광 발전시설 | |
CN109973314B (zh) | 一种新型海上浮动式风水同步发电机组 | |
RU2655894C1 (ru) | Атмосферная энергетическая гелиоустановка | |
KR101038953B1 (ko) | 풍력발전 해양구조물 | |
RU2572469C1 (ru) | Аэроплавательный виндротор | |
CN203239504U (zh) | 环境水体原位自动监测仪的供电装置 | |
BR102019001010B1 (pt) | Motor mecânico para geração de energia através da movimentação de águas | |
RU2432489C1 (ru) | Плавучая электростанция | |
KR20130048853A (ko) | 부유식 해상 풍력발전장치 | |
KR20110026314A (ko) | 비행선 탑재형 풍력발전시스템 | |
CN211648357U (zh) | 利用波浪能供电的漂浮式数据采集装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190629 |