Ветровая гидроэлектростанция

(51) 03 13/06 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Технический результат - упрощение конструкции и повышение стабильности работы - достигается тем, что ветровая гидроэлектростанция, содержащая ветроколесо, направляющий водовод, в котором установлена гидротурбина, верхний бассейн и нижний бассейн, согласно изобретению, снабжена механическим подъемным устройством для подачи воды из нижнего бассейна в верхний, приводом которого служит ветроколесо.(72) Цай Артур Анатольевич Цай Игорь Артурович(73) Цай Игорь Артурович Цай Галина Никитична(57) Изобретение относится к энергетике, в частности к устройствам для получения электроэнергии без сжигания для этого топлива, и является источником возобновляемой энергии. Изобретение относится к энергетике, в частности к устройствам для получения электроэнергии без сжигания для этого топлива, и является источником возобновляемой энергии. Известна гидроаккумулирующая электростанция,установленная в водоеме, содержащая резервуар,размещенный в нем гидронасос, ветродвигатель и гидротурбину с электрогенератором, установленную в водоводной камере, сообщенной входом с водоемом, а выход - с резервуаром, при этом вход гидронасоса сообщен с резервуаром, а выход - с водоемом. Гидротурбина и ветродвигатель соединены с электрогенератором, верхний край резервуара размещен над водной поверхностью,кроме того станция снабжена дополнительными резервуарами и по числу последних ветродвигателями, гидронасосами, гидросиловыми установками, размещенными в резервуарах и установленными на одном валу, а резервуары выполнены плавучими и соединены между собой водоемами (Патент РФ 2007614, кл. 03 В 13/00,1994). Данное устройство имеет сложную конструкцию и не обеспечивает стабильной работы электростанции. Известна скважинная гидроаккумулирующая электростанция, включающая источник воды,сообщающийся с ним водовод, нижний конец которого соединен с зоной стока, расположенной ниже точки сообщения водовода с питательной емкостью, установленную в нижней части водовода гидромашину, кинематически соединенную с электромашиной, электрическую линию связи электромашины с электрокоммутационным преобразовательным щитом на дневной поверхности у устья скважины, водовод образован буровой скважиной, пробуренной до зоны стока, за источник воды приняты поверхностный бассейн, в зоне которого пробурена скважина, или подземная водоносная зона или зоны, или поверхностный бассейн с подземной зоной или зонами, в ней гидромашина и электромашина агрегатированы и составляют скважинный гидроагрегат,выполненный с возможностью работать в турбинном режиме, при этом электромашина выполнена в виде электрогенератора,а гидромашина - в виде гидротурбины, или в насосном режиме, при этом электромашина выполнена в виде электродвигателя, а гидромашина- в виде центробежного насоса, скважинный гидроагрегат снабжен фиксатором, а зоной стока является сообщенный с ней, поглощающий интервал природного или искусственного происхождения,скважинный гидроагрегат установлен под динамический уровень, создающий напор, достаточный для выработки электроэнергии,источник электроэнергии,выполненный с возможностью его подключения для подъема воды из поглощающего интервала и подачи ее в источник воды, либо к электромашине скважинного гидроагрегата, работающего в насосном режиме,либо к электродвигателю погружного насоса,соединенного с нижним концом водоподъемной 2 колонны труб, установленной в добычной скважине,которой перебурен поглощающий интервал и сообщенный с ней, либо к электродвигателю компрессора пневматического водоподъемника,содержащего источник сжатого воздуха компрессор,нагнетательную скважину,пробуренную до поглощающего интервала и сообщающуюся с ним, а также с источником сжатого воздуха, водоподъемную скважину,пробуренную до поглощающего интервала и сообщающуюся в нижней части с ним, а в верхней своей части сообщающуюся с источником воды, при этом водоподъемная скважина сообщена с поглощающим интервалом ниже сообщения с ним нагнетательной скважины,а буровая,водоподъемная и добычная скважины соединены с источником воды, при этом пересечение буровой скважины с поглощающим интервалом оборудовано дистанционно управляемым перекрывающим устройством, а источником электроэнергии является ветровая энергетическая установка, включающая опору, на которой установлено ветроколесо (Патент РФ 2377436, кл. 03 В 13/06, 2009). Недостатком данной конструкции является ее сложность и нестабильность работы из-за использования ветровой энергетической установки для выработки электроэнергии. Задачей изобретения является разработка устройства для получения электроэнергии без сжигания топлива и работающего от возобновляемого источника энергии. Технический результат - упрощение конструкции и повышение стабильности работы - достигается тем, что ветровая гидроэлектростанция, содержащая ветроколесо, направляющий водовод, в котором установлена гидротурбина, верхний бассейн и нижний бассейн, согласно изобретению, снабжена механическим подъемным устройством для подачи воды из нижнего бассейна в верхний, приводом которого служит ветроколесо. Изобретение поясняется фиг, где представлен общий вид устройства. Ветровая гидроэлектростанция содержит ветроколесо 1,направляющий водовод 3, в котором установлена гидротурбина 4, верхний бассейн 2, нижний бассейн 5, механическое подъемное устройство 6 для подачи воды из нижнего бассейна 5 в верхний, приводом которого служит ветроколесо 1. Механическое подъемное устройство 6 может быть размещено в горной выработке, например, шахте. Одним из вариантов изобретения является установка механического подъемного устройства 6 в каком либо каркасе. Работает ветровая гидроэлектростанция следующим образом. Преобразование энергии ветра в электрическую происходит в 2 этапа. 1 этап - накопление энергии. Под действием ветра вращающиеся лопасти ветроколеса 1 приводят в действие механическое подъемное устройство 6,перекачивая воду из нижнего бассейна 5 в верхний бассейн 2. 2 этап - выработка электрического тока. Из верхнего бассейна 2 по направляющему водоводу 3 вода подается на гидротурбину 4, приводя ее во вращение. Крутящий момент гидротурбины 4 с помощью электрогенератора(не показан) преобразуется в электрический ток, который подается потребителю, а отработанная вода сливается в нижний бассейн 5. Расположение верхнего бассейна зависит от особенностей местности. В равнинной местности,как показано на рисунке, он расположен на уровне основания ветроколеса 1, а нижний бассейн 5 и гидротурбина 4 под землей. Механическое подъемное устройство 6 при этом размещено в шахте. В горной местности верхний бассейн 2 может быть расположен на возвышенности. Механическое подъемное устройство 6 в этом случае может быть выполнено навесным или помещено в защитный каркас. Увеличение объемов бассейнов способно решить вопрос аккумуляции энергии, актуальнейшего вопроса ветровой энергетики. В случае организации ветропарка целесообразно создание общего верхнего и нижнего бассейнов с единым подъемным механизмом воды. Принципиальные отличия предлагаемого устройства от существующих ветрогенераторов,использующих гидроаккумулирующие водоемы для накопления энергии, заключаются в следующем в описываемом изобретении ветроколесо не является ветрогенератором и не вырабатывает электрический ток, а совершают механическую работу по перемещению воды из нижнего бассейна в верхний за счет энергии ветра- выработка электроэнергии производится только гидротурбиной. Ветроэнергетика является нерегулируемым источником энергии. Выработка ветроэлектростанции зависит от силы ветрафактора, отличающегося большим непостоянством. Соответственно,выдача электроэнергии от ветрогенератора в энергосистему отличается большой неравномерностью как в суточном, так и в недельном, месячном, годовом и многолетнем разрезах. Учитывая то, что энергосистема сама имеет неоднородности нагрузки (пики и провалы энергопотребления),регулировать которые ветроэнергетика, естественно, не может, введение значительной доли ветроэнергетики в энергосистему способствует е дестабилизации. Поэтому ветроэнергетика требует резерва мощности в энергосистеме (например, в виде газотурбинных электростанций), а также механизмов сглаживания неоднородности их выработки (в виде ГЭС или ГАЭС). Данная особенность ветроэнергетики существенно удорожает получаемую от них электроэнергию. Предлагаемое решение позволяет устранить данные проблемы. Работа ветроколеса 1 может осуществляться в неравномерном режиме и это не повлияет на работу всей системы, так как назначение ветроколеса 1 - это подъем воды в верхний бассейн. В бассейне 2 поддерживается определенный уровень воды, необходимый для работы гидротурбины 4. Если вдруг энергии ветра окажется недостаточно для привода механического подъемного устройства 6, аккумулированные в бассейне 2 запасы воды компенсируют этот недостаток и обеспечат бесперебойную работу гидротурбины 4. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Ветровая гидроэлектростанция, содержащая ветроколесо, направляющий водовод, в котором установлена гидротурбина, верхний бассейн и нижний бассейн, отличающаяся тем, что она снабжена механическим подъемным устройством для подачи воды из нижнего бассейна в верхний,приводом которого служит ветроколесо.