Способ испытания малой ветроэнергетической установки на подвижном стенде

(51) 03 9/00 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ воздушным потокам различного направления. Заявленный способ охватывает все природные особенности воздушных потоков, а также его можно использовать повсеместно, он удобен, доступен и недорог в исполнении - осуществляется за 1-2 рабочих дня. Это достигается тем, что способ испытания малой ветроэнергетической установки на подвижном стенде, включающий закрепление ветроэнергетической установки на транспортное средство, разгон транспортного средства и измерение относительной скорости ветрового потока,согласно изобретению,ветроэнергетическую установку с самоориентирующимся диффузором закрепляют на платформе транспортного средства, разгоняют транспортное средство с закрепленной ветроэнергетической установкой вплоть до скорости 72-90 км/ч и измеряют скорость транспортного средства относительно воздушной среды, а также напряжение электрического тока ветроэнергетической установки.(74) Тусупова Меруерт Кырыкбаевна Дюсенов Еркебулан Рамазанович(54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МАЛОЙ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ НА ПОДВИЖНОМ СТЕНДЕ(57) Изобретение относится к способам испытания малой ветроэнергетической установки и может быть использовано для исследования и доводки компактных ветроустановок, вырабатывающих электрическую энергию за счет использования силы ветрового потока. Техническим результатом является повышение точности измерения скорости ветрового потока(скорости перемещения ветроустановки-стенда относительно ветрового потока) с учетом турбулентности, присущей ветрам в естественных условиях,благодаря самоориентированию ветроэнергетической установки к ламинарным Изобретение относится к способам испытания малой ветроэнергетической установки и может быть использовано для исследования и доводки компактных ветроустановок, вырабатывающих электрическую энергию за счет использования силы ветрового потока. В настоящее время широко распространено испытание неподвижной ветроэнергетической установки в аэродинамической трубе или неподвижной ветроэнергетической установки в естественных (полевых) условиях. В обоих случаях ветроэнергетическая установка и средства измерения скорости ветрового потока (например,анемометр) закреплены стационарно, то есть неподвижны. Движется воздушный поток (среда,ветер) относительно неподвижной ветроэнергетической установки, его скорость замеряется. Ветроколесо установки вращается, и связанный с ним генератор вырабатывает электрический ток,показания которого фиксируются. В полевых условиях не всегда возможно обеспечить нужную скорость ветрового потока, а в аэродинамической трубе - это очень дорого, трудоемко, к тому же не везде эти трубы имеются. В стандартных испытаниях в полевых условиях или в аэродинамической трубе в качестве измеряемых параметров выступают скорость ветрового потока относительно ветроэнергетической установки и величина напряжения электрического тока, вырабатываемого ветрогенератором. Скорость ветрового потока, то есть скорость перемещения воздушного потока по отношению к ветроэнергетической установке есть величина относительная. В приземном слое атмосферы вызванная вращением Земли линейная скорость воздушных масс, ветроэнергетических установок и приборов, одна и та же. В расчет эта переносная скорость не принимается и в испытаниях не фиксируется за ненадобностью. Известен способ определения мгновенной скорости ветрового потока путем измерения угловой скорости вращения турбинки,установленной в потоке, в котором перед определением скорости ветрового потока находят момент инерции турбинки, зависимость скорости ветрового потока от измеряемой угловой скорости вращения турбинки в установившемся режиме,зависимость первой производной суммарной мощности сил, действующих на вал турбинки при установившемся режиме, по скорости ветрового потока от измеряемой угловой скорости вращения турбинки задают временной интервал, через который производятся измерения, а в процессе определения скорости ветрового потока измеряют мгновенные значения угловой скорости вращения турбинки и рассчитывают мгновенные значения скорости ветрового потока по формуле / 2249220 С 1, 27.03.2005 г./. К недостаткам данного аналога относятся недостаточная точность измерения скорости ветра из-за ламинарности воздушного потока, 2 отсутствуют турбулентность воздушного потока,присущая ветрам в естественных условиях. Известен способ испытания малой ветроэнергетической установки на подвижном стенде,включающий закрепление ветроэнергетической установки на транспортное средство с возможностью перемещения в вертикальном направлении и снабженной направляющими, разгон транспортного средства и измерение скорости ветрового потока посредством контрольно-измерительных приборов с датчиками/ 1209920 А, 07.02.1986 г./. К недостаткам данного аналога относятся недостаточная точность измерения скорости ветра из-за отсутствия возможности самоориентирования ветроэнергетической установки к ламинарным воздушным потокам различного направления. Задачей изобретения является разработка способа испытания малой ветроэнергетической установки с улучшенными техническими показателями, удобной в обслуживании и обладающей эстетической привлекательностью. Техническим результатом является повышение точности измерения скорости ветрового потока(скорости перемещения ветроустановки-стенда относительно ветрового потока) с учетом турбулентности, присущей ветрам в естественных условиях,благодаря самоориентированию ветроэнергетической установки к ламинарным воздушным потокам различного направления. Заявленный способ охватывает все природные особенности воздушных потоков, а также его можно использовать повсеместно, он удобен, доступен и недорог в исполнении - осуществляется за 1-2 рабочих дня. Это достигается тем, что способ испытания малой ветроэнергетической установки на подвижном стенде, включающий закрепление ветроэнергетической установки на транспортное средство, разгон транспортного средства и измерение относительной скорости ветрового потока,согласно изобретению,ветроэнергетическую установку с самоориентирующимся диффузором закрепляют на платформе транспортного средства, разгоняют транспортное средство с закрепленной ветроэнергетической установкой вплоть до скорости 72-90 км/ч и измеряют скорость транспортного средства относительно воздушной среды, а также напряжение электрического тока ветроэнергетической установки. Скорости ветра 72-90 км/ч согласно шкале Бофорта соответствуют штормовому ветру 2025 м/с. При этих предельных значениях скоростей обычно ветроустановки не эксплуатируют(отключают). Для заявленной ветроэнергетической установки ВЭУД предусмотрен шарнир на нижнем конце опорной башни, позволяющий увести ветроэнергетическую установку от такого штормового ветра, путем е наклона к земле. Скорость транспортного средства относительно воздушной среды,измеряют посредством анемометра ручного, а напряжение электрического тока ветроэнергетической установки измеряют посредством вольтметра универсального. Для испытания малой ветроэнергетической установки в заявленном изобретении используются следующие средства- анемометр ручной 11216 - для измерения скорости вольтметр универсальный В 7.35 - для измерения напряжения. На фиг.1 изображена ветроэнергетическая установка с диффузором мощностью 1 кВт,закрепленная на подвижном стенде - транспортном средстве. Ветроэнергетическая установка ВЭУД состоит из следующих частей 1. Ветроколесо с генератором 2. Диффузор 3. Поворотное устройство 4. Секции башни 5. Петли на башне для крепления трех тросов 6. Винтовые пары на тросах. ВЭУД устанавливается на опорную плиту с шарниром. Плита находится на платформе внутри кузова транспортного средства. Изобретение осуществляется следующим образом. Настоящее изобретение поясняется конкретным примером, который наглядно демонстрирует возможность достижения приведенной совокупностью признаков требуемого технического результата, однако не является единственно возможным. Пример. Стенд - ветроэнергетическую установку с приборами закрепляют на платформе транспортного средства. При движении транспортного средства лопасти ветроэнергетической установки начинают вращаться благодаря силе встречной воздушной среды, что равнозначно действию воздушного потока на неподвижную установку. Фиксирование значений скоростей и напряжений средствами измерения, закрепленными на транспортном средстве. Меняя скорость движения транспортного средства, можно задавать и обеспечивать искомую относительную скорость воздушного потока для измерений в широком диапазоне значений, а разгоняя транспортное средство до скоростей 7290 км/ч, можно реализовать относительную скорость воздушного потока по отношению к ветроэнергетической установке вплоть до значений 20-25 м/с, соответствующих штормовому ветру. Диффузор ветроэнергетической установки является самоориентирующимся навстречу набегающему потоку воздуха без применения дополнительных устройств. При взаимодействии воздушного потока с поверхностью диффузора происходит его самоориентирование. Преимуществами изобретения являются 1. Невысокая стоимость испытаний и небольшой вес конструкции ветровой энергетической установки, вследствие использования полимерных материалов для сборки диффузора и других узлов. 2. Высокая мобильность, что удобно и приспособлено для нужд животноводов, геологов,туристов, рыбаков, АЧС, дачников и многих других потребителей, особенно, в труднодоступных и отдаленных местах 3. Бесшумность работы и отсутствие радиопомех из-за усиленной композиционной конструкции с помощью надежных креплений и центрирования обращенного генератора. 4. Возможность быстрого прекращения испытаний при возникновении критической ситуации,т.е. исключение(недопущение) штормовых значений скоростей ветра, ведущих к разрушению конструкции. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ испытания малой ветроэнергетической установки на подвижном стенде, включающий закрепление ветроэнергетической установки на транспортное средство, разгон транспортного средства и измерение относительной скорости ветрового потока, отличающийся тем, что ветроэнергетическую установку с самоориентирующимся диффузором закрепляют на платформе транспортного средства, разгоняют транспортное средство с закрепленной ветроэнергетической установкой вплоть до скорости 72-90 км/ч., измеряют скорость транспортного средства относительно воздушной среды и напряжение электрического тока ветроэнергетической установки. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что относительную скорость ветрового потока измеряют посредством анемометра ручного. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что напряжение электрического тока ветроэнергетической установки измеряют посредством вольтметра универсального.