SK822022U1 - Multirotorový veterno-energetický systém - Google Patents

Abstract

Multirotorový veterno-energetický systém je vhodný na ťažko prístupné miesta, ako sú vyššie hory, hlboké moria a strechy. Podstatou technického riešenia je koncentrácia prúdenia terénom, stavbou alebo nasávacou turbínou (4), ktorá svojimi listami na oske (3) pod a nad predným nosníkom (7) a výtokovou rýchlosťou vysáva okolité prúdenie vzduchu, a tým ho urýchľuje v mieste zachytávania vetra multirotorovým systémom. Rotory (6) sú na oskách (12) a tie sú paralelne uložené na priečkach zadného nosníka (11). Smer vztlakových síl a osiek (12) je zhodný s kotevnými lanami (14). Stĺpik (13) je zaťažený len vzperovo hmotnosťou zariadenia, ktorá je redukovaná.

Description

Oblasť techniky

Technické riešenie sa týka multi-rotorových veterno-energetických systémov s nárastom ekonomickej efektivity a s posilňovačom výkonu určených hlavne do málo prístupných miest, hôr, morí a v mikrokategóriách na strechy.

Doterajší stav techniky

V súčasnosti sú rozvinuté prevažne jednorotorové trojlisté systémy využívajúce na zemi dostupné terény, v mori pobrežné systémy s relatívne malou hĺbkou vody. Veterné turbíny sú združované do veterných parkov, resp. fariem a produkovaná elektrická energia je upravovaná v centre farmy a na dlhé vzdialenosti prepravovaná vo forme vysoko-napäťového jednosmerného vedenia. Kvalitný horský vietor sa vo vyšších horách využíva málo pre ťažkú dostupnosť, vysokú hmotnosť všetkých komponentov. Podobne sa pobrežné systémy obmedzujú podľa hĺbky a vzdialenosti od pobrežia. Súčasné veterno-energetické systémy sú v mori drahé na výrobu vodíka a jeho transport.

Podstata technického riešenia

Vyššiu efektivitu výroby zelenej elektrickej energie umožňuje technické riešenie, ktorého podstatou je umiestnenie sacej turbíny na prednom nosníku. Sacia turbína je zložená z axiálne zoradených rotorov na oske sacej turbíny a zo statorových plôch pre udržanie axiálneho prúdenia, ktorá je hnaná strednou veternou turbínou, ktorá je uložená v strede nad zadným nosníkom na statorových plochách. Okolo nej je aspoň dvojica osiek s rotormi umiestnených na priečkach zadného nosníka so sklonom špecificky voleným pre daný terén. Osky sú na spodnej časti ukončené generátormi. Predný nosník a zadný nosník sú otočné do smeru vetra na zvislej oske, priečna vodorovná oska umožňuje sklápať systém do bezpečnej polohy. Priečky na nosníkoch sú vystužené lanami zo stĺpika nad stĺpom, ktorý je vystužený kotevnými lanami s kotvami na zemi.

V morskej aplikácii systém obsahuje lodné skrutky na predĺženej stredovej osi pod hladinou mora, ktoré odľahčujú ťah upínacích lán alebo umožňujú plavbu systému.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Na obrázku je axonometrický pohľad na systém so znázornením smeru zrýchleného prúdenia sacou turbínou.

Príklady uskutočnenia

Horský multirotorový veterno-energetický systém na využitie ťažko dostupných lokalít s možnosťou zberu zrýchleného prúdenia na vrchole alebo hrebeni, čo umožňuje nízku hmotnosť všetkých komponentov. Nosníky majú výstuhy lanami 16 zo stĺpika 17 predného nosníka 7 a zadného nosníka 11, nízko priemerový modul všetkých rotorov axiálnych multirotorových turbín 6 znižuje hmotnosť úmerne zníženiu priemeru modulu, t. j. asi 20-krát, bez potreby prevodovky, bez potreby základov a veže vzhľadom na to, že výslednica vztlakových síl sa zhoduje so smerom kotevných lán 14 uchytených kotvami 15 takže stĺp 13 je krátky a nízko hmotný. Sacia turbína 4 so statorovými plochami 8 sú ľahké vysokootáčkové zariadenia s listami odstredivo stabilizovanými. Vzostupnosť horského prúdenia zo sacej turbíny 4 hnanej oskou 12 stredovou multirotorovou turbínou umožňuje zosúladiť uhol kotevných lán 14 s výsledným smerom záťaže systému v smere osiek 12, ktorou je hnaná oska 3 sacej turbíny. Generátory 10 sú bez prevodu, smerovanie smerovkou 9 na oske 18 a sklápanie systému na vodorovnej oske pri nadmernom vetre do záveternej polohy sú činnosti, ktoré nevyžadujú nákladné a hmotnostne zaťažujúce servomotory vrátane ich redukčných súkolí. Nízka špecifická hmotnosť všetkých komponentov umožní stavbu kdekoľvek v teréne alebo na budovách v zástavbe miest bez potreby budovania prístupovej komunikácie.

Na vrchole so strmým stúpaním je efektívne použiť systém so sacou turbínou 4, a tým spôsobom sústreďovať do zberných plôch veternej steny aj obtokové prúdenie. Systém umožňuje zjednodušiť periodické odmrazovanie horúcim vzduchom krátkodobým elektrickým ohrevom v sacej turbíne 4.

SK 82-2022 U1

Iné prevedenie je morský multirotorový veterno-energetický systém.

Veterno-energetický systém, u ktorého sa využije nízka hmotnosť všetkých komponentov pre zníženie hmotnosti a nákladovosti plavákov, ktoré môžu byť pod stĺpom 13 pričom kotevné laná 14 s kotvami 15 ukotvené na dne alebo na plávajúcej konštrukcii spojenej so sieťou pre celú farmu kotvenej na dne len v troch 5 bodoch. Farmu možno použiť na elektrolytickú výrobu vodíka a hĺbkovým potrubím dopravovať na pobrežie. Tlak vody a tlak plynu umožní dimenzovať potrubie na nižší pretlak Autonómne plávajúce systémy možno prevádzkovať pomocou ťahu lodných skrutiek 1 hnaných stredovou multirotorovou turbínou pri výrobe vodíka v hlbokých moriach.

Claims (2)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Multirotorový energetický systém, ktorý pre posilňovanie výkonu používa koncentráciu prúdenia vzduchu, vyznačujúci sa tým, že na prednom nosníku (7) je umiestnená sacia turbína (4) s 5 rotormi (2) hnaná oskou (12) veternej turbíny umiestnenou na zadnom nosníku (11) na statorových plochách (8) spojenou s oskou (3) sacej turbíny (4), pričom predný nosník (7) a zadný nosník (11) sú uložené na zvislej oske (18) otočne do smeru vetra a na svojich priečkach (5) vystužené lanami (16) uchytenými na stĺpiku (17) a stĺp (13) je vystužený kotevnými lanami (14) s kotvami (15).
2. 2. Multirotorový veternoenergetický systém podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že 10 obsahuje lodné skrutky (1) pod hladinou vody, ktoré sú umiestnené na predĺženej stredovej osi v hlbokomorskej aplikácii.