UA53451A - Bunch wind-driven power plant - Google Patents

Bunch wind-driven power plant Download PDF

Info

Publication number
UA53451A
UA53451A UA2002054441A UA200254441A UA53451A UA 53451 A UA53451 A UA 53451A UA 2002054441 A UA2002054441 A UA 2002054441A UA 200254441 A UA200254441 A UA 200254441A UA 53451 A UA53451 A UA 53451A
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
wind
garland
windmills
garlands
bunch
Prior art date
Application number
UA2002054441A
Other languages
Russian (ru)
Ukrainian (uk)
Inventor
Олександр Аркадійович Верхман
Александр Аркадьевич Верхман
Ілля Олександрович Верхман
Илья Александрович Верхман
Тетяна Юріївна Каспер
Татьяна Юрьевна Каспер
Олександр Володимирович Серов
Original Assignee
Олександр Аркадійович Верхман
Александр Аркадьевич Верхман
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 Олександр Аркадійович Верхман, Александр Аркадьевич Верхман filed Critical Олександр Аркадійович Верхман
Priority to UA2002054441A priority Critical patent/UA53451A/en
Publication of UA53451A publication Critical patent/UA53451A/en

Links

Landscapes

  • Wind Motors (AREA)

Abstract

A bunch wind-driven power plant has one or more high towers, wind-wheels transforming wind energy to mechanical energy of rotation, electro-generators, connected to the wind-wheels. The wind-wheels are connected in series to one or several vertical bunches, with two or more wind-wheels in each bunch; support bearings in the upper part of the tower to which each bunch is attached; one or more electro-generators, those are placed on the earth, with connected to those through respective input appliances, for instance, muffs, of reducers, the lower ends of the bunches; those can, thus, rotate in a free way.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід має відношення до вітроенергетики, а саме до конструктивного виконання та розміщення вітроколіс. 2 Існує два основних типи вітроколіс, які перетворюють енергію вітру в механічну енергію обертання.The invention is related to wind energy, namely to the construction and placement of wind turbines. 2 There are two main types of windmills that convert wind energy into mechanical rotational energy.

Гвинтові вітроколеса, вісь обертання яких повинна бути паралельною напрямку руху повітря (горизонтальна вісь) і ортогональні вітроколеса (або ротори) вісь обертання яких перпендикулярна руху повітря (вертикальна вісь).Helical windmills, the axis of rotation of which must be parallel to the direction of air movement (horizontal axis) and orthogonal windmills (or rotors), the axis of rotation of which is perpendicular to the movement of air (vertical axis).

Ї у перших і у других є свої переваги і свої недоліки. Гвинтові вітроколеса (пропелери) потребують 70 спеціальних пристроїв для слідкування за напрямком вітру і повертання пропелерів і генераторів у просторі.Both the first and the second have their advantages and disadvantages. Helical windmills (propellers) require 70 special devices to follow the direction of the wind and turn the propellers and generators in space.

Ротори вертикального типу працюють незалежно від напрямку вітру, але існує проблема підйому їх на більшу висоту, щоб використати висотний градієнт швидкостей вітру.Vertical-type rotors work regardless of wind direction, but there is the problem of raising them to greater heights to take advantage of the altitudinal gradient in wind speeds.

Гвинтові вітроколеса при їхньому підйомі на більші висоти, потребують міцних капітальних веж, які здатні витримувати навантаження ураганних (шквальних) вітрів і тримати на собі важкі генератори. 12 Підйом роторів вертикального типу, наскільки нам відомо, не застосовується.Propeller windmills, when they rise to greater heights, need strong capital towers that can withstand the load of hurricane (gale) winds and hold heavy generators. 12 Lifting of rotors of the vertical type, as far as we know, is not used.

Вони встановлюються на землі і кожен обертає свій електрогенератор, розташований в його нижній частині.They are installed on the ground and each rotates its electric generator located in its lower part.

Ї перший і другий тип вітроколіс при масовому їх застосуванні, потребують значних земельних площ, аби запобігти вітрового затінення і впливу вітроколіс одне на одне.The first and second type of windmills, when used on a large scale, require large land areas to prevent wind shading and the influence of windmills on each other.

Ще одним протиріччям є неможливість створювати надпотужні вітродвигуни, що примушує виробляти 20 електроенергію великою кількістю малих електрогенераторів. Це знижує ККД вироблення енергії і збільшує її вартість.Another contradiction is the impossibility of creating super-powerful wind engines, which forces to produce 20 electricity with a large number of small generators. This reduces the efficiency of energy production and increases its cost.

Намаганням подолати ці протиріччя і є запропонований винахід - гірляндна вітроелектростанція. Суть його в тому, що електрогенератори і редуктори великої потужності розташовуються на землі біля одної, або кількох високих веж, а вітроколеса, зібрані в гірлянди, спускаються зверху і нижніми кінцями гірлянд приєднуються до 22 електрогенераторів. «The proposed invention is an attempt to overcome these contradictions - a garland wind power plant. Its essence is that electric generators and high-power reducers are located on the ground near one or several high towers, and windmills, assembled in garlands, descend from above and connect to 22 electric generators with the lower ends of the garlands. "

Зверху кожна гірлянда приєднується до верхньої частини вежі через опорний підшипник, який підтримує її і дає їй можливість вільно обертатись.At the top, each garland is connected to the top of the tower via a support bearing that supports it and allows it to rotate freely.

При цьому знизу кілька гірлянд можуть приєднуватись до одного редуктора і обертати один генератор великої потужності, наприклад, через обгінні муфти. -- 30 Типи роторів, які входять в одну гірлянду можуть бути різними. Це можуть бути ротори Дар'є, ротори юAt the same time, several garlands can be connected to one gearbox from below and rotate one high-power generator, for example, through overrunning clutches. -- 30 Types of rotors included in one garland can be different. These can be Darier rotors, Yu rotors

Савоніуса, парусні вітродвигуни (типу ас. СРСР 1760598) і навіть гвинтові (пропелерні) вітроколеса, які розташовані на гірлянді і мають пристрої для передачі обертання всій гірлянді і орієнтування пропелерів в З напрямку вітру. соSavonius, sailing wind engines (type ASSR 1760598) and even screw (propeller) windmills, which are located on the garland and have devices for transmitting rotation to the entire garland and orienting the propellers in the W direction of the wind. co

Ротори між собою в гірлянді з'єднується або через кардани, або безпосередньо через муфти, які 325 підтримуються кількома консолями, які відходять від вежі. оThe rotors are connected to each other in the garland either through gimbals or directly through couplings, which are supported by several consoles extending from the tower. at

Можливо застосування генераторів вісь яких вертикальна і є продовженням осі обертання гірлянди і які приєднуються до кожної гірлянди безпосередньо.It is possible to use generators whose axis is vertical and is a continuation of the axis of rotation of the garland and which are connected to each garland directly.

Варіанти виконання гірляндної вітроелектростанції показані на кресленні. Показана гірляндна « вітроелектростанція з двома гірляндами і однією вежею. Може на одній вежі бути і З і 4 гірлянди або й З 50 більше(див.фіг.1). с На фіг.2 показана така ж вітроелектростанція, але одна гірлянда має вертикальне розташування і з» підтримується консолями. Друга гірлянда (праворуч) приєднана безпосередньо до великого електрогенератора, як і на фіг.1.The variants of the garland wind power plant are shown in the drawing. A garland wind farm with two garlands and one tower is shown. One tower may have Z and 4 garlands or Z 50 more (see Fig. 1). Figure 2 shows the same wind farm, but one garland has a vertical arrangement and is supported by consoles. The second garland (on the right) is connected directly to a large electric generator, as in Fig. 1.

На фіг.3 показана робота трьох гірлянд на один генератор. 45 На фіг.4 показана можливість створення вітрової стіни, коли кілька гірлянд з обох сторін П-образної вежі і-й заповнюють весь простір, одночасно виконуючі роль відтяжних канатів, які утримують всю конструкцію під час оз шквальних вітрів.Figure 3 shows the operation of three garlands on one generator. 45 Fig. 4 shows the possibility of creating a wind wall, when several garlands on both sides of the U-shaped tower fill the entire space, simultaneously acting as tension ropes that hold the entire structure during gale force winds.

На кресленнях показані: шк 1 - вітроколеса різного типу; сл 20 2 - опорні підшипники;The drawings show: shk 1 - windmills of various types; cl 20 2 - support bearings;

З - карданні з'єднання; ть 4 - опорна вежа; - редуктор; 6 - електрогенератор; 7 - електрогенератор з вертикальною віссю. в. Робота гірляндної вітроелектростанції очевидна з представлених креслень.C - cardan joints; t 4 - support tower; - reducer; 6 - electric generator; 7 - electric generator with a vertical axis. in. The operation of the garland wind power plant is obvious from the presented drawings.

Так на фіг.1 зліва показана гірлянда з ортогональних роторів (1), які зверху утримуються опорними підшипниками (2), а знизу входять в редуктор (5), який передає обертання великому генератору (6).Thus, on the left in Fig. 1, a garland of orthogonal rotors (1) is shown, which are held from above by support bearings (2), and from below enter the reducer (5), which transmits rotation to the large generator (6).

Зверху розташовані ротори Дар'є, знизу два парусних вітродвигуна. Парусні вітродвигуни мають великий 60 обертальний момент і визначений напрям обертання. Ротори Дар'є потребують розкрутки (запуску) і коли вітер досягає деякої швидкості стабільно працюють з великим ККД перетворення енергії.Above are Darier rotors, below are two sailing wind engines. Sailing wind engines have a large 60 torque and a defined direction of rotation. Darier rotors require spin-up (start-up) and when the wind reaches a certain speed, they work stably with high energy conversion efficiency.

Коли швидкість обертання гірлянди зросте, лопаті парусних вітродвигунів можуть розкритись і не гальмувати роботи всієї гірлянди.When the speed of rotation of the garland increases, the blades of the sailing wind turbines can open and not slow down the work of the entire garland.

Таким чином при малих і середніх вітрах будуть здебільшого працювати парусні вітродвигуни, а при великих бо швидкостях вітру - ротори Дар'є . Швидкість обертання всієї гірлянди буде осереднюватись за рахунок інерції загальної маси і завантаження генераторів.Thus, at low and medium winds, sailing wind engines will mostly work, and at high wind speeds - Darier rotors. The speed of rotation of the entire garland will be averaged due to the inertia of the total mass and the loading of the generators.

По даним вимірів на різних висотах з висоти 50м до 120м швидкість вітру різниться на 20-2595. Це невелике розходження і яких-небудь проблем в роботі ротора Дар'є на висоті 12Ом і 5Ом не виникне.According to measurements at different heights from 50m to 120m, the wind speed varies by 20-2595. This is a small difference and there will be no problems in the operation of the Darier rotor at a height of 12Ω and 5Ω.

В залежності від типу електрогенераторів (6, 7) вони можуть приєднуватись до гірлянди через редуктор (5) або безпосередньо, коли вісь генератора є продовженням осі гірлянди як це показано на (див.фіг.1, 2) праворуч.Depending on the type of electric generators (6, 7), they can be connected to the garland through a reducer (5) or directly, when the axis of the generator is a continuation of the axis of the garland as shown in (see fig. 1, 2) on the right.

Однією з переваг запропонованої гірляндної вітроелектростанції є можливість захоплювати великі частини простору і використовувати висотний градієнт розподілу швидкостей вітру, одночасно займаючі невеликі земельні площі. 70 Враховуючи можливість під дією сильного вітру кривлення гірлянд всі ротори з'єднуються між собою через карданні з'єднання (3).One of the advantages of the proposed garland wind power plant is the ability to capture large parts of space and use the altitudinal gradient of wind speed distribution, while occupying small land areas. 70 Taking into account the possibility of twisting of the garlands under the influence of strong wind, all rotors are connected to each other through cardan joints (3).

На фіг.2 зліва показана гірлянда, яка не потребує карданних з'єднань бо підтримується консолями (8), які відходять від вежі (4) і підтримують гірлянду опорними підшипниками.Fig. 2 on the left shows a garland that does not require gimbal joints because it is supported by consoles (8), which depart from the tower (4) and support the garland with support bearings.

Запропонована гірляндна вітроелектростанція дає можливість використовувати енергію вітру в тих місцях, де 7/5 Відомі вітроустановки не ефективні бо потребують значних земельних площ.The proposed garland wind power plant makes it possible to use wind energy in those places where 7/5 Known wind turbines are not efficient because they require large land areas.

Вироблення енергії великими електрогенераторами відбувається з більшим ККД, знижуються капітальні витрати і витрати на монтажні роботи, збільшується стабільність вироблення електроенергії, зростає конкурентоспроможність вітрової енергії.Energy production by large power generators is more efficient, capital costs and costs for installation work are reduced, the stability of electricity production increases, and the competitiveness of wind energy increases.

Наявність кількох гірлянд на одній ВЕС збільшує її ремонтоздатність, зменшує експлуатаційні витрати.The presence of several garlands on one wind turbine increases its maintainability and reduces operating costs.

Будь-яка гірлянда може бути легко відключена для ремонту або профілактики в той час коли інші будуть продовжувати безперервно виробляти електроенергію. Полегшується вибір площадок для будівництва ВЕС, враховуючи те, що вітроколеса розташовані на значній висоті і потребують значно менших земельних площ ніж при традиційному їх використанні.Any string can be easily shut down for repairs or maintenance while the others continue to generate electricity continuously. The selection of sites for the construction of wind turbines is facilitated, taking into account the fact that wind turbines are located at a considerable height and require much smaller land areas than with their traditional use.

Значно зменшаться капітальні витрати на будівництво ВЕС аналогічної потужності, тому що високі вежі об по-перше не повинні тримати на собі важкі електрогенератори, а по-друге самі гірлянди відіграють роль відтяжних тросів, що збільшує міцність всієї системи по відношенню до шквальних вітрів і відповідно знижує « вимоги до міцності самих веж.Capital costs for the construction of wind turbines of similar capacity will be significantly reduced, because, firstly, tall towers do not have to support heavy electric generators, and secondly, the garlands themselves play the role of tension cables, which increases the strength of the entire system in relation to gusty winds and, accordingly, reduces « requirements for the strength of the towers themselves.

Крім того, монтажні роботи по підйому неважких гірлянд і підключенню їх до опорних підшипників набагато простіші ніж підйом на вершини веж великих електрогенераторів і монтаж лопатів гігантських гвинтів. «- зо Монтаж гірлянди може виконуватись з землі Через простий блок, який тросом підтягує верхню частину гірлянди для приєднання її до підшипника. Після чого приєднання нижньої частини гірлянди до генератора що) відбувається на землі. Нижня частина гірлянди може мати натяжні і амортизаційні (пружини) елементи, які «г дозволяють легко закінчити роботу по її монтажу і включенню в роботу. соIn addition, the installation work of lifting light garlands and connecting them to the support bearings is much easier than climbing to the tops of the towers of large electric generators and installing the blades of giant propellers. "- zo Installation of the garland can be done from the ground Through a simple block that pulls the upper part of the garland with a cable to connect it to the bearing. After that, the connection of the lower part of the garland to the generator takes place on the ground. The lower part of the garland can have tensioning and shock-absorbing (spring) elements, which make it easy to finish the work on its installation and inclusion in the work. co

ЗоZo

Claims (1)

Формула винаходу оThe formula of the invention of Гірляндна вітроелектростанція, що має одну чи кілька високих веж, вітроколеса, які перетворюють енергію вітру в механічну енергію обертання, електрогенератори, з'єднані з вітроколесами, яка відрізняється тим, що «A garland wind farm having one or more tall towers, windmills that convert wind energy into mechanical rotational energy, electric generators connected to the windmills, characterized by the fact that " вона має вітроколеса, з'єднані послідовно в одну чи кілька вертикальних гірлянд, по два чи більше вітроколес з с в кожній гірлянді, опорні підшипники в верхній частині вежі, до яких кріпиться кожна гірлянда, один чи кілька електрогенераторів, розташованих на землі, до яких через відповідні вхідні пристрої, наприклад муфти або :з» редуктори приєднуються нижні кінцівки гірлянд, які таким чином можуть вільно обертатись.it has windmills connected in series in one or more vertical garlands, two or more windmills with c in each garland, support bearings in the upper part of the tower to which each garland is attached, one or more electric generators located on the ground, to which the lower ends of the garlands are connected through appropriate input devices, such as couplings or gearboxes, which can thus rotate freely. Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних сл мікросхем", 2003, М 1, 15.01.2003. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і науки України. (95) щ» с 50 -Official bulletin "Industrial Property". Book 1 "Inventions, useful models, topographies of integrated circuit microcircuits", 2003, M 1, 15.01.2003. State Department of Intellectual Property of the Ministry of Education and Science of Ukraine. (95) ch» p 50 - Р 60 б5R 60 b5
UA2002054441A 2002-05-30 2002-05-30 Bunch wind-driven power plant UA53451A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA2002054441A UA53451A (en) 2002-05-30 2002-05-30 Bunch wind-driven power plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA2002054441A UA53451A (en) 2002-05-30 2002-05-30 Bunch wind-driven power plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA53451A true UA53451A (en) 2003-01-15

Family

ID=74173721

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UA2002054441A UA53451A (en) 2002-05-30 2002-05-30 Bunch wind-driven power plant

Country Status (1)

Country Link
UA (1) UA53451A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8464990B2 (en) Pole mounted rotation platform and wind power generator
US8157501B2 (en) Vertical axis sail-type windmill power transfer device
Ragheb Vertical axis wind turbines
Wagner Introduction to wind energy systems
US8810057B2 (en) Wind energy systems and methods of use
US20110037271A1 (en) Wind turbine system and modular wind turbine unit therefor
GB2425153A (en) Wind turbine(s) mounted on a lattice tower
Óskarsdóttir A general description and comparison of horizontal axis wind turbines and vertical axis wind turbines
US20130164134A1 (en) Limited Yaw Wind Turbine
CN102748236A (en) Novel fluid transmission wind driven generator for guaranteeing stability of grid connection
US11236723B2 (en) Integrated vertical axis wind power generation system
US20110182733A1 (en) Square Rigged Sail Wind Turbine
US20110027062A1 (en) System and method for improved wind capture
EA018388B1 (en) Wind power plant
KR20090098674A (en) Vertical impeller typed wind generator
Ahmed et al. Utilization of wind energy in green buildings
UA53451A (en) Bunch wind-driven power plant
US11885302B2 (en) Efficient wind energy convertor without gearbox or multi-pole generator
JP2003278639A (en) Wind power generator
Wisatesajja et al. Comparing the effect of rotor tilt angle on performance of floating offshore and fixed tower wind turbines
CN110537017B (en) Wind power generation system and wind receiving blade for wind power generation system
KR20120103211A (en) Wind power plant system using gases with coriolis effect
EA003784B1 (en) Wind energetic unit (weu) and wind power station (wps)
RU2810877C1 (en) Wind turbine system based on aerodynamic drag with adjustable blades
WO2016205913A1 (en) A wind turbine with leveraged aerodynamic blades