RU92484U1

RU92484U1 - WIND POWER PLANT

Info

Publication number: RU92484U1
Application number: RU2009144887/22U
Authority: RU
Inventors: Виктор Дмитриевич Лютин; Петр Дмитриевич Лютин; Александр Александрович Шумилов; Александр Леонидович Гусев; Виктор Иванович Немышев; Анна Юрьевна Мартьянова
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Научно-технический Центр "ТАТА" (ООО НТЦ "ТАТА")
Priority date: 2009-12-04
Filing date: 2009-12-04
Publication date: 2010-03-20

Abstract

1. Ветровая электрическая станция, состоящая из вертикального воздушного канала, в котором обеспечена возможность создания разницы температур в канале и наружным воздухом, ветровой турбины, кинематически связанной с генератором, отличающаяся тем, что вертикальный воздушный канал выполнен в виде вытяжных труб, внизу объединенных общим коллектором, соединенным с горизонтальным разгонным каналом, выполненным по схеме Вентури, при этом ветровая турбина установлена в его узкой части, а на устье вытяжных труб имеется возможность создания разрежения воздуха. ! 2. Ветровая электрическая станция по п.1, отличающаяся тем, что верхняя часть каждой вытяжной трубы снабжена дефлектором. ! 3. Ветровая электрическая станция по п.2, отличающаяся тем, что дефлектор выполнен в виде цилиндра с боковыми окнами, соосно установленного с вытяжной трубой, внутренняя часть которого снабжена криволинейными экранами, выпуклостями к центру, создающими в центре максимальную разреженность на устье канала. ! 4. Ветровая электрическая станция по п.1, отличающаяся тем, что высота вертикального воздушного канала составляет несколько сот метров, обеспечивающих заданную скорость воздушного потока в месте размещения ветровой турбины. ! 5. Ветровая электрическая станция по п.1, отличающаяся тем, что воздушные каналы установлены по южному склону низкогорного рельефа местности под оптимальным углом с возможностью максимального использования солнечной энергии, падающей на площадь склона. ! 6. Ветровая электрическая станция по п.1, отличающаяся тем, что нагревание воздуха в вертикальном воздушном канале обеспечено теплом от сжигания попутного газа п1. Wind power station, consisting of a vertical air channel, in which it is possible to create a temperature difference in the channel and the outside air, a wind turbine kinematically connected with the generator, characterized in that the vertical air channel is made in the form of exhaust pipes, connected at the bottom by a common collector connected to a horizontal booster channel, made according to the Venturi scheme, while the wind turbine is installed in its narrow part, and at the mouth of the exhaust pipes there is the possibility of creating air rarefaction. ! 2. The wind power station according to claim 1, characterized in that the upper part of each chimney is equipped with a deflector. ! 3. The wind power station according to claim 2, characterized in that the deflector is made in the form of a cylinder with side windows coaxially mounted with an exhaust pipe, the inside of which is equipped with curved screens, bulges to the center, creating in the center the maximum rarefaction at the mouth of the channel. ! 4. The wind power station according to claim 1, characterized in that the height of the vertical air channel is several hundred meters, providing a given air velocity at the location of the wind turbine. ! 5. The wind power station according to claim 1, characterized in that the air channels are installed on the southern slope of the low-mountainous terrain at an optimal angle with the possibility of maximizing the use of solar energy falling on the slope area. ! 6. The wind power station according to claim 1, characterized in that the heating of the air in the vertical air channel is provided with heat from the combustion of associated gas

Description

Полезная модель относится к ветроэнергетике и может быть использована в качестве ветровой электрической станции нового типа, работа которых не зависит от ветрового режима местности, поскольку осуществляется преобразование потенциальной и тепловой энергии, а также энергии высотного горизонтального переноса воздушных масс в энергию управляемого воздушного потока, вращающего ветровые турбины стации.The utility model relates to wind energy and can be used as a new type of wind power station, the operation of which does not depend on the wind regime of the terrain, since the potential and thermal energy, as well as the energy of high-altitude horizontal transfer of air masses into the energy of a controlled air flow rotating wind station turbines.

Поле тяготения земли, строение и состав ее поверхности, а также ее вращение, нагрев атмосферы, высокая подвижность воздуха формирует своеобразную архитектуру неравновесного поля давления в воздушной среде, которое постоянно изменяется в пространстве и времени, что приводит к трансформации потенциальной и тепловой энергии атмосферы в кинетическую энергию воздушных масс. Например, мощность восходящего потока воздуха в смерче может достигать несколько десятков ГW.The gravitational field of the earth, the structure and composition of its surface, as well as its rotation, heating of the atmosphere, high air mobility forms a kind of architecture of the nonequilibrium pressure field in the air, which constantly changes in space and time, which leads to the transformation of the potential and thermal energy of the atmosphere into kinetic energy of air masses. For example, the power of the upward air flow in a tornado can reach several tens of GW.

Известны «классические» ветроэлектрические станции, использующие кинетическую энергию неуправляемого горизонтального переноса воздушных масс. Однако такие станции обладают рядом существенных недостатков, а именно:Known "classic" wind power stations using the kinetic energy of uncontrolled horizontal transport of air masses. However, such stations have a number of significant disadvantages, namely:

1. они могут размещаться только в тех районах, где среднегодовая скорость у поверхности земли превышает 5 м/с;1. they can only be located in areas where the average annual velocity at the surface of the earth exceeds 5 m / s;

2. возможен длительный перерыв в подаче энергии из-за отсутствия ветрового потока;2. a long interruption in the supply of energy due to the lack of a wind flow is possible;

3. значительное непостоянство энергии во времени из-за непостоянства скорости ветра.3. Significant variability of energy over time due to variability of wind speed.

В последние десятилетия наметилась тенденция поиска новых схем ветровых электростанций у которых для вращения ветровых турбин использовалась бы кинетическая энергия вертикального потока воздушных масс.In recent decades, there has been a tendency to search for new schemes for wind farms in which the kinetic energy of the vertical flow of air masses would be used to rotate wind turbines.

Известен вариант проекта ветровой электростанции (Patent USA №4.187.686, MKI F03G 7/04, 1977) у которой вдоль крутого склона горы размещают две параллельные трубы заполненные газом. Вверху и внизу трубы соединены между собой горизонтальными отрезками труб, образуя замкнутую систему сообщающихся сосудов изолированную от внешней атмосферы. В нижней горизонтальной части системы размещается ветровая турбина с электрогенератором. В нижнюю часть одной трубы впрыскивается горячая вода, а в верхнюю часть другой трубы впрыскивается холодная вода, возникающая разница температур в трубах вызывает движение газа в системе по правилу сообщающихся сосудов и образующийся поток газа вращает ветровую турбину.A known version of the design of a wind farm (Patent USA No. 4.187.686, MKI F03G 7/04, 1977) has two parallel pipes filled with gas along a steep slope of the mountain. Above and below the pipes are interconnected by horizontal pipe segments, forming a closed system of communicating vessels isolated from the external atmosphere. A wind turbine with an electric generator is located in the lower horizontal part of the system. Hot water is injected into the lower part of one pipe, and cold water is injected into the upper part of the other pipe, the resulting temperature difference in the pipes causes gas to move in the system according to the rule of communicating vessels and the resulting gas flow rotates the wind turbine.

Известен еще ряд других вариантов электростанций (Patent Great Britan №2081390, MKI F03G 7/04, 1982), в которых также предлагается использовать кинетическую энергию воздушных масс движущихся в замкнутых вертикальных каналах по схеме сообщающихся сосудов, когда холодный столб воздуха в одном канале опускается вниз, а теплый столб в другом канале поднимается вверх.A number of other options for power plants are also known (Patent Great Britan No. 2081390, MKI F03G 7/04, 1982), which also propose to use the kinetic energy of air masses moving in closed vertical channels according to the scheme of communicating vessels, when a cold column of air in one channel drops down , and a warm pillar in another channel rises up.

К существенным недостаткам указанных схем станций можно отнести то, что из-за низкой скорости свободного опускания холодного столба воздуха не может реализовываться достаточно высокое значение кинетической энергии воздушных масс и поэтому мощность и коэффициент полезного действия таких станций невелики.Significant disadvantages of the above station schemes include the fact that, due to the low speed of free lowering of a cold column of air, a sufficiently high value of the kinetic energy of air masses cannot be realized, and therefore the power and efficiency of such stations are small.

Известна ветровая электростанция (п. РФ №2246031, опубл. 10.02.2005), содержащая вертикальную вытяжную трубу, конусную насадку с радиальными ребрами, генератор электрического тока, ветровое колесо, кинематически связанное с генератором электрического тока и расположенное в области нижнего конца вытяжной трубы, а также секцию горизонтальных воздухо-проводящих каналов в виде радиально расположенных диффузоров с выходными соплами, аэродинамически связанными с нижним концом трубы. При этом ветровое колесо установлено в горизонтальном потоке воздуха между соплами и трубой.Known wind power plant (p. RF No. 2246031, publ. 02/10/2005), containing a vertical exhaust pipe, a conical nozzle with radial ribs, an electric current generator, a wind wheel kinematically connected to an electric current generator and located in the region of the lower end of the exhaust pipe, as well as a section of horizontal air-conducting channels in the form of radially arranged diffusers with outlet nozzles aerodynamically connected to the lower end of the pipe. In this case, the wind wheel is installed in a horizontal air flow between the nozzles and the pipe.

Недостатком данной конструкции является зависимость работы станции от скорости ветра и низкий коэффициент полезного действия.The disadvantage of this design is the dependence of the station on the wind speed and low efficiency.

В качестве прототипа выбрана ветровая электростанция (French patent No.0408809000, registered at INPI, August 2004.; International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology №5 (61)2008) у которой вертикальный воздушный канал представляет гигантскую перевернутую воронку высотой - 300 м с переменной кривизной боковой поверхности, диаметр основания - 200 м, а внутренний диаметр верхней части - 18 м. Над узкой частью канала располагается конус, обращенный основанием вверх, в котором размещаются ветровая турбина или воздушный винт диаметром 25-30 м. В центре воздушного канала проходит трубчатая ось, которая является несущей опорой для электрогенератора и ветровой турбины или воздушного винта. Нижнее основание воздушного канала окруженного с внешней стороны теплицей площадью от трех до пяти квадратных километров с целью аккумуляции теплого воздуха поступающего на вход канала.A wind farm (French patent No.0408809000, registered at INPI, August 2004 .; International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology No. 5 (61) 2008) in which the vertical air channel represents a giant inverted funnel 300 m high the curvature of the lateral surface, the diameter of the base is 200 m, and the inner diameter of the upper part is 18 m. Above the narrow part of the channel there is a cone facing upwards, in which a wind turbine or propeller with a diameter of 25-30 m is placed. In the center of the air channel passes tubular axis, to The otorium is the supporting support for the electric generator and wind turbine or propeller. The lower base of the air channel surrounded from the outside by a greenhouse with an area of three to five square kilometers in order to accumulate warm air entering the channel inlet.

Недостатками прототипа являются низкий коэффициент полезного действия, техническая сложность осуществления ветряного двигателя при скорости вихревого потока ~300 км/ч. Кроме того, верхняя часть ветроэлектростанции будет подвергнута колебаниям в широком диапазоне частот, возникаюших из-за вращения ветровых турбин или воздушных винтов и электрогенераторов, что представляет сложную трудоемкую техническую задачу при строительстве и эксплуатации такой ветроэлектростанции.The disadvantages of the prototype are the low efficiency, the technical complexity of the implementation of a wind turbine with a swirl flow speed of ~ 300 km / h. In addition, the upper part of the wind farm will be subject to fluctuations in a wide range of frequencies arising from the rotation of wind turbines or propellers and generators, which is a complex labor-intensive technical task in the construction and operation of such a wind farm.

Решаемая техническая задача состоит в повышении мощности ветровой электростанции за счет получения управляемого высокоскоростного воздушного потока для вращения ветровой турбины, кинематически связанной с электрогенератором, независимо от ветрового режима местности.The technical problem to be solved is to increase the capacity of a wind power station by obtaining a controlled high-speed air flow for rotating a wind turbine kinematically connected with an electric generator, regardless of the terrain wind regime.

Известные физические свойства атмосферы, а именно: состояние ее температурной стратификации, убывание давления с высотой, действие аэростатической подъемной силы Архимеда, высокая подвижность и тепловое расширение воздуха, горизонтальный перенос воздушных масс в верхних слоях, уменьшение статического давления в горизонтальном воздушном потоке, позволяют решить эту задачу.The well-known physical properties of the atmosphere, namely: the state of its temperature stratification, pressure decrease with height, the effect of the aerostatic lifting force of Archimedes, high mobility and thermal expansion of air, horizontal transport of air masses in the upper layers, decrease in static pressure in the horizontal air flow, allow this task.

Указанная техническая задача решается тем, что в ветровой электрической станции, состоящей из вертикального воздушного канала, в котором обеспечена возможность создания разницы температур в канале и наружным воздухом, ветровой турбины, кинематически связанной с генератором, вертикальный воздушный канал выполнен в виде вытяжных труб, внизу объединенных общим коллектором, соединенного с горизонтальным разгонным каналом, выполненного по схеме Вентури, при этом ветровая турбина установлена в его узкой части, а на устье вытяжных труб имеется возможность создания разрежения воздуха. Верхняя часть каждой вытяжной трубы может быть снабжена дефлектором, выполненным в виде цилиндра с боковыми окнами, соосно установленного с вытяжной трубой, внутренняя часть которого снабжена криволинейными экранами, выпуклостями к центру, создающих в центре максимальную разреженность на устье канала. Высота вертикального воздушного канала может составлять несколько сот метров, обеспечивающих заданную скорость воздушного потока в месте размещения ветровой турбины. Воздушные каналы могут быть установлены по южному склону низкогорного рельефа местности под оптимальным углом с возможностью максимального использования солнечной энергии, падающей на площадь склона, для получения температуры нагретого воздуха в каналах существенно превышающей температуру внешней атмосферы, ведущее к значительному увеличению мощности станции, при этом разрежение на устье каналов увеличивается из-за большей скорости горизонтального переноса воздушных масс на вершине склона, вызывающее увеличение мощности станции. Нагревание воздуха в вертикальном воздушном канале может быть обеспечено теплом от сжигания попутного газа при добыче углеводородного сырья, при утилизации промышленных, бытовых отходов. Нагревание воздуха в вертикальном воздушном канале может быть обеспечено теплом горячих газов, образующихся в топках тепловых электростанций, избыточным теплом, выделяющегося при технологических процессах на промышленных предприятиях. Вертикальный воздушный канал может обеспечивать эффективную вентиляцию шахт, рудников, сжигание газа метана. Вертикальный воздушный канал может являться составным элементом высотных коммерческих, жилых комплексов.The specified technical problem is solved by the fact that in a wind power station consisting of a vertical air channel, in which it is possible to create a temperature difference in the channel and the outside air, of a wind turbine kinematically connected with a generator, the vertical air channel is made in the form of exhaust pipes connected at the bottom a common collector connected to a horizontal booster channel, made according to the Venturi scheme, while the wind turbine is installed in its narrow part, and at the mouth of the exhaust pipes Xia ability to create air vacuum. The upper part of each chimney can be equipped with a deflector made in the form of a cylinder with side windows coaxially mounted with a chimney, the inner part of which is equipped with curved screens, bulges to the center, creating in the center the maximum rarefaction at the mouth of the channel. The height of the vertical air channel can be several hundred meters, providing a given speed of the air flow at the location of the wind turbine. Air channels can be installed on the southern slope of the low-mountainous terrain at an optimal angle with the possibility of maximizing the use of solar energy falling on the slope area to obtain the temperature of the heated air in the channels significantly higher than the temperature of the external atmosphere, leading to a significant increase in the power of the station, while the mouth of the channels increases due to the greater speed of the horizontal transfer of air masses at the top of the slope, causing an increase in station power. Heating of air in a vertical air channel can be provided with heat from the combustion of associated gas during the extraction of hydrocarbon raw materials, during the utilization of industrial and household waste. The heating of air in a vertical air channel can be provided by the heat of the hot gases generated in the furnaces of thermal power plants, by the excess heat generated during technological processes at industrial enterprises. A vertical air channel can provide efficient ventilation of mines, mines, and the burning of methane gas. The vertical air channel can be an integral part of high-rise commercial, residential complexes.

Мощность станции определяется высотой, диаметром и количеством вытяжных труб, температурой воздуха в трубах и скоростью горизонтального переноса воздушных масс на устье вытяжных труб.The power of the station is determined by the height, diameter and number of exhaust pipes, air temperature in the pipes and the rate of horizontal transfer of air masses to the mouth of the exhaust pipes.

Нагрев воздуха в вертикальном воздушном канале до температуры выше, чем в окружающей атмосфере на величину AT вызывает уменьшение плотности воздуха в вытяжных трубах и в результате образуется разность давлений между наружным воздухом и воздухом в трубах на величинуThe heating of air in a vertical air channel to a temperature higher than in the surrounding atmosphere by an amount AT causes a decrease in the density of air in the exhaust pipes and as a result, a pressure difference between the outside air and the air in the pipes by an amount

которая представляет известную силу тяги вертикального воздушного канала в поле тяготения, вызывающая восходящее равноускоренное движение воздушных масс в канале: - средняя разность плотности воздуха по высоте труб между наружным и внутренним воздухом; g - ускорение силы тяжести; h - высота труб. Средняя скорость восходящего воздушного потока пропорциональна корню квадратному из высоты трубы и средней температуры нагрева по высоте трубы:which represents the known thrust of the vertical air channel in the gravitational field, causing an upward uniformly accelerated movement of air masses in the channel: - the average difference in air density along the height of the pipes between the external and internal air; g is the acceleration of gravity; h is the height of the pipes. The average velocity of the ascending air flow is proportional to the square root of the height of the pipe and the average heating temperature along the height of the pipe:

где - средняя температура нагрева по высоте трубы; Т - температура окружающего воздуха, °К; ξ, - коэффициент потерь в вертикальном воздушном канале.Where - average heating temperature along the height of the pipe; T - ambient temperature, ° K; ξ, is the loss coefficient in the vertical air channel.

Известно, что статическое давление в горизонтальном потоке воздуха меньше на величину скоростного напора - (g - плотность воздуха; v - скорость воздушного потока). Поэтому при обтекании верхней части вертикальных воздушных каналов горизонтальным воздушным потоком на их устье создается разрежение, приводящее к возникновению вытяжного потока воздуха в каналах. Движение воздуха в канале будет иметь равноускоренный характер и при достаточной высоте канала в нем разовьется высокоскоростной вытяжной поток.It is known that the static pressure in a horizontal air stream is less by the magnitude of the pressure head - (g - air density; v - air flow velocity). Therefore, when a horizontal air stream flows around the upper part of the vertical air channels, a vacuum is created at their mouth, which leads to the appearance of an exhaust air flow in the channels. The movement of air in the channel will be uniformly accelerated and with a sufficient height of the channel, a high-speed exhaust flow will develop in it.

Совместное действие на воздушные массы подъемной аэростатической силы Архимеда и разрежения на устье каналов придают воздушным потокам в вытяжных трубах станции значительную скорость и эти потоки в совокупности формируют скоростной режим воздушного потока в горизонтальном разгонном канале станции, где находится ветровая турбина.The combined effect on the air masses of the Archimedes lifting aerostatic force and rarefaction at the channel mouths give the air flows in the exhaust pipes of the station significant speed and these flows together form the high-speed air flow in the horizontal accelerating channel of the station where the wind turbine is located.

На фиг.1 представлена схема ветровой электростанции, на фиг.2 - схема дефлектора.Figure 1 presents a diagram of a wind farm, figure 2 is a diagram of the deflector.

Ветроэлектрическая станция представляет собой вертикальный воздушный канал, состоящий из ряда вытяжных труб 1, которые внизу соединены горизонтальными трубами 2 с общим коллектором 3, соединенного с горизонтальным разгонным каналом 4, выполненного по схеме трубки Вентури, в узком сечении которого размещена ветровая турбина 5, соединенная с генератором электрического тока 6, верхняя часть каждой вытяжной трубы 1 снабжена дефлектором 7. Дефлектор 7 выполнен в виде цилиндра 8 с боковыми окнами 10, 11, соосно установленного с вытяжной трубой 1, внутренняя часть которого снабжена криволинейными экранами 9, выпуклостями к центру, создающих в центре максимальную разреженность на устье канала.The wind power station is a vertical air channel, consisting of a number of exhaust pipes 1, which are connected at the bottom by horizontal pipes 2 to a common collector 3, connected to a horizontal booster channel 4, made according to the scheme of the Venturi tube, in a narrow section of which a wind turbine 5 connected to electric current generator 6, the upper part of each exhaust pipe 1 is equipped with a deflector 7. The deflector 7 is made in the form of a cylinder 8 with side windows 10, 11 coaxially mounted with the exhaust pipe 1, inside rennyaya part of which is provided with a curved screen 9, the bulge towards the center, creating the maximum vacuum in the mouth of the channel in the center.

Нагрев воздуха в вертикальном воздушном канале и вне его осуществляется различными видами источников тепловой энергии:Air heating in the vertical air channel and outside it is carried out by various types of sources of thermal energy:

- солнечной радиацией;- solar radiation;

- горячими газами и избыточным теплом, образующихся в рабочем процессе на тепловых электростанциях;- hot gases and excess heat generated in the working process at thermal power plants;

- горячими газами, образующихся в процессе сжигания попутного газа при добыче углеводородного сырья;- hot gases generated during the combustion of associated gas during the extraction of hydrocarbons;

- горячими газами, образующихся при утилизации промышленных и бытовых отходов;- hot gases generated during the disposal of industrial and household waste;

- избыточным теплом, выделяющегося при технологических процессах на промышленных предприятиях;- excess heat released during technological processes at industrial enterprises;

- избыточным теплом высотных жилых и коммерческих зданий.- excess heat of high-rise residential and commercial buildings.

Заявляемая ветровая электростанция работает так. Первоначально, в горизонтальном разгонном канале 4 поток не возмущен, имеет нулевую скорость, давление воздуха в нем максимально и ровно внешнему атмосферному давлению. В процессе нагрева воздуха в вытяжных трубах 1 его плотность становится меньше равновесной, вызванное тепловым расширением воздуха. Поскольку воздух обладает большой температуропроводностью, большим коэффициентом температурного расширения и большой подвижностью, то скорость уменьшения его плотности, практически, следует за скоростью его нагрева. При тепловом расширении воздушная среда в трубах 1 будет двигаться преимущественно вверх, так как давление в верхней части воздушного канала меньше, чем внизу, а в радиальном направлении воздух расширяться не будет, поскольку стенки труб 1 достаточно жесткие. Одновременно с движением, вызванным тепловым расширением, воздушная среда в трубах 1 будет двигаться вверх под действием подъемной аэростатической силы Архимеда, поскольку плотность воздуха становится ниже равновесной. В результате, в трубах 1 формируются восходящие потоки воздушных масс.The inventive wind farm works like this. Initially, in the horizontal accelerating channel 4, the flow is not perturbed, has zero speed, the air pressure in it is maximum and equal to the external atmospheric pressure. In the process of heating the air in the exhaust pipes 1, its density becomes less than equilibrium, caused by thermal expansion of the air. Since air has a large thermal diffusivity, a large coefficient of thermal expansion and high mobility, the rate of decrease in its density practically follows the rate of its heating. During thermal expansion, the air in the pipes 1 will move mainly upward, since the pressure in the upper part of the air channel is lower than at the bottom, and the air will not expand in the radial direction, since the walls of the pipes 1 are quite rigid. Simultaneously with the movement caused by thermal expansion, the air in the tubes 1 will move upward under the action of the Archimedes lifting aerostatic force, since the air density becomes below equilibrium. As a result, upward flows of air masses are formed in the pipes 1.

Воздушный горизонтальный поток, обтекающий дефлекторы 7, создает разрежение над устьем труб 1, которое, распространяясь со скоростью звука в канале, формирует в нем вынужденный вытяжной поток воздуха.The horizontal air stream flowing around the deflectors 7 creates a vacuum above the mouth of the pipes 1, which, propagating with the speed of sound in the channel, forms a forced exhaust air stream in it.

В результате, восходящие и вытяжные потоки воздуха в трубах 1 станции вызывают движение воздушной среды в горизонтальном разгонном канале 4, формируя в нем воздушный поток, достигающий максимальной скорости в узкой части канала, где размещается ветровая турбина 5, соединенная с генератором электрического тока 6. Скорость воздушного потока, падающего на ветровую турбину 5, может находиться в диапазоне от десятков до сотен метров в секунду. В первом приближении, скорость воздушного потока в горизонтальном разгонном канале 4 кратна количеству вытяжных труб 1 в случае равенства их сечений.As a result, the ascending and exhaust air flows in the pipes 1 of the station cause the movement of the air in the horizontal accelerating channel 4, forming an air flow in it, reaching a maximum speed in the narrow part of the channel, where the wind turbine 5, connected to the electric current generator 6, is located. Speed the air flow falling on the wind turbine 5 may be in the range from tens to hundreds of meters per second. In a first approximation, the speed of the air flow in the horizontal booster channel 4 is a multiple of the number of exhaust pipes 1 in case of equal sections.

Заявляемая ветровая электростанция обеспечивает получение электрической энергии в широком диапазоне мощностей. Каскад из систем воздушных каналов позволяет получить около 100 MW электрической энергии.The inventive wind farm provides electric energy in a wide range of capacities. A cascade of air duct systems provides about 100 MW of electrical energy.

Размещение заявляемой модели ветроэлектрической станции у подножья южного склона низкогорного рельефа местности позволяет повысить мощность станции и при этом снизить себестоимость ее строительства, поскольку можно воздушные каналы 1 проложить вдоль склона под оптимальным углом для максимального использования и аккумулирования солнечного тепла, увеличить эффективную высоту вертикального воздушного канала, на вершине склона горизонтальный перенос воздушных масс происходит с большей скоростью, и все это способствует существенному увеличению кинетической энергии воздушного потока в горизонтальном разгонном канале.Placing the inventive model of a wind power station at the foot of the southern slope of the low-mountainous terrain allows you to increase the power of the station and at the same time reduce the cost of its construction, since air channels 1 can be laid along the slope at an optimal angle for maximum use and accumulation of solar heat, increase the effective height of the vertical air channel, at the top of the slope, the horizontal transport of air masses occurs with greater speed, and all this contributes to a significant the increase in the kinetic energy of the air flow in the horizontal booster channel.

Заявляемая модель станции может быть эффективной для получения электрической энергии за полярным кругом и на полюсе в дни летнего солнцестояния.The inventive model of the station can be effective for generating electrical energy beyond the Arctic Circle and at the pole during the summer solstice.

Заявляемая ветровая электростанция позволяет наряду с выработкой электроэнергии обеспечить эффективную вентиляцию рудников и шахт.The inventive wind power station allows along with the generation of electricity to provide efficient ventilation of mines and mines.

Claims

1. Wind power station, consisting of a vertical air channel, in which it is possible to create a temperature difference in the channel and the outside air, a wind turbine kinematically connected with the generator, characterized in that the vertical air channel is made in the form of exhaust pipes, connected at the bottom by a common collector connected to a horizontal booster channel, made according to the Venturi scheme, while the wind turbine is installed in its narrow part, and at the mouth of the exhaust pipes there is the possibility of creating air rarefaction.

2. The wind power station according to claim 1, characterized in that the upper part of each exhaust pipe is equipped with a deflector.

3. The wind power station according to claim 2, characterized in that the deflector is made in the form of a cylinder with side windows coaxially mounted with an exhaust pipe, the inside of which is equipped with curved screens, bulges to the center, creating in the center the maximum rarefaction at the mouth of the channel.

4. The wind power station according to claim 1, characterized in that the height of the vertical air channel is several hundred meters, providing a given air velocity at the location of the wind turbine.

5. The wind power station according to claim 1, characterized in that the air channels are installed on the southern slope of the low-mountainous terrain at an optimal angle with the possibility of maximizing the use of solar energy falling on the slope area.

6. The wind power station according to claim 1, characterized in that the heating of the air in the vertical air channel is provided with heat from the combustion of associated gas during the production of hydrocarbon raw materials, while utilizing industrial and household waste.

7. The wind power station according to claim 1, characterized in that the heating of the air in the vertical air channel is provided with the heat of the hot gases generated in the furnaces of the thermal power plants, with the excess heat generated during the manufacturing processes in industrial enterprises.

8. The wind power station according to claim 1, characterized in that the vertical air channel provides efficient ventilation of mines, mines, methane gas combustion.

9. The wind power station according to claim 1, characterized in that the vertical air channel is an integral element of high-rise commercial, residential complexes.