Солнечно-ветровая электростанция

(51) 24 2/42 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ Технический результат достигается тем, что в солнечно-ветровой электростанции, включающей конфузорную башню с впускными окнами,расположенными по периметру, турбогенератор и стойки, конфузорная башня, турбогенератор и стойки представляют собой сборно-разборную конструкцию в виде трех модулей, при этом конфузорная башня снабжена вертикальными радиальными направляющими пластинами,впускные окна которой выполнены в виде изогнутых вверх лопаток с селективным покрытием,расположенных с шагом не менее их ширины и длиной, равной расстоянию между вертикальными радиальными направляющими пластинами,турбогенератор снабжен быстроходным турбовинтом, а в качестве стоек используют центральную опору содержащую шарнирную опорную плиту, вантовые растяжки и шнековые якоря.(72) Надиров Надир Каримович Низовкин Валентин Михайлович(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-Инженерный Центр Нефть Национальной Инженерной Академии Республики Казахстан(57) Полезная модель относится к возобновляемой энергетике,в частности к конструкциям энергетических установок, предназначенных для автономного энергоснабжения объектов различного назначения. Технический результат полезной модели мобильность электростанции, повышение КПД и надежности работы. Полезная модель относится к возобновляемой энергетике,в частности к конструкциям энергетических установок, предназначенных для автономного энергоснабжения объектов различного назначения. Известна гибридная альтернативная энергетическая установка,содержащая конфузорную башню с верхним диффузором,солнечновихревой концентратор,внешнюю роторную ветроэнергетическую установку,внутренний лопастной ветродвигатель,магнитоэлектрический генератор тепловой насосной станции, кольцевой магнит и силовые элементы крепления (Патент на полезную модель РФ 106309, кл. 03 1/04, 2011) Существенными недостатками этой установки являются сложность конструкции, ненадежность работы и стационарность установки при невозможности монтажа-демонтажа для перемещения в ветровые места. Наиболее близким техническим решением является ветро-солнечная электростанция Торнадо, состоящая из конфузорной башни с впускными окнами в виде тангенциальных клапанов,сверху которой установлен турбогенератор с дефлектором, сбоку закреплены стойки, а снизу - кольцевой гелиоколлектор с грунтовым теплоаккумулятором и трубопроводом воды (Инновационный патент РК 29993, кл. 03 1/00,Существенными недостатками этого устройства являются ненадежность работы шарнирных клапанов конфузорной башни, недостаточно высокий КПД из-за больших аэродинамических потерь и стационарность установки электростанции при невозможности монтажа - демонтажа для перемещения в ветровые места. Технический результат полезной модели мобильность электростанции, повышение КПД и надежности работы. Технический результат достигается тем, что в предлагаемой солнечно-ветровой электростанции,включающей конфузорную башню с впускными окнами,расположенными по периметру,турбогенератор и стойки, конфузорная башня,турбогенератор и стойки представляют собой сборно-разборную конструкцию в виде трех модулей, при этом конфузорная башня снабжена вертикальными радиальными направляющими пластинами, впускные окна которой выполнены в виде изогнутых вверх лопаток с селективным покрытием, расположенных с шагом не менее их ширины и длиной, равной расстоянию между вертикальными радиальными направляющими пластинами,турбогенератор снабжен быстроходным турбовинтом, а в качестве стоек использую центральную опору содержащую шарнирную опорную плиту, вантовые растяжки и шнековые якоря. Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 приведен общий вид электростанции, на фиг.2 - схема ее работы. Электростанция-состоит из трех разъемных модулей модуля 1 турбогенератора, рабочего модуля (конфузорной башни) 2 и модуля - опоры 3. Модуль 1 снабжен быстроходным четырехлопастным турбовинтом 4 с лопатками оптимального профиля, установленным на валу электрогенератора 5. Модуль 2 снабжен вертикальными радиальными направляющими пластинами 6, впускными окнами 8, образованными изогнутыми вверх лопатками 7 с селективным покрытием, расположенными с шагом не менее их ширины и длиной равной расстоянию между вертикальными радиальными направляющими пластинами 6, а в модуле 3. В качестве стоек используют центральную опору 9, содержащую шарнирную плиту 10, растяжки 11 с вантами 12 и шнековые якоря 13. На почве размещены бак 14 со шлангом для сбора воды и электрощит 15 с АСУ Работа электростанции происходит следующим образом. При монтаже электростанции модули 1, 2, 3 на месте установки соединяют болтами в горизонтальном положении, центральную опору 9 соединяют с плитой 10, и частью растяжек 11,остальные растяжки 11 натягивают при помощи транспортных средств(тракторов,грузовых автомобилей), закрепляя их 11 на шнековых якорях 13 и устанавливая собранную электростанцию в вертикальное рабочее положение. Демонтаж электростанции производят в обратном порядке. При поступлении горизонтального потока ветра любого направления он, проходя через окна 8,образованные сужающимися полостями между лопатками 7 с селективным покрытием и вертикальными радиальными направляющими пластинами 6 рабочего модуля 2 (конфузорной башни), изменяет направление на восходящее и повышает скорость потока, что приводит к увеличению динамического давления внутри рабочего модуля (фиг.2). За счет этого избыточного давления,повышающегося с увеличением высоты установки,окружная скорость потоков на входе в турбовинт 4 возрастает на 30 - 40, а мощность турбогенератора в 2,5-5,0 раз, что теоретически обеспечивает высокий КПД процесса преобразования ветровой энергии (до 0,5-0,6). Турбовинт 4 соединен с валом электрогенератора 5, который подает электроэнергию в электросеть,где она при помощи АСУ стабилизируется по напряжению и частоте тока и подается потребителю. Солнечное излучение днем при помощи лопаток 7 и пластин 6 с селективным покрытием поглощается и переизлучается в виде инфракрасного излучения в ветровые потоки между лопатками 7, что также повышает скорости потока и мощность турбогенератора на 20-30. Ночное излучение селективного покрытия лопаток 7 и пластин 6 при наличии ветра охлаждает его потоки за счет повышения плотности последнего, что также приводит к повышению мощности турбогенератора на 10-15. При ночном штиле или малой скорости ветра это излучение создает охлаждение лопаток 7 и пластин 6 на 15-25 С, что при их селективном покрытии с добавками стимуляторов конденсации атмосферной влаги приводит к конденсации воды, стеканию ее в бак 14 и использованию на полив полезной растительности и другие бытовые нужды. Таким образом,при эксплуатационных испытаниях экспериментальной электростанции в Шелекском ветровом коридоре при скоростях ветра 3-15 м/с ее мощность достигала 3-5 кВт при КПД равном 0,5-0,6. ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ Солнечно-ветровая электростанция, включающая конфузорную башню с впускными окнами,расположенными по периметру, турбогенератор и стойки, отличающаяся тем, что конфузорная башня, турбогенератор и стойки представляют собой сборно-разборную конструкцию в виде трех модулей, при этом конфузорная башня снабжена вертикальными радиальными направляющими пластинами, впускные окна которой выполнены в виде изогнутых вверх лопаток с селективным покрытием, расположенных с шагом не менее их ширины и длиной, равной расстоянию между вертикальными радиальными направляющими пластинами,турбогенератор снабжен быстроходным турбовинтом, а в качестве стоек используют центральную опору содержащую шарнирную опорную плиту, вантовые растяжки и шнековые якоря.