PL118785U1 - Turbina wiatrowa - Google Patents

Description

1187 s5

Opis turbiny wiatrowej

Turbina wiatrowa o osi pionowej z kierownicami (7) posiada wirnik o stałym ustawieniu łopat (8) podparty na górze i na dole konstrukcją, (9) w której elementy pionowe stanowią kierownice zamocowane obrotowo. Parametrem regulującym kąt ustawienia kierownic jest wartość napięcia wychodzącego z prądnicy. Elementem wykonawczym są siłowniki elektryczne (10) sterowane układem progowym napięcia. Próg ograniczenia napięcia regulowany w zakresie od 300V do 600V. Turbina oddaje moc przy wietrze od lm/s do 60m/s. Może pracować z minimalnym obciążeniem lub bez obciążenia. Przy wietrze małym kierownice są otwarte (rys. la), a przy wiatrach huraganowych kierownice ustawione na obwodzie turbiny przestawiają się tworząc w przybliżeniu cylinder (rys. Ib) nie zmieniając parametrów wyjściowych napięcia. Dolną piastę wirnika stanowi prądnica sprzężona bezpośrednio z wałem, możliwe to było dzięki parametrom prądnicy, którą cechują małe obroty i bardzo wysoka sprawność (do 97%), znacznie wyższa niż prądnic asynchronicznych lub prądu stałego. Tak wysoka sprawność powoduje, iż straty przy przetwarzaniu energii wiatru na energię elektryczną są znikome, a przy małych obrotach prądnicy nie tracimy też na przekładni, która jest zbędna. Szczególnie polecana jest do turbin o osi pionowej wykorzystujących wiatry od lm/s. Prądnica generuje napięcie liniowo zależne od prędkości obrotowej. Charakteryzuje ją równomiernie rozłożony moment obrotowy na całym obwodzie (brak efektu przytrzymania występującego w prądnicach PMG).

Model prądnicy wykonano na bazie tarcz stalowych, (1) do których promieniowo wklejone są magnesy (2). Tarcze stalowe wraz z obudowami łożysk (4) stanowią ruchomy korpus. Dla usztywnienia obwód tarcz połączony jest śrubami poprzez tuleje dystansowe (5) zamykające mechanicznie bryłę korpusu. Na stałym wałku pomiędzy magnesami ułożone są uzwojenia (3) zalewane są wraz z krążkami wzmacniającymi żywicą i wzmocnione włóknem szklanym. Uzwojenia nawinięte w nietypowy sposób wiązką drutów nawojowych stanowiących jednocześnie zbrojenie. Końcówki uzwojeń wyprowadzone są przez otwór w środku wałka.

Turbina w całym zakresie pracy nie generuje infradźwięków i drgań konstrukcji, wykorzystuje podmuchy turbulencyjne, przez co można ją ustawiać w pobliżu jak i poniżej innych turbin wiatrowych.

Schemat działania turbiny przedstawiono na rysunku la i lb.

Budowę turbiny przedstawia rysunek 2.

Budowę prądnicy przedstawia rysunek 3.