RU2644799C1 - Каскадный ветрогенератор - Google Patents
Каскадный ветрогенератор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2644799C1 RU2644799C1 RU2016137198A RU2016137198A RU2644799C1 RU 2644799 C1 RU2644799 C1 RU 2644799C1 RU 2016137198 A RU2016137198 A RU 2016137198A RU 2016137198 A RU2016137198 A RU 2016137198A RU 2644799 C1 RU2644799 C1 RU 2644799C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- duct
- wind generator
- air
- section
- turbine
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000000411 inducer Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 1
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 1
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
- F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D1/02—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor having a plurality of rotors
- F03D1/025—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor having a plurality of rotors coaxially arranged
-
- 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
- F03D9/35—Wind motors specially adapted for installation in particular locations on stationary objects or on stationary man-made structures within towers, e.g. using chimney effects
-
- 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
- F03D9/35—Wind motors specially adapted for installation in particular locations on stationary objects or on stationary man-made structures within towers, e.g. using chimney effects
- F03D9/37—Wind motors specially adapted for installation in particular locations on stationary objects or on stationary man-made structures within towers, e.g. using chimney effects with means for enhancing the air flow within the tower, e.g. by heating
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S10/00—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
- H02S10/10—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power including a supplementary source of electric power, e.g. hybrid diesel-PV energy systems
- H02S10/12—Hybrid wind-PV energy systems
-
- 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
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- 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
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/728—Onshore wind turbines
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)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области ветроэнергетики. Каскадный ветрогенератор содержит, по меньшей мере, наклонный воздуховод цилиндрической формы, в нижней части которого установлен нагреватель, к верхней части указанного воздуховода посредством изогнутого переходника присоединен горизонтально расположенный воздуховод, состоящий из отрезков труб цилиндрической формы различного диаметра, соединенных с возможностью форсирования воздушного потока через уменьшение сечения воздуховода, внутри горизонтального воздуховода соосно с ним установлены, по меньшей мере, две осевые турбины, каждая из которых подключена к своему электрогенератору. Изобретение направлено на увеличение мощности ветрогенератора. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области энергетики, а именно альтернативной энергетики, и может быть использовано для выработки электрической энергии предпочтительно в условиях жаркого, солнечного климата и гористой местности, где имеются склоны гор с перепадом температуры и давления воздуха по высоте.
Известен проект ветровой электростанции (US, патент 4187686, опубл. 12.02.1980). Согласно известному проекту 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.
К существенным недостаткам указанного проекта 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.
Известна (патент RU 2444645, опубл. 30.09.2009) горная воздушно-тяговая электростанция, содержащая сообщенный своим входом с нижней стороны и выходом с верхней стороны с атмосферой вертикальный воздуховод, установленный в нем воздушный двигатель, кинематически соединенный с электрогенератором, канал сообщения входа воздуховода с атмосферой с нагревателем атмосферного воздуха в нем. Воздуховод выполнен в виде горной выработки, изолированной от поступления в нее подземных вод, устье которой на земной поверхности является выходом воздуховода, нагревателем является геотермальный коллектор, представленный сухими теплыми (или горячими) породами, характеризующимися вызванной или природной сообщенной трещиноватостью, сообщенный с входом горной выработки, каналом сообщения входа воздуховода с атмосферой является сам геотермальный коллектор, простирающийся до пересечения с поверхностью рельефа горной местности, либо одна дополнительная горная выработка или несколько дополнительных горных выработок, сооруженных с дневной поверхности до геотермального коллектора и расположенных вокруг горной выработки, причем на устье горной выработки установлен шибер; электростанция снабжена побудителем движения воздуха, например вентилятором, в горной выработке.
Недостатком известной электростанции следует признать слишком узкую область применения, обусловленную использованием горной выработки с наличием геотермального коллектора.
Известна (патент RU 160736, опубл. 27.03.2016) ветрогенераторная турбина, содержащая установленный на вертикальной мачте с возможностью поворота вокруг ее продольной оси корпус, лопастные ветродвигатели с горизонтальной осью вращения, кинематически связанные с электрогенераторами, подключенными к общей электрической нагрузке. Корпус выполнен в виде цилиндрической трубы, внутри которой на подшипниковых опорах расположен турбинный вал с, по крайней мере, двумя лопастными ветродвигателями, установленными на нем вдоль оси вала, причем на обоих концах вала, консольно выступающих за опоры, закреплены неподвижно ведущие солнечные шестерни, выполненные двухвенцовыми с внешним зубом, входящие в зацепление с ведомыми зубчатыми колесами привода электрогенераторов, попарно установленных равномерно по кругу на внешней поверхности трубы, со стороны обоих ее торцов, причем число зубьев на ведущих солнечных шестернях больше числа зубьев ведомых зубчатых колес привода электрогенератора, причем место крепления трубы к мачте смещено к одному из торцов трубы.
Известное устройство работает следующим образом. Под давлением ветра на боковую поверхность корпуса последний, благодаря смещению места крепления к одному из торцов трубы, как флюгер, поворачивается вокруг оси мачты, устанавливаясь к ветру торцом трубы. После этого ветер вращает лопасти ветродвигателей, установленных на одном турбинном валу, создавая на нем крутящий момент, который суммируется на солнечных шестернях, выполненных двухвенцовыми. Ведомые зубчатые колеса привода электрогенераторов располагаются через одинаковые интервалы вокруг ведущей солнечной шестерни. Число зубьев на каждом из ведомых зубчатых колес меньше, чем количество зубьев на венцах солнечных шестерен, и поэтому вращение ведомого зубчатого колеса передается на электрогенератор с повышенной частотой вращения, что приводит к повышению КПД.
Основным недостатком данного устройства является резкое сужение его области применения, так как подключение большого количества электрогенераторов к одному турбинному валу приводит к тому, что данное устройство устойчиво работает только при больших скоростях ветра. У него будет большой момент трогания, в результате оно неработоспособно при малых скоростях ветра.
Известное техническое решение принято в качестве ближайшего аналога.
Техническая задача, решаемая с использованием разработанной конструкции, состоит в разработке экологически чистой электростанции нового типа.
Техническим результатом изобретения является увеличение мощности ветрогенератора путем дополнительной установки в воздуховод N осевых турбин, каждая из которых подключена к своему электрогенератору, и форсирования воздушного потока.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать каскадный ветрогенератор разработанной конструкции. Разработанный ветрогенератор содержит, по меньшей мере, наклонный воздуховод цилиндрической формы, в нижней части которого установлен нагреватель, к верхней части указанного воздуховода посредством изогнутого переходника присоединен горизонтально расположенный воздуховод, состоящий из отрезков труб цилиндрической формы различного диаметра, соединенных с возможностью форсирования воздушного потока через уменьшение сечения воздуховода, внутри горизонтального воздуховода соосно с ним установлены, по меньшей мере, две осевые турбины, каждая из которых подключена к своему электрогенератору.
На входе в наклонный воздуховод может быть дополнительно установлен накопитель/ радиатор, выход которого для воздушных масс сообщен с внутренним объемом наклонного воздуховода.
На поверхности накопителя/радиатора может быть установлен с возможностью нагрева находящихся внутри накопителя воздушных масс солнечный коллектор.
На поверхности воздуховода может быть установлен блок солнечных фотоэлектрических элементов, подключенных к электронагревателям, установленным внутри накопителя/радиатора.
Внутри накопителя/радиатора могут быть установлены нагревательные элементы, подключенные к выходу теплогенератора.
На выходе горизонтального воздуховода дополнительно может быть установлен элемент, предотвращающий аэродинамические шумы.
Предпочтительно горизонтальный воздуховод дополнительно содержит, по меньшей мере, два участка, форсирующие воздушные массы, каждый из которых установлен перед турбиной.
Обычно изогнутый переходник выполнен радиусом изгиба, не менее чем в пять раз превышающим диаметр наклонного воздуховода.
Основой каскадного ветрогенератора является наличие воздуховода переменного сечения. Причем первый участок воздуховода расположен на склоне горы и служит для предварительного разгона воздушных масс. Для увеличения и поддержания тяги в нижней части наклонного воздуховода возможно дополнительно использовать нагреватель любого типа. Второй участок воздуховода расположен горизонтально и предназначен для выработки электроэнергии. В нем расположены турбины осевого типа числом не менее двух.
Ось вращения турбин совпадает с осью симметрии воздуховода. Турбины через редукторы связаны каждая со своим генератором. Воздушный поток поступает на лопатки первой турбины, дополнительно разгоняясь за счет сужения воздуховода. Причем воздух на выходе каждой предыдущей турбины, еще раз дополнительно разогнавшись за счет уменьшения сечения воздуховода, поступает на вход следующей турбины.
Количество турбин и, соответственно, количество каскадов ветрогенератора ограничено минимально возможным сечением воздуховода.
На рисунке приведена конструкция разработанного каскадного ветрогенератора в предпочтительной форме реализации. Ветрогенератор содержит наклонный воздуховод 1, накопитель/радиатор 2, тепловой солнечный коллектор 3, блок солнечных фотоэлектрических батарей 4, нагревательные элементы 5, теплогенератор, работающий на любом типе газообразного, жидкого или твердого топлива (не показан), посредством переходника 6 дополнительно присоединенный горизонтальный участок воздуховода 7, содержащий первый 8 суживающий сечение трубопровода участок, первую турбину 9, редуктор первой турбины 10, первый генератор 11, второй 12 суживающий сечение трубопровода участок, вторую турбину 13, редуктор второй турбины 14, второй генератор 15, n-й диффузор 16, n-ю турбину 17, редуктор n-й турбины 18, n-й генератор 19, элемент 20, предотвращающий аэродинамические шумы.
Работа каскадного ветрогенератора основана на использовании кинетической энергии движения воздуха в изолированном воздуховоде. Движение воздуха возникает за счет разности давлений и температур на противоположных концах воздуховода 1, расположенного на склоне гористой местности. Чем больше разность плотности воздуха, тем больше скорость движения воздушных масс в воздуховоде, соответственно, больше мощность установки. Для усиления эффекта часть атмосферно воздуха поступает в накопитель/радиатор 2 нагрева воздушных масс, где осуществляется их нагрев с использованием теплового солнечного коллектора 3 на основе панелей с высокой поглощающей способностью солнечного тепла, установленных на внешней стороне накопителя. Накопитель/реактор 2 представляет собой короб. Кроме того, воздух в накопителе/ радиаторе дополнительно нагревается с использованием нагревательных элементов 5, запитываемых от блока солнечных фотоэлектрических батарей 4, расположенных на внешней стороне воздуховода 1. Накопитель/радиатор имеет возможность нагревать воздух не только на основе прямых солнечных лучей, но и от теплогенераторов, работающих на любом виде твердого, жидкого или газообразного топлива. Такое решение позволяет получить электроэнергию в темное время суток и не зависеть от погодных условий.
Если весь воздуховод сделать наклонным, то часть кинетической энергии воздушных масс будет расходоваться не на выработку электроэнергии, а на совершение работы по поднятию массы воздуха на определенную высоту, зависящую от перепада высот начала и конца воздуховода. Для повышения эффективности ветрогенератора второй участок воздуховода, где расположены турбины, делается горизонтальным. Причем наклонный и горизонтальный участки воздуховода соединяются с использованием переходника 6, радиус которого для уменьшения коэффициента местного сопротивления должен не менее чем в пять раз превышать диаметр наклонного воздуховода.
Мощность ветрового потока, т.е. количество энергии, которое можно выработать, используя кинетическую энергию движения воздуха, определяется выражением:
где
q - плотность воздуха в кг/м3;
S - площадь сечения воздуховода в м2;
V - скорость движения воздуха в м/с.
Из формулы (1) следует, что мощность зависит от куба скорости движения воздушных масс.
Поэтому, прежде чем войти в контакт с лопатками первой турбины 9, воздушные массы форсируют, т.е. разгоняют до скорости V1, за счет сужения горизонтальной части воздуховода 7.
Сужение делается плавно с использованием конусообразного первого суживающий сечение трубопровода участка 8.
Согласно уравнению Бернулли для горизонтального участка трубы:
где
V0 - скорость движения воздуха на участке воздуховода с сечением S0вм/с2;
q - плотность воздуха в кг/м3;
Po - статическое давление воздуха на участке с сечением S0вн/м2;
V1 - скорость движения воздуха на участке с сечением S1в м/с;
P1 - статическое давление воздуха на участке с сечением S1вн/м2;
Закон Бернулли гласит, что увеличение скорости воздуха (динамического давления) на участке воздуховода с меньшим сечением происходит за счет уменьшения статического давления на участке воздуховода с большим сечением, но в сумме статическое и динамическое давления составляют неизменную величину.
Согласно уравнению неразрывности:
где
S0 - площадь сечения воздуховода на участке с большим диаметром вм2;
V0 - скорость воздуха на участке воздуховода с большим диаметром в м/с;
S1 - площадь сечения воздуховода на участке с меньшим диаметром вм2;
V1 - скорость воздуха на участке воздуховода с меньшим диаметром в м/с.
Тогда:
т.е. скорость воздуха увеличивается прямо пропорционально уменьшению площади сечения воздуховода.
Предварительно разогнавшись в суживающем сечение трубопровода участке 8, воздух поступает на лопатки первой турбины 9. Турбина представляет собой многолопастное ветроколесо, выполненное по схеме осевой авиационной турбины. Причем лопатки турбины расположены по периферии ветроколеса, где они работают наиболее эффективно. Центральная часть турбины остается свободной для движения воздушных масс и создает минимальное сопротивление их движению.
Турбина служит для преобразования кинетической энергии воздушных масс в крутящий момент, который с использованием редуктора 10 передается на генератор электрической энергии 11.
Проходя через лопатки турбины, воздух тормозится не полностью, так как максимальный коэффициент использования ветра составляет величину 0,593 (критерий Бетца), а до скорости V11.
Смешиваясь с воздухом, пришедшим через центральную часть турбины, воздух на выходе первой турбины будет иметь суммарную скорость V2 [4]:
где m2 - масса воздуха, прошедшего через лопатки турбины, в кг;
V11 - скорость воздуха, прошедшего через лопатки турбины, в м/с;
m1 - масса воздуха, прошедшего через центр турбины, вкг;
V1 - скорость воздуха, прошедшего через центр турбины, в м/с;
V2 - суммарная скорость всего воздуха после смешивания в м/с.
Далее воздушный поток опять разгоняется до начальной скорости V1. Для этого сечение воздуховода с использованием второго суживающего сечение трубопровода участка 12 уменьшают до сечения S2. Так как после прохождения лопаток первой турбины 9 скорость воздушного потока на участке воздуховода с сечением S1 уменьшилась до V2, то имеем соотношение:
Отсюда следует:
Следовательно, сечение воздуховода надо уменьшить перед второй турбиной 13 в V2/V1 раз. После разгона воздуха на участке 12 он поступает на лопатки второй осевой турбины 13, мощность на выходе которой будет в S1/S2 раз меньше, чем на первой. Турбина 13 с использованием редуктора 14 приводит в движение генератор 15.
Так как кинетическая энергия воздушных масс на второй турбине также не полностью преобразовалась в крутящий момент генератора, то воздух на выходе второй турбины можно подать на вход третьей турбины, предварительно произведя форсирование через уменьшение сечения воздуховода. На третьей турбине мощность вырабатываемой электроэнергии будет естественно меньше, чем на второй в S2/S3 раз, где S3 - сечение воздуховода на участке, где расположена третья турбина. Всю описанную выше процедуру можно повторить n раз до уменьшения сечения воздуховода в разумных пределах.
На последнем участке горизонтального воздуховода будет расположен n-й суживающий сечение трубопровода участок 16, n-я турбина 17, n-й редуктор 18 и n-й генератор 19.
Для предотвращения аэродинамических шумов воздуховод оканчивается участком 20.
Естественно результатом описанной выше схемы является увеличение суммарной мощности всей установки.
Устройство легко реализуемо на современном этапе развития науки и техники. В качестве генератора можно взять генератор любого типа: на постоянных магнитах, асинхронный, вентильный. Так, выходная мощность генераторов будет лежать в диапазоне от десятков до сотен киловатт, то подобрать генераторы нужной мощности также не составит большого труда.
Воздуховод устанавливают на горном склоне на фундаментных опорах, которые представляют собой вбитые в грунт металлические штыри с приваренными к ним при монтаже ложементами, обхватывающими воздуховод по внешнему диаметру. Воздуховод собран из отрезков облегченных труб, сделанных из пластика (например, из поликарбоната) с минимальной шероховатостью по внутренней стороне для уменьшения трения при движении воздуха. Воздуховод крепят в ложементах при монтаже винтами. Отрезки труб соединяют встык и фиксируют стягивающими хомутами. Участки воздуховода, где расположены сужения, турбины и редукторы, делают из любого подходящего металла, например алюминия.
Claims (8)
1. Каскадный ветрогенератор, отличающийся тем, что он содержит, по меньшей мере, наклонный воздуховод цилиндрической формы, в нижней части которого установлен нагреватель, к верхней части указанного воздуховода посредством изогнутого переходника присоединен горизонтально расположенный воздуховод, состоящий из отрезков труб цилиндрической формы различного диаметра, соединенных с возможностью форсирования воздушного потока через уменьшение сечения воздуховода, внутри горизонтального воздуховода соосно с ним установлены, по меньшей мере, две осевые турбины, каждая из которых подключена к своему электрогенератору.
2. Ветрогенератор по п. 1, отличающийся тем, что на входе в наклонный воздуховод дополнительно установлен накопитель/радиатор, выход которого для воздушных масс сообщен с внутренним объемом наклонного воздуховода.
3. Ветрогенератор по п. 2, отличающийся тем, что на поверхности накопителя/ радиатора установлен с возможностью нагрева находящихся внутри накопителя воздушных масс солнечный коллектор.
4. Ветрогенератор по п. 2, отличающийся тем, что на поверхности воздуховода установлен блок солнечных фотоэлектрических элементов, подключенных к электронагревателям, установленным внутри накопителя/ радиатора.
5. Ветрогенератор по п. 2, отличающийся тем, что внутри накопителя/радиатора установлены нагревательные элементы, подключенные к выходу теплогенератора.
6. Ветрогенератор по п. 1, отличающийся тем, что на выходе горизонтального воздуховода дополнительно установлен элемент, предотвращающий аэродинамические шумы.
7. Ветрогенератор по п. 1, отличающийся тем, что горизонтальный воздуховод дополнительно содержит, по меньшей мере, два участка, форсирующие воздушные массы, каждый из которых установлен перед турбиной.
8. Ветрогенератор по п. 1, отличающийся тем, что изогнутый переходник выполнен радиусом изгиба, не менее чем в пять раз превышающим диаметр наклонного воздуховода.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016137198A RU2644799C1 (ru) | 2016-09-19 | 2016-09-19 | Каскадный ветрогенератор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016137198A RU2644799C1 (ru) | 2016-09-19 | 2016-09-19 | Каскадный ветрогенератор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2644799C1 true RU2644799C1 (ru) | 2018-02-14 |
Family
ID=61226902
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016137198A RU2644799C1 (ru) | 2016-09-19 | 2016-09-19 | Каскадный ветрогенератор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2644799C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2118700C1 (ru) * | 1996-05-29 | 1998-09-10 | Владимир Васильевич Огнев | Ветроэнергетическая установка (варианты) |
US20120153628A1 (en) * | 2009-06-12 | 2012-06-21 | Paul Klinkman | Diagonal Solar Chimney |
CN104100452A (zh) * | 2013-04-08 | 2014-10-15 | 彭辰祺 | 太阳能-风能联用系统及其应用 |
US20150001851A1 (en) * | 2012-01-25 | 2015-01-01 | Maria Hoernig | Wind power installation |
RU160736U1 (ru) * | 2015-10-15 | 2016-03-27 | Анна Сергеевна Штейнберг | Ветрогенераторная турбина |
-
2016
- 2016-09-19 RU RU2016137198A patent/RU2644799C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2118700C1 (ru) * | 1996-05-29 | 1998-09-10 | Владимир Васильевич Огнев | Ветроэнергетическая установка (варианты) |
US20120153628A1 (en) * | 2009-06-12 | 2012-06-21 | Paul Klinkman | Diagonal Solar Chimney |
US20150001851A1 (en) * | 2012-01-25 | 2015-01-01 | Maria Hoernig | Wind power installation |
CN104100452A (zh) * | 2013-04-08 | 2014-10-15 | 彭辰祺 | 太阳能-风能联用系统及其应用 |
RU160736U1 (ru) * | 2015-10-15 | 2016-03-27 | Анна Сергеевна Штейнберг | Ветрогенераторная турбина |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Al-Kayiem et al. | Historic and recent progress in solar chimney power plant enhancing technologies | |
US8875511B2 (en) | Geothermal wind system | |
US3936652A (en) | Power system | |
CN207018144U (zh) | 全天候风光能与空气动力能多元一体化风洞发电系统 | |
KR101277645B1 (ko) | 태양광 및 풍력을 이용한 하이브리드 발전기 | |
MX2013006447A (es) | Generador de energia eolica para un area urbana. | |
WO2012026840A1 (ru) | Способ и солнечная ветростанция для производства электрической энергии | |
RU106309U1 (ru) | Гибридная альтернативная энергетическая установка | |
RU2644799C1 (ru) | Каскадный ветрогенератор | |
Kale et al. | A review of multi-rotor wind turbine systems | |
Suarda et al. | Semi twisted curve blade vortex turbine performance at runner rotation speed variation using CFD simulation | |
US9938963B2 (en) | Power generation from atmospheric air pressure | |
CN102322410B (zh) | 利用太阳能形成热气流发电的方法 | |
CN102644552A (zh) | 集束风洞发电塔 | |
CN202381259U (zh) | 发电塔涡轮涡扇运转结构 | |
US10859066B2 (en) | Sub-terranean updraft tower (STUT) power generator | |
CN108374762A (zh) | 一种新型风能制热系统 | |
CN202181984U (zh) | 轮状风叶轮、风力发电装置及人造空气流发电系统 | |
Dumitrescu et al. | TORNADO concept and realisation of a rotor for small VAWTs | |
CN102297076A (zh) | 轮状风叶轮、风力发电装置及人造空气流发电系统 | |
KR100938538B1 (ko) | 태양열 굴뚝을 부스타로 한 태양열 볼텍스 굴뚝 발전소 | |
Shishkin et al. | Vortex wind power plant | |
RU2656515C1 (ru) | Вихревой ветротеплогенератор | |
Papageorgiou | Efficiency of solar air turbine power stations with floating solar chimneys | |
RU2560238C1 (ru) | Ветровая электростанция |