WO2018212683A1 - Ветроэлектростанция - Google Patents
Ветроэлектростанция Download PDFInfo
- Publication number
- WO2018212683A1 WO2018212683A1 PCT/RU2018/000304 RU2018000304W WO2018212683A1 WO 2018212683 A1 WO2018212683 A1 WO 2018212683A1 RU 2018000304 W RU2018000304 W RU 2018000304W WO 2018212683 A1 WO2018212683 A1 WO 2018212683A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- rotor
- blade
- wind power
- wind
- power installation
- Prior art date
Links
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
- F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor
-
- 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
- F03D9/30—Wind motors specially adapted for installation in particular locations
- F03D9/34—Wind motors specially adapted for installation in particular locations on stationary objects or on stationary man-made structures
-
- 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
- F03D9/30—Wind motors specially adapted for installation in particular locations
- F03D9/34—Wind motors specially adapted for installation in particular locations on stationary objects or on stationary man-made structures
- F03D9/43—Wind motors specially adapted for installation in particular locations on stationary objects or on stationary man-made structures using infrastructure primarily used for other purposes, e.g. masts for overhead railway power lines
- F03D9/45—Building formations
-
- 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
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/30—Wind power
-
- 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
- Y02E10/728—Onshore wind turbines
-
- 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
- Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction
Definitions
- the technical solution relates to wind energy and is intended to convert the kinetic energy of the wind into mechanical energy of rotation of the rotor with its subsequent conversion into electrical energy.
- Wind Power Station comprising a housing and a working shaft mounted in the housing with the possibility of free rotation around a vertical axis, with a bladed wind wheel mounted on it.
- the housing is composed of a rack-bracket and base.
- the objective of the proposed solution is to overcome the shortcomings of the known solutions and to create a wind farm with high efficiency and reliability.
- the technical result of the proposed technical solution is to increase the efficiency of the wind farm.
- the claimed technical result is achieved by the fact that in a wind farm comprising at least one support frame fixed between buildings, with a rotor located on it, made to rotate around a vertical axis and functionally connected to an electric generator, and a blade system mounted on the rotor, the supporting frame is configured to be mounted at least on three radially located buildings.
- fixing the support frame between at least three radially located streamlined buildings allows to increase the efficiency of the wind power plant, since the air corridor created by three radially located buildings allows the formation of reinforced wind flows in any of its directions. Calculations and created mathematical models showed that the optimal height of buildings is from 20 to 800 m, and the height of the first blade system is 8-15 m.
- the blade systems can be located on the rotor one above the other, as shown in Fig. 1.
- the parameters and the number of blade systems with this arrangement are calculated separately for a specific building height.
- the implementation of the blade system with a vertical axis also increases the efficiency of the wind farm and its reliability, so such an arrangement of the blade system with any changes in the direction of the wind will equally well perceive its kinetic energy, the frame on which such a system is mounted (like the whole structure of the wind farm) will experience less stress due to wind flow.
- Three multi-story buildings are built by known methods with each streamlined external shape allowing wind flows to flow smoothly around them. Building buildings at equidistant distances from each other with the formation between them in the center of the place for the location of the wind farm. Further, the frame is fixed at three points to the carcasses of buildings at a pre-calculated height, for example, for an 80-story building, the height of the lower blade system can be 8 meters. Then, a rotor with a vertical axis of rotation functionally connected to an electric generator and with a blade system fixed to the rotor is mounted on this frame.
- the air corridor formed by the three buildings allows you to enhance the air currents of any direction of the wind, which, when meeting with the streamlined parts of the building, will be directed to the central part, where there is a blade system capable of absorbing the kinetic energy of the wind and, rotating, transmit motion to the rotor and to the electric generator, where the conversion of rotational energy into electrical energy occurs.
- this wind farm containing 7-8 blade systems located one above the other on a rotor mounted on a frame between 80 floor buildings, can meet the electricity needs of three 80 floor buildings, generating at least 7.5 MW from each blade system .
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)
- Architecture (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Техническое решение относится к ветроэнергетике и предназначено для преобразования кинетической энергии ветра в механическую энергию вращения ротора с последующим ее преобразованием в электрическую энергию. Ветроэлектростанция включает опорную раму с расположенным на ней ротором и лопастную систему, закрепленную на роторе. Ротор выполнен с возможностью вращения вокруг вертикальной оси и функционально соединен с электрогенератором. Опорная рама выполнена с возможностью крепления как минимум на трех радиально расположенных зданиях. Площадь одной лопасти лопастной системы равна от 20 до 200 кв.м. Ветроэлектростанция может включать дополнительные лопастные системы, расположенные на роторе одна над другой. За счет закрепления рамы между тремя радиально расположенными зданиями достигается увеличение жесткости и прочности конструкции, что позволяет использовать лопастные системы с большей площадью лопастей и размещать несколько лопастных систем на одном роторе. Создаваемый тремя радиально расположенными зданиями воздушный коридор позволяет формировать усиленные потоки ветра при любом его направлении. Технический результат заявляемого заключается в повышении эффективности работы ветроэлектростанции.
Description
Ветроэлектростанция
Область техники
Техническое решение относится к ветроэнергетике и предназначено для преобразования кинетической энергии ветра в механическую энергию вращения ротора с последующим ее преобразованием в электрическую энергию.
Предшествующий уровень техники
Из уровня техники известно техническое решение, выбранное в качестве наиболее близкого аналога, «Ветроэлектростанция», содержащая корпус и рабочий вал, установленный в корпусе с возможностью свободного вращения вокруг вертикальной оси, с закрепленным на нём лопастным ветроколесом. Корпус составлен из стойки-кронштейна и основания. Патент РФ на полезную модель, МПК F03D 3/06, F03D 1 1/00, опубликован 20.09.2015 г.
Общими признаками приведенного решения и заявляемого решения являются:
- наличие рамы,
- наличие ротора, закрепленного на раме с возможностью вращения вокруг вертикальной оси и функционально соединенного с электрогенератором,
- наличие лопастной системы, закрепленной на роторе,
Отличительными признаками приведенного решения и заявляемого решения являются:
- закрепление рамы на трех радиально расположенных зданиях. Недостатком данного решения является низкая мощность ветроэлетростанции, так как предложенные конструкция рамы и варианты закрепления ротора и лопастной системы не обеспечивают жесткость конструкции и устойчивость ветроэлектростанции, достаточную для использования лопастных систем с большими площадями лопастей.
Раскрытие технического решения
Задача заявляемого решения состоит в преодолении недостатков известных решений и в создании ветроэлектростанции, обладающей высокой эффективностью и надежностью.
Технический результат заявляемого технического решения заключается в повышении эффективности работы ветроэлектростанции.
Заявляемый технический результат достигается тем, что в ветроэлектростанции, включающей, как минимум, одну опорную раму, закрепленную между зданиями, с расположенным на ней ротором, выполненным с возможностью вращения вокруг вертикальной оси и функционально соединенным с электрогенератором, и лопастную систему, закрепленную на роторе, опорная рама выполнена с возможностью крепления, как минимум, на трех радиально расположенных зданиях.
Размещение опорной рамы между, как минимум, тремя радиально расположенными зданиями обеспечивает закрепление рамы в трех равноудаленных точках от оси вращения ротора с трех сторон и, таким образом, увеличивает устойчивость и надежность всей конструкции, что позволяет использовать лопастные системы с большими параметрами, например, площадь одной лопасти от 20 до 200 кв.м., что одновременно увеличивает эффективность работы ветроэлектростанции, повышая ее мощность.
Более того, закрепление опорной рамы между, как минимум, тремя радиально расположенными обтекаемыми зданиями позволяет увеличить эффективность работы ветроэлектростанции, так как создаваемый тремя радиально расположенными зданиями воздушный коридор позволяет формировать усиленные потоки ветра при любом его направлении.
Расчеты и созданные математические модели показали, что оптимальная высота зданий от 20 до 800 м, а высота расположения первой лопастной системы - 8-15 м.
Лопастные системы могут располагаться на роторе одна над другой, как показано на рис.1. Параметры и количество лопастных систем при таком расположении рассчитываются отдельно для конкретной высоты зданий.
Выполнение лопастной системы с вертикальной осью также увеличивает эффективность работы ветроэлектростанции и ее надежность, так такое расположение лопастной системы при любых изменениях направления ветра будет одинаково хорошо воспринимать его кинетическую энергию, рама, на которой такая система закреплена (как и вся конструкция ветроэлектростанции), будет испытывать меньшие нагрузки от потока ветра.
Лучший вариант осуществления
Использование заявляемого технического решения осуществляется следующим образом.
Строят известными способами три многоэтажных здания с обтекаемой внешней формой каждого, позволяющей потокам ветра плавно их обтекать. Строят здания на равноудаленном расстоянии друг от друга с образованием между ними в центре места для расположения ветроэлектростанции. Далее к каркасам зданий в трех точках жестко крепят раму на заранее рассчитанной высоте, например, для 80 этажного здания высота расположения нижней лопастной системы может быть равна 8 метрам. Затем на данной раме крепят ротор с вертикальной осью вращения функционально соединенный с электрогенератором и с закрепленной на роторе лопастной системой. Образованный тремя зданиями воздушный коридор позволяет усиливать воздушные потоки любого направления ветра, которые, встречаясь с обтекаемыми частями здания, будут направляться в центральную часть, где
расположена лопастная система, способная воспринимать кинетическую энергию ветра и, вращаясь, передавать движение на ротор и к электрогенератору, где происходит преобразование вращательной энергии в электрическую. Согласно математическим расчетам, данная ветроэлектростанция, содержащая 7-8 лопастных систем, расположенных одна над другой на роторе, закрепленном на раме между 80 этажными зданиями, может обеспечивать потребности в электроэнергии трех 80 этажных зданий, вырабатывая не менее 7,5 МВт с каждой лопастной системы.
Claims
1. Ветроэлектростанция, включающая закрепленную между зданиями как минимум одну опорную раму, с расположенным на ней ротором, выполненным с возможностью вращения вокруг вертикальной оси и функционально соединенным с электрогенератором, и лопастную систему, закрепленную на роторе, отличающаяся тем, что опорная рама выполнена с возможностью крепления, как минимум, на трех радиально расположенных зданиях.
2. Ветроэлектростанция по п.1, отличающаяся тем, что площадь одной лопасти лопастной системы равна от 20 до 200 кв.м.
3. Ветроэлектростанция по п.1, отличающаяся тем, что включает дополнительные лопастные системы, расположенные на роторе одна над другой.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017116709 | 2017-05-15 | ||
RU2017116709 | 2017-05-15 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2018212683A1 true WO2018212683A1 (ru) | 2018-11-22 |
Family
ID=64274500
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/RU2018/000304 WO2018212683A1 (ru) | 2017-05-15 | 2018-05-14 | Ветроэлектростанция |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
WO (1) | WO2018212683A1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6172429B1 (en) * | 1998-01-27 | 2001-01-09 | Thomas H. Russell | Hybrid energy recovery system |
RU57841U1 (ru) * | 2006-04-20 | 2006-10-27 | Сергей Евгеньевич Щеклеин | Устройство системы ветрозащиты и утилизации воздушных масс |
RU2345248C2 (ru) * | 2007-03-28 | 2009-01-27 | Александр Николаевич Русецкий | Способ использования энергии потока среды и энергетический комплекс для его осуществления |
US20130334825A1 (en) * | 2011-01-03 | 2013-12-19 | Samuel Roter | Fluidic flow capture and acceleration apparatus for hyper-conversion |
-
2018
- 2018-05-14 WO PCT/RU2018/000304 patent/WO2018212683A1/ru unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6172429B1 (en) * | 1998-01-27 | 2001-01-09 | Thomas H. Russell | Hybrid energy recovery system |
RU57841U1 (ru) * | 2006-04-20 | 2006-10-27 | Сергей Евгеньевич Щеклеин | Устройство системы ветрозащиты и утилизации воздушных масс |
RU2345248C2 (ru) * | 2007-03-28 | 2009-01-27 | Александр Николаевич Русецкий | Способ использования энергии потока среды и энергетический комплекс для его осуществления |
US20130334825A1 (en) * | 2011-01-03 | 2013-12-19 | Samuel Roter | Fluidic flow capture and acceleration apparatus for hyper-conversion |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7728455B2 (en) | Parabolic bi-directional wind turbine assembly and omni-directional power array | |
US8629570B1 (en) | Wind turbine blades with reinforcing, supporting and stabilizing components and enlarged swept area | |
JP2023095968A (ja) | 風力発電所 | |
US10938274B2 (en) | Devices and methods for fluid mass power generation systems | |
KR20120000584U (ko) | 풍력과 태양광을 이용한 혼합 발전 장치 | |
RU179627U1 (ru) | Ветроэлектростанция | |
CN101713380A (zh) | 离心风轮风力发电机 | |
WO2017200504A1 (en) | Shaftless multi blade wind turbine | |
RU181069U1 (ru) | Ветроэлектростанция | |
WO2018212683A1 (ru) | Ветроэлектростанция | |
RU2766497C1 (ru) | Ветроэлектростанция | |
US20170298906A1 (en) | Wind-water-light-magnetism-air five-energy integrated power generation device | |
KR102287550B1 (ko) | 다목적 사보니우스 풍력발전장치 | |
CN201574890U (zh) | 离心风轮风力发电机 | |
US20150354538A1 (en) | Rotating magnetic wind generator | |
WO2011162498A2 (ko) | 양기둥 난기류용 풍력발전장치 | |
RU184844U1 (ru) | Ветроэлектростанция | |
KR101116123B1 (ko) | 건물 통풍구를 활용한 대체에너지 시스템 | |
JP2018507352A (ja) | 風力発電システム | |
CN204299792U (zh) | 一种风能高效利用发电装置 | |
CN210396961U (zh) | 一种新型垂直轴风力发电机 | |
EA042446B1 (ru) | Ветроэлектростанция | |
KR20110083945A (ko) | 풍력-태양광 복합 발전 설비 | |
CN202108669U (zh) | 一种垂直轴管式风力发电机 | |
US20130056990A1 (en) | Modular Wind Turbine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 18802260 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
32PN | Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established |
Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205 DATED 17.01.2020) |