RU2662787C1 - Ветрогидроаккумулирующая электроустановка - Google Patents
Ветрогидроаккумулирующая электроустановка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2662787C1 RU2662787C1 RU2017120260A RU2017120260A RU2662787C1 RU 2662787 C1 RU2662787 C1 RU 2662787C1 RU 2017120260 A RU2017120260 A RU 2017120260A RU 2017120260 A RU2017120260 A RU 2017120260A RU 2662787 C1 RU2662787 C1 RU 2662787C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- power unit
- valve
- injector
- air
- wind
- Prior art date
Links
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
- 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
- F03D9/10—Combinations of wind motors with apparatus storing energy
- F03D9/13—Combinations of wind motors with apparatus storing energy storing gravitational potential energy
- F03D9/14—Combinations of wind motors with apparatus storing energy storing gravitational potential energy using liquids
-
- 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
- F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
- F03D9/28—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being a pump or a compressor
-
- 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
-
- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids
-
- 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
- Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
- Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
- Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (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)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к автономным установкам энергосбережения. Ветрогидроаккумулирующая электроустановка содержит ветродвигатель, агрегатированный с приводимым им через энергоузел, выполненный с возможностью получения электроэнергии, компрессор и накопитель воздуха. Компрессор соединен газодинамически входом с атмосферным штуцером, а выходом через трубопровод подачи воздуха - с эластичным накопителем воздуха с инжекторным вентилем и инжектором. Реверсивный шестеренчатый насос электрически соединен с энергоузлом электропроводом и гидравлически с баком и через накопительный бак и гидровентили с инжектором. Шестеренчатый насос также гидравлически соединен гидравлическим вентилем подачи воды с водозаборным устройством. Основной гидравлический вентиль соединен с баком и энергоузлом. Инжектор сообщен с эжекторным вентилем и трубопроводом подачи воды под давлением. Трубопровод подачи воздуха соединен с инжектором и энергоузлом. Изобретение направлено на повышение КПД и надежности установки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится преимущественно к автономным системам и установкам энергосбережения, использующим возобновляющие источники энергии, например, ветровую и гидравлическую энергию, предназначенным для обеспечения электроэнергией различных объектов, имеющих неравномерную энергетическую нагрузку.
Аналогом является энергоаккумулирующая установка, содержащая турбину, приемник рабочего тела, подключенный к выходу турбины, компрессор и охлаждающий теплообменник, соединенный с аккумулятором рабочего тела, который через нагревающий теплообменник подключен ко входу в турбину. Внутренняя полость приемника рабочего тела сообщается с первым гидравлическим компенсатором давления. Внутренняя полость аккумулятора рабочего тела сообщается со вторым гидравлическим компенсатором давления, подключенным к системе накопления жидкости с возможностью использования гидростатического напора жидкости для компенсации давления рабочего тела (патент РФ №2435050, МПК6 F02С 6/14, F01K 25/06, от 27.11.2011).
Недостатком аналога являются:
- использование рабочего тела, в качестве которого использованы вещества из ряда углеводородов: спирты, эфиры, аммиак, диоксид углерода и т.п., что приводит к удорожанию электроэнергии.
Аналогом является комбинированная энергосистема для получения электричества, холода и тепла. Энергосистема содержит ветродвигатель, агрегатированный с приводимым им через энергоузел компрессором, накопитель воздуха, теплообменник с горячим и холодным контурами. Система потребитель теплого воздуха, турбодетандер, агрегатированный с приводимым им электрогенератором и потребитель холодного воздуха. Накопитель воздуха выполнен в виде гибкой оболочки, компрессор соединен газодинамически входом с атмосферой, а выходом - через горячий контур теплообменника с входом накопителя воздуха. Турбодетандер соединен газодинамически входом с выходом накопителя воздуха, а выходом с входом потребителя холодного воздуха. Вход и выход холодного контура теплообменника соединены между собой через потребитель теплого воздуха.
Энергосистема дополнительно содержит газотурбинную установку и магистраль с регулировочным краном, связывающую газодинамически газотурбинную установку с выходом турбодетандера, причем газотурбинная установка состоит из газогенератора и силового блока. При этом турбодетандер механически связан с валом газогенератора (патент на полезную модель RU №101104, МПК F03D 9/02, от 10.01.2011, бюл. №1).
Недостатками аналога заключаются в следующем:
- конструктивная сложность, малый КПД и ненадежность комбинированной энергосистемы, что снижает эффективность использования и ограничивает область ее применения.
Прототипом является универсальная комплексная энергосистема (Патент РФ №2489589 от 30.09.2011 г., МПК F02С 6/14, F03D 9/02, F29В 29/00, от 10.08.2013, бюл. №22). Система предназначена для получения электричества, холода и тепла. Она содержит ветродвигатель, агрегатированный с приводимым им через энергоузел компрессором, накопитель воздуха, теплообменник с горячим и холодным контурами, потребитель теплого воздуха, турбодетандер, агрегатированный с приводимым им электрогенератором и потребитель холодного воздуха. Компрессор газодинамически соединен входом с атмосферой, а выходом - через горячий контур теплообменника - с входом накопителя воздуха. Турбодетандер газодинамически соединен входом через запорный орган с выходом накопителя воздуха, а выходом с входом потребителя холодного воздуха. Вход и выход холодного контура теплообменника соединены между собой через потребитель теплого воздуха. Энергосистема включает источник природного газа повышенного давления, потребитель природного газа, дополнительный компрессор с приводом и дополнительный турбодетандер с потребителем мощности. Турбодетандер с потребителем мощности заключены в капсулу. Дополнительный компрессор газодинамически входом соединен с атмосферой, а выходом - через запорный орган - с входом накопителя воздуха. Дополнительный турбодетандер газодинамически входом через запорные органы соединен с источником природного газа и с выходом накопителя воздуха, а выходом - через запорные органы с потребителем природного газа и со входом потребителя холодного воздуха.
Недостатки прототипа заключаются в следующем:
- невозможность автономного питания электропотребителей в периоды низкого ветропотенциала;
- невысокий КПД и ненадежность работы.
Это снижает эффективность использования ветроэнергетической установки и ограничивает область ее применения.
Задачей изобретения является разработка ветрогидроаккумулирующей электроустановки, в которой устранены недостатки аналогов и прототипа.
Техническим результатом изобретения является обеспечение автономности электропитания за счет использования запасенной пневматической и гидравлической энергий и обеспечения работы гидравлического насоса по заполнению накопительной емкости в период пониженного уровня ветропотенциала, а также повышение КПД и надежности установки.
Технический результат достигается тем, что ветрогидроаккумулирующая электроустановка содержит ветродвигатель, агрегатированный с приводимым им через энергоузел, выполненный с возможностью получения электроэнергии, компрессор и накопитель воздуха. Компрессор соединен газодинамически входом с атмосферным штуцером, а выходом через трубопровод подачи воздуха с эластичным накопителем воздуха с инжекторным вентилем и инжектором. Реверсивный шестеренчатый насос электрически соединен с энергоузлом электропроводом и гидравлически с баком и через накопительный бак и гидровентили с инжектором. Шестеренчатый насос также гидравлически соединен гидравлическим вентилем подачи воды с водозаборным устройством. Основной гидравлический вентиль соединен с баком и энергоузлом. Инжектор сообщен с эжекторным вентилем и трубопроводом подачи воды под давлением. Трубопровод подачи воздуха соединен с инжектором и энергоузлом.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена ветрогидроаккумулирующая электроустановка.
Цифрами на чертеже обозначены:
1 - ветродвигатель;
2 - энергоузел;
3 - компрессор;
4 - эластичный накопитель воздуха;
5 - входное устройство;
6 - трубопровод подачи воздуха;
7 - реверсивный шестеренчатый насос;
8 - накопительный бак;
9 - вентиль гидравлический дополнительный;
10 - гидровентиль реверсивный;
11 - вентиль подачи воды;
12 - вентиль гидравлический основной;
13 - вентиль воздушный;
14 - вентиль инжекторный;
15 - водозаборное устройство;
16 - трубопровод подачи воды под давлением;
17 - трубопровод подачи воздуха;
18 - газожидкостный инжектор;
19 - электропровод.
Ветрогидроаккумулирующая электроустановка содержит (см. фиг. 1) ветродвигатель 1, агрегатированный с приводимым им через энергоузел 2 компрессором 3 и накопитель воздуха 4. Энергоузел 2 выполнен с возможностью получения электроэнергии. Компрессор 3 соединен газодинамически с входным устройством 5, а выходом через трубопровод подачи воздуха 6, эластичный накопитель воздуха 4, через воздушный вентиль 13 с газожидкостным инжектором 18. Реверсивный шестеренчатый насос 7 электрически соединен с энергоузлом 2 электропроводом 19, гидравлически соединен через накопительный бак 8, гидровентили 10 (реверсивный), 14 (инжекторный) и трубопровод подачи воды под давлением 16 с газожидкостным инжектором 18. Шестеренчатый насос 7 также гидравлически соединен через гидравлический вентиль подачи воды 11 с водозаборным устройством 15. Накопительный бак 8 соединен с энергоузлом 2 через основной 12 и дополнительный 9 гидравлические вентили. Инжектор 18 через трубопровод подачи воздуха 17 соединен с накопителем воздуха 4.
Ветрогидроаккумулирующая электроустановка работает следующим образом.
Набегающий поток воздуха приводит во вращение ветродвигатель 1, агрегатированный приводимым им через энергоузел 2 компрессор 3. Атмосферный воздух через входное устройство 5 компрессора 3 посредством трубопровода 6 поступает в эластичный накопитель воздуха 4, служащий для сбора и поддержания воздуха под определенным давлением. Гидравлический реверсивный шестеренчатый насос 7 служит для наполнения бака 8 водой через трубопровод подачи воды под давлением 16 во время активной стадии работы ветродвигателя 1. Особенностью работы реверсивного шестеренчатого насоса является практически одинаковая подача и создаваемое рабочее давление при прямом и обратном вращении ротора - при прямом и обратном движении жидкого потока. Подача воды шестеренчатым насосом 7 осуществляется водозаборным устройством 15 при открытом вентиле подачи воды 11. После полного заполнения накопительного бака 8, вентиль подачи воды 11 закрывается, гидравлическая часть аккумулирующей электроустановки находится в режиме ожидания. Получение электроэнергии в энергоузле 2 за счет потенциальной энергии накопленной воды в баке 8 и напора воды, создаваемой реверсивным шестеренчатым насосом 7, производится при открытых вентилях 9, 10 и 12 и закрытых вентилях 11 и 14. Электрическая энергия для питания реверсивного шестеренчатого насоса 7 поступает по электропроводу 19 от энергоузла 2.
Работа газожидкостного инжектора 18 осуществляется совместным действием сжатого воздуха в эластичном накопителе 4 путем подачи воздуха через трубопровод 17 и статического давления воды в баке 8. При этом вентили 13 и 14 открываются, а вентиль 11 закрываются. Эффективность работы инжектора можно повысить включением в работу реверсивного шестеренчатого насоса 7, при открытом реверсивном вентиле 10.
Claims (2)
1. Ветрогидроаккумулирующая электроустановка, содержащая ветродвигатель, агрегатированный с приводимым им через энергоузел, выполненный с возможностью получения электроэнергии, компрессор, при этом компрессор соединен газодинамически с входным устройством, а выходом с эластичным накопителем воздуха, реверсивный шестеренчатый насос, электрически соединенный с энергоузлом и гидравлически с накопительным баком и водозаборным устройством, отличающаяся тем, что включает газожидкостный инжектор, газодинамически соединенный входом через воздушный вентиль с эластичным накопителем воздуха и гидродинамически через вентиль подачи воды с водозаборным устройством и через реверсивный гидровентиль с реверсивным шестеренчатым насосом и накопительным баком.
2. Ветрогидроаккумулирующая электроустановка по п. 1, отличающаяся тем, что электрическая энергия для питания реверсивного шестеренчатого насоса поступает по электропроводу от энергоузла.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017120260A RU2662787C1 (ru) | 2017-06-08 | 2017-06-08 | Ветрогидроаккумулирующая электроустановка |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017120260A RU2662787C1 (ru) | 2017-06-08 | 2017-06-08 | Ветрогидроаккумулирующая электроустановка |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2662787C1 true RU2662787C1 (ru) | 2018-07-30 |
Family
ID=63142421
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017120260A RU2662787C1 (ru) | 2017-06-08 | 2017-06-08 | Ветрогидроаккумулирующая электроустановка |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2662787C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2084697C1 (ru) * | 1995-08-15 | 1997-07-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт орошаемого земледелия | Ветроэнергетическая установка |
CN1223338A (zh) * | 1998-01-07 | 1999-07-21 | 刘清海 | 风力气压抽水机 |
EP2282056A1 (en) * | 2009-08-06 | 2011-02-09 | Lin, Hui-Fan | Wind-powered energy saving system |
RU2489589C2 (ru) * | 2011-09-30 | 2013-08-10 | Валерий Игнатьевич Гуров | Универсальная комплексная энергосистема |
RU132143U1 (ru) * | 2013-02-01 | 2013-09-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ростовский государственный строительный университет" РГСУ | Пневмогидроэлектростанция |
-
2017
- 2017-06-08 RU RU2017120260A patent/RU2662787C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2084697C1 (ru) * | 1995-08-15 | 1997-07-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт орошаемого земледелия | Ветроэнергетическая установка |
CN1223338A (zh) * | 1998-01-07 | 1999-07-21 | 刘清海 | 风力气压抽水机 |
EP2282056A1 (en) * | 2009-08-06 | 2011-02-09 | Lin, Hui-Fan | Wind-powered energy saving system |
RU2489589C2 (ru) * | 2011-09-30 | 2013-08-10 | Валерий Игнатьевич Гуров | Универсальная комплексная энергосистема |
RU132143U1 (ru) * | 2013-02-01 | 2013-09-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ростовский государственный строительный университет" РГСУ | Пневмогидроэлектростанция |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8122718B2 (en) | Systems and methods for combined thermal and compressed gas energy conversion systems | |
US9422948B2 (en) | Energy storage system and method for storing energy and recovering the stored energy using the system | |
US10465851B1 (en) | System for compressed gas energy storage | |
CN102839995B (zh) | 一种等温等压压缩空气储能系统 | |
US20100276935A1 (en) | Renewable energy fluid pump to fluid-based energy generation | |
US20100270801A1 (en) | Electricity storage and recovery system | |
CN108757282B (zh) | 海上无坝抽水压缩空气储能系统及方法 | |
CN103080503A (zh) | 太阳热利用联合循环发电站 | |
WO2009154930A3 (en) | Electrical energy/pressurized air conversion techniques | |
CN111396288B (zh) | 一种基于压力恒定的发电系统 | |
RU2662787C1 (ru) | Ветрогидроаккумулирующая электроустановка | |
CN110645136B (zh) | 一种发电系统 | |
KR20150036899A (ko) | 초임계 이산화탄소를 이용한 전력 저장 및 생산 장치 | |
RU117504U1 (ru) | Система утилизации избыточного давления природного газа | |
CN111535886B (zh) | 一种多能联合的压力恒定的发电系统 | |
CN212716978U (zh) | 一种多级发电系统 | |
CN109899217B (zh) | 水气复合蓄能发电系统及方法 | |
RU151790U1 (ru) | Источник электроснабжения на основе гидравлической электрической станции | |
CN104728025A (zh) | 水能的存储装置 | |
GB2498826A (en) | Storm resistant wave power generator | |
RU2608918C2 (ru) | Способ регулирования и запитывания электростанции и электростанция | |
RU112279U1 (ru) | Комплексная энергосистема | |
GB158048A (en) | Improvements in systems for the utilisation of tidal energy | |
CN115419545A (zh) | 气体弹簧储能装置 | |
PL441050A1 (pl) | Układ pozwalający na magazynowanie i wykorzystanie energii pochodzącej z alternatywnych źródeł energii odnawialnej |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190609 |