WO2008008049A1 - Installation éolienne - Google Patents

Installation éolienne Download PDF

Info

Publication number
WO2008008049A1
WO2008008049A1 PCT/UA2006/000051 UA2006000051W WO2008008049A1 WO 2008008049 A1 WO2008008049 A1 WO 2008008049A1 UA 2006000051 W UA2006000051 W UA 2006000051W WO 2008008049 A1 WO2008008049 A1 WO 2008008049A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rotation
main
wind
blades
axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/UA2006/000051
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Mykola Stepanovich Golubenko
Sergiy Ivanovich Dovgolyuk
Alexander Leonidovich Kadatskiy
Sergiy Dmitrievitch Kurdyukov
Alexander Mikhailovich Feldman
Valeriy Alexandrovich Tsyganov
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PROJECT DESIGN AND TECHNOLOGICAL BUREAU CONCORD Ltd
Original Assignee
PROJECT DESIGN AND TECHNOLOGICAL BUREAU CONCORD Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by PROJECT DESIGN AND TECHNOLOGICAL BUREAU CONCORD Ltd filed Critical PROJECT DESIGN AND TECHNOLOGICAL BUREAU CONCORD Ltd
Priority to EP06813166A priority Critical patent/EP2045463A4/en
Publication of WO2008008049A1 publication Critical patent/WO2008008049A1/ru
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

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
    • 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 
    • F03D1/06—Rotors
    • F03D1/0608—Rotors characterised by their aerodynamic shape
    • 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
    • F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/10—Assembly of wind motors; Arrangements for erecting wind motors
    • 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
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/022—Adjusting aerodynamic properties of the blades
    • F03D7/0224—Adjusting blade pitch
    • F03D7/0228—Adjusting blade pitch of the blade tips only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/37—Multiple rotors
    • F05B2240/374—Auxiliary rotors attached to blades of main rotor
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to wind energy and is intended for use in high power wind turbines.
  • Known wind turbine (US patent N ° 5 151 610, F03D1 / 00, publ. 1992.09.29), containing generators, the main wind wheel with a horizontal axis of rotation, which is mounted on a fixed support and is equipped with additional wind wheels that are mounted on the shafts of the generators and have a diameter smaller than the diameter of the main wind wheel.
  • the generators are located mainly at the ends of the blades of the main wind wheel symmetrically with respect to the axis of its rotation *
  • the main wind wheel moves additional wind wheels through the air at a significantly higher speed than the wind speed and this allows the use of high-speed generators without the use of multipliers.
  • the main goal of creating such a wind turbine is to achieve the highest rotation speed of additional wind wheels for use without multipliers of high-speed, light and cheap generators. Therefore, additional wind wheels are located on the end parts of the blades mainly at the very ends of the blades of the main wind wheel, where the linear speed of their passage through the airspace is maximum.
  • additional wind wheels are located on the end parts of the blades mainly at the very ends of the blades of the main wind wheel, where the linear speed of their passage through the airspace is maximum.
  • the load on the blades increases sharply due to the growth of centrifugal forces that act on generators and additional wind wheels located far from the axis of rotation of the main wind wheel.
  • a swivel head mounted on a fixed support with a main wind wheel, the axis of rotation of which is essentially horizontal, an energy converter made in the form of generators spaced along the blades of the main wind wheel with their cable network, as well as additional wind wheels that are kinematically connected to the corresponding generators.
  • the blades are pivotally mounted on the hub 85 of the rotary head, the generators are located at a distance of 0.4 to 0.8 of the blade length from the axis of rotation of the wind wheel, and additional wind wheels are placed on the shafts of the generators.
  • the main goal of this wind power unit is to reduce the cost of the wind turbine and the cost of electricity produced by it by placing
  • the disadvantage of this wind power unit is the large size, weight and cost of the hinges of the blades on the main wind wheel, which are located on the hub of the rotary head of the main wind wheel, and the drives for turning them, and, the increase in size, weight and cost of the hub 105 of the wind wheel, which prevents the cost of the wind turbine from decreasing.
  • This circumstance is due to the presence of generators on the blades pivotally mounted on the hub of the main wind wheel and the action of large centrifugal forces and bending moments on these hinges, which in turn cause large friction forces in the hinges and require powerful devices for turning the blades.
  • the basis of the invention is the task of improving the known wind power unit by changing the design of the main wind wheel, which provides a reduction in the loads on its nodes and their weight, which
  • H5 increases its reliability and provides a reduction in the cost of the wind turbine, as well as by optimal placement of additional wind wheels on it to increase the efficiency of the wind power unit.
  • a wind power unit which comprises a rotary head mounted on a fixed support with a main wind wheel, the axis of rotation of which is essentially horizontal, an energy converter made in the form of generators spaced along the blades of the main wind wheel with their cable network,
  • the blades of the main wind wheel are equipped with end parts that are rotatable around their longitudinal axis
  • the generators are located at the end of the 130 fixed parts of the blades
  • additional wind wheels are placed towards the air flow at a distance of 0.25 to 0.35 of the diameter of the main wind wheel from the axis of its rotation with a deviation of their rotation axes relative to the plane, perpendicular yarnoy to the rotational axis of the main propeller at an angle
  • L is the distance from the axis of rotation of the main wind wheel to the axis of rotation of the additional wind wheel;
  • the length of the moving end parts of the blades should be such that, if necessary, they can reliably stop the wind wheel and at the same time their length should be minimal to reduce the load on the hinges.
  • the location of the additional wind wheels is selected depending on the number of blades of the main wind wheel and
  • the specified range of placement distances of additional wind wheels is from 0.25 to 0.35 of the diameter of the main wind wheel, which is due to ensuring reliable operation
  • the generators operate with the least force on the blades (F c , Fig. 4) in any version of the wind power unit.
  • Table 1 shows the dependence of the values of the coefficient C n conversion of the power of the wind flow and centrifugal
  • FIG. Figure 4 shows the corresponding curves of the main
  • Fig. L and Fig. 2 show a general view of a wind power unit.
  • Fig. 3 shows a part of the blade of the main wind wheel on which a generator with an additional wind wheel is mounted.
  • Figure 4 presents the curves of the values of the relative cost coefficient and
  • the wind electric unit contains a rotary head 2 mounted on a fixed support 1 (Fig. 1) with the main wind wheel 3, the axis of rotation a - b of which is located
  • L is the distance from the axis of rotation of the main wind wheel a - b to the axis of rotation of the additional wind wheel;
  • ⁇ is the angular velocity of rotation of the main wind wheel at a nominal speed of the wind flow, 280 while the end parts 5 (Fig. 2) of the blades of the main wind wheel 3 are installed using the hinged nodes 8 on the bodies of the generators.
  • generators 6 are placed so that their rotation axis
  • the rotary head 2 When changing the direction of the wind, the rotary head 2 is constantly oriented to the wind.
  • additional wind wheels should be placed at a distance of 0.25 of the diameter of the main wind wheel from the axis of rotation, and for a wind wheel with two blades, provided that both devices rotate the end parts of the blades at a distance of 0.35 of the main diameter
  • the claimed wind power unit 340 meets the criteria of the invention of "novelty”, “inventive step”, “industrial suitability”.

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)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Description

ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АГРЕГАТ
Предлагаемое изобретение относится к ветроэнергетике и предназначено для использования в ветроагрегатах большой мощности.
Существующие ветроагрегаты пропеллерного типа мощностью больше 500 кВт, предназначенные для производства электроэнергии, требуют применения ускоряющей передачи от ветроколеса до электрического генератора. В них используются ускоряющие передачи на основе редукторов (мультипликаторов) с передаточным отношением от 50 до 150 для генераторов со скоростью вращения ротора 1200...1500 оборотов в минуту при скорости вращения ветроколеса 30...10 оборотов в минуту. Такие передачи имеют большую стоимость, требуют , частого обслуживания и существенным образом снижают общий КПД (коэффициент полезного действия) ветроагрегата и сроки его эксплуатации. Известен ветроагрегат (международная заявка
PCT/UA94/00023, публикация JY« W095/21326 от 1995.08.10), содержащий размещенную на неподвижной опоре поворотную головку с ветроколесом, преобразователь энергии, который выполнен в виде электрогенератора с кабельной сетью, при этом ось вращения ветроколеса размещена горизонтально, а ветроколесо соединено с генератором с помощью редуктора таким образом, что ротор и статор генератора вращаются в противоположные стороны. Это позволяет использовать более быстроходный и, соответственно, более легкий и дешевый электрогенератор. Несмотря на достигнутую возможность использования в два раза более быстроходного генератора наличие редуктора обуславливает .такие недостатки как уменьшение надежности ветроагрегата и его КПД, а также рост стоимости ветроагрегата и его технического обслуживания.
Известен ветроагрегат (патент США N° 5 151 610, F03D1/00, публ. 1992.09.29), содержащий генераторы, основное ветроколесо с горизонтальной осью вращения, которое установлено на неподвижной опоре и снабжено дополнительными ветроколесами, которые закреплены на валах генераторов и имеют диаметр меньший, чем диаметр основного ветроколеса. В этом ветроагрегате генераторы расположены преимущественно на концах лопастей основного ветроколеса симметрично относительно оси его вращения* Основное ветроколесо двигает дополнительные ветроколеса через воздушное пространство при значительно большей скорости, чем скорость ветра и это позволяет использовать быстроходные генераторы без применения мультипликаторов.
Главной целью создания такого ветроагрегата' является достижение наибольшей скорости вращения дополнительных ветроколес для использования без мультипликаторов быстроходных, легких и дешевых генераторов. Поэтому, дополнительные ветроколеса расположены на концевых частях лопастей преимущественно на самых концах лопастей основного ветроколеса, где линейная скорость их прохождения через воздушное пространство максимальна. Однако, это рационально для ветроагрегатов небольшой мощности (от 3 до 100 кВт), диаметр основного ветроколеса которых не превышает 20 м. Для ветроагрегатов большой мощности, которые имеют диаметр основного ветроколеса более чем 20 м, резко возрастают нагрузки на лопасти вследствие роста центробежных сил, которые действуют на расположенные далеко от оси вращения основного ветроколеса генераторы и дополнительные ветроколеса. Увеличение толщины силовых элементов лопастей основного ветроколеса для увеличения их прочности приводит к росту их собственного веса и, соответственно, к дополнительному росту центробежных сил. К тому же, при размещении дополнительных ветроколес на концевых частях лопастей существенно уменьшается их КПД, что обусловлено неоптимальными условиями их обтекания воздушным потоком.
Таким образом, в этом известном ветроагрегате используются быстроходные генераторы, но указанные недостатки вызывают увеличение веса лопастей ветроколеса и его ступицы, а также других узлов этого ветроагрегата, которые приводят к увеличению стоимости самого ветроагрегата и себестоимости произведенной им электроэнергии, а также к уменьшению его надежности. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому устройству является ветроагрегат по патенту UA Ж75359 C2 (МIЖ [2006] FОЗD 1/00, публикация от 2006.17.04). Он содержит установленную на неподвижной опоре поворотную головку с основным ветроколесом, ось вращения которого по сути расположена горизонтально, преобразователь энергии, выполненный в виде разнесенных по лопастям основного ветроколеса генераторов с их кабельной сетью, а также дополнительные ветроколеса, которые кинематически соединены с соответствующими генераторами. В этом ветроагрегате лопасти установлены шарнирно на ступице 85 поворотной головки, генераторы размещены на расстоянии от 0,4 до 0,8 длины лопасти от оси вращения ветроколеса, а дополнительные ветроколеса размещены на валах генераторов. Во время работы ветроагрегата его включение, поддержание скорости вращения ветроколеса и остановка происходят за счет
90 поворота лопастей основного ветроколеса вокруг своих продольных осей.
Главной целью этого ветроэлектрического агрегата является уменьшения стоимости ветроагрегата и себестоимости произведенной им электрической энергии путем размещения
95 генераторов и дополнительных ветроколес в зоне, где дополнительные ветроколеса имеют высокий КПД, а центробежные силы, действующие на генераторы, являются относительно небольшими и поэтому нет необходимости увеличивать прочность лопастей.
100 Недостатком этого ветроэлектрического агрегата являются большие размеры, вес и стоимость шарниров лопастей на основном ветроколесе, которые размещены на ступице поворотной головки основного ветроколеса, и приводов их поворота и, увеличение размеров, весы и стоимости ступицы 105 ветроколеса, которое мешает уменьшению стоимости ветроагрегата. Указанное обстоятельство, обусловленное наличием генераторов на шарнирно установленных на ступице основного ветроколеса лопастях и действием на эти шарниры больших центробежных сил и изгибающих моментов, которые в ПО свою очередь обуславливают большие силы трения в шарнирах и нуждаются в мощных устройствах поворота лопатей.
В основу изобретение поставлена задача усовершенствования известного ветроэлектрического агрегата путем изменения конструкции основного ветроколеса, которая обеспечивает уменьшение нагрузок на его узлы и их вес, что
H5 повышает его надежность и обеспечивает уменьшение стоимости ветроагрегата, а также путем оптимального размещения на нем дополнительных ветроколес для повышения КПД ветроэлектрического агрегата.
Поставленная задача решается тем, что в известном
120 ветроэлектрическом агрегате, который содержит установленную на неподвижной опоре поворотную головку с основным ветроколесом, ось вращения которого по сути расположена горизонтально, преобразователь энергии, выполненный в виде разнесенных по лопастям основного ветроколеса генераторов с их кабельной сетью,
125 a также дополнительные ветроколеса, которые кинематически соединены с соответствующими генераторами, с о г л а с н о с и з о б р е т е н и е м лопасти основного ветроколеса снабжены концевыми частями, которые выполнены с возможностью поворота вокруг своей продольной оси, генераторы размещены в конце 130 неподвижных частей лопастей, а дополнительные ветроколеса размещены навстречу воздушному потоку на расстоянии от 0,25 до 0,35 диаметра основного ветроколеса от оси его вращения с отклонением осей их вращения относительно плоскости, перпендикулярной к оси вращения основного ветроколеса на угол
135 γ = (0,7 ÷ l,6)arctg — ^ градусов, ω - L где VIIOM - номинальная скорость ветрового потока;
L - расстояние от оси вращения основного ветроколеса к оси вращения дополнительного ветроколеса;
1 40 ω " Углoвaя CKOPOCTЬ вращения основного ветроколеса при номинальной скорости ветрового потока. В преобладающем варианте концевые части лопастей основного ветроколеса шарнирно установлены на корпусах генераторов и снабжены устройствами их поворота.
Снабжение лопастей основного ветроколеса концевыми
145 частями, которые выполнены G ВОЗМОЖНОСТЬЮ поворота вокруг своей продольной оси, и размещение генераторов в конце неподвижных частей лопастей, позволяет избежать необходимости поворота генераторов вокруг продольной оси лопасти и, соответственно, исключить шарниры между ступицей
150 основного ветроколеса и его лопастями. Это позволяет использовать небольшие, легкие и дешевые шарниры, а также устройства поворота концевых частей лопастей с такими преимуществами, благодаря действию на них нагрузок лишь со стороны концевых частей лопастей, что повышает надежность
155 ветроэлектрического агрегата. Такое решение уменьшает размеры и вес ступицы основного ветроколеса, которое ведет к уменьшению их стоимости.
Неподвижное закрепление лопастей основного ветроколеса на его ступице приводит к постоянному действию' на них
160 крутящего момента как во время его вращения так и во время остановки. Поэтому, длина подвижных концевых частей лопастей должна быть такой, чтобы при необходимости они могли надежно остановить ветроколесо и в тот же время их длина должна быть минимальной для уменьшения нагрузок на шарниры. Размещение
165 дополнительных ветроколес на расстоянии от 0,25 до 0,35 диаметра основного ветроколеса от оси его вращения, обуславливает длину концевых частей соответственно от 0,15 до 0,25 диаметра основного ветроколеса, которое является достаточной для надежной остановки ветроколеса даже при отказе одного или нескольких устройств поворота концевых
170 частей лопастей. Указанная длина концевых частей лопастей одновременно обеспечивает наименьшие нагрузки на шарниры и устройства поворота концевых частей, что также повышает надежность ветроэлектрического агрегата. Таким образом, повышение надежности обеспечивается как за счет уменьшения
175 нагрузок на шарниры, которые используются в ветроколесе, так и за счет обеспечения остановки ветроколеса даже при отказе одного или нескольких устройств поворота лопастей.
Место размещения дополнительных ветроколес выбирается в зависимости от количества лопастей основного ветроколеса и
180 количества допустимых отказов функционирования устройств поворота концевых частей лопастей.
Размещение дополнительных ветроколес навстречу воздушному потоку и с отклонением осей их вращения относительно плоскости, которая перпендикулярна к оси
185 вращения основного ветроколеса, на угол γ = (o,7 ÷ l,6)arctg "oлι градусов со - L позволяет обеспечить наибольший КПД дополнительных ветроколес при их размещении на неподвижных частях лопастей.
190 Шарнирная установка концевых частей лопастей основного ветроколеса на корпусах генераторов и снабжение их устройствами поворота в совокупности с размещением генераторов в конце неподвижных частей лопастей позволяет использовать корпусы генераторов как части лонжеронов
195 лопастей, уменьшая вес и стоимость лонжеронов, а также размещать ось вращения роторов генераторов вдоль лопастей, кинематически соединяя их с дополнительными ветроколесами с помощью передачи, выполненной в виде двух конических зубчатых колес. При размещении генераторов вдоль лопастей корпусы их статоров имеют значительно большую прочность, что
200 позволяет уменьшить их вес, одновременно обеспечивая нужную жесткость.
Вдобавок, указанный диапазон расстояний размещения дополнительных ветроколес от 0,25 до 0,35 диаметра основного ветроколеса, который обусловлен обеспечениям надежной работы
205 ветроагрегата, и от которого зависит длина концевых частей лопастей основного ветроколеса, совпадает с диапазоном, где дополнительные ветроколеса имеют наиболее КПД, обусловленный коэффициентом Cn преобразования мощности ветрового потока (табл. 1 и фиг. 4), а размещении в этом
210 диапазоне генераторы действуют с наименьшей силой на лопасти (Fц, фиг. 4) в любых вариантах исполнения ветроэлектрического агрегата.
В таблице 1 приведена зависимость значений коэффициента Cn преобразования мощности ветрового потока и центробежной
215 силы Fц, которая действует на генераторы в зависимости от относительного места их размещения L и дополнительных ветроколес, а также других связанных с этим параметров для ветроэлектрического агрегата мощностью 750 кВт. На фиг. 4 представлены соответствующие кривые зависимости основных
220 параметров этого ветроэлектрического агрегата, которые указаны в таблице 1. Таблица 1
Figure imgf000011_0001
Техническая сущность изобретения объясняется фигурами графических изображений и описанием принципа его работы.
255 На фиг.l и фиг.2 представлен общий вид ветроэлектрического агрегата. На фиг.З изображена часть лопасти основного ветроколеса, на которой установлен генератор с дополнительным ветроколесом. На фиг.4 представлены кривые зависимости значений относительного коэффициента стоимости и
260 других параметров от места размещения генераторов и дополнительных ветроколес.
Ветроэлектрический агрегат содержит установленную на неподвижной опоре 1 (фиг.l) поворотную головку 2 с основным ветроколесом 3, ось вращения а - b которого расположена
265 горизонтально, а лопасти 4 снабжены поворотными концевыми частями 5, преобразователь энергии, выполненный в виде генераторов 6, дополнительные ветроколеса 7, которые размещены на расстояния L (фиг.2), что равняется от 0,25 до 0,35 диаметра основного ветроколеса D, от оси его вращения а - b
270 (фиг.l) с отклонением осей их вращения относительно плоскости с - е (фиг.З), перпендикулярной к оси вращения основного ветроколеса а - b на угол γ = (θ,7 ÷ l,θ)αrctg — "-^- градусов, ω - L
275 гДe Кш " номинальная скорость ветрового потока;
L - расстояние от оси вращения основного ветроколеса а - b до оси вращения дополнительного ветроколеса; ω - угловая скорость вращения основного ветроколеса при номинальной скорости ветрового потока, 280 при этом концевые части 5 (фиг. 2) лопастей основного ветроколеса 3 установлены с помощью шарнирных узлов 8 на корпусах генераторов.
На фиг. 2 генераторы 6 размещены так, что ось вращения их
285 роторов перпендикулярна продольной оси лопасти 4. Вероятен вариант, когда ось вращения ротора генератора совпадает с направлением продольной оси лопасти 4 (на фигурах не показано). В этом случае генератор соединен с дополнительным ветроколесом 7 через передачу в виде двух конических зубчатых
290 колес, которая может иметь передаточное отношение от 5 до 7, что предопределяет использование более быстроходных генераторов, чем в случае, который показан на фиг. 2. Крепление лопастей 4 выполнено к ступице ветроколеса 3.
Работа заявляемого устройства, происходит следующим
295 образом. Под действием ветра лопасти основного ветроколеса 3 (фиг. 1, фиг. 2) вращаются вместе с закрепленными на них неподвижными частями 4 генераторами 6, на валах которых закреплены дополнительные ветроколеса 7. Благодаря движению дополнительных ветроколес 7 по кругу на них действует
300 суммарный поток воздуха, который состоит из скорости ветра и скорости движения дополнительных ветроколес 7 по кругу и потому значительно превышает скорость ветра, который обеспечивает скорость вращения дополнительных ветроколес 7, достаточную для использования быстроходных генераторов 6 без
305 редукторов.
При изменениях направления ветра поворотная головка 2 постоянно ориентируется на ветер.
При изменениях скорости ветра приводы возвращают концевые части 5 (фиг. 2) и поддерживают необходимую скорость вращения ветроколеса 3, при этом на шарниры 8 действуют
310 центробежные силы и изгибающие моменты только от концевых частей 5, которые имеют минимальную, но достаточную для надежной работы и остановки ветроколеса 3 длину и, соответственно, минимальный вес, . благодаря размещению генераторов 6 и дополнительных ветроколес 7 на расстоянии L от
315 0,25 до 0,35 D (в зависимости от конкретного исполнения ветроэлектрического агрегата) от оси вращения а - b (фиг. 1) основного ветроколеса 3. Для надежной остановки ветроколеса с тремя лопастями при условии допущения отказа двух устройств поворота концевых частей лопастей и наименьшего веса
320 ветроколеса, дополнительные ветроколеса должны быть размещены на расстоянии 0,25 диаметра основного ветроколеса от оси его вращения, а для ветроколеса с двумя лопастями при условии надежной работы обоих устройств поворота концевых частей лопастей на расстоянии 0,35 диаметра основного
325 ветроколеса.
Размещение дополнительных ветроколес 7 с отклонением осей их вращения относительно плоскости, перпендикулярной к оси вращения основного ветроколеса 3 на угол
γ = (o,7 ÷ Ifήаrсtg "ш градусов, ззо ω'L обеспечивает их высокий КПД несмотря на то, что части лопастей 4, на которых они размещены, закреплены на ступице неподвижно.
Для остановки ветроэлектрического агрегата приводы
335 возвращают концевые части лопастей 5 (фиг. 2) в положение, в котором они создают крутящий момент, достаточный для противодействия крутящему моменту от неподвижных частей лопастей 4.
Таким образом, заявляемый ветроэлектрический агрегат 340 отвечает критериям изобретения "новизна", "изобретательский уровень", "промышленная пригодность".
345
350
355
360

Claims

Формула изобретения
-* 1. Ветроэлектрический агрегат, содержащий установленную на неподвижной опоре поворотную головку с основным ветроколесом, ось вращения которого по сути расположена горизонтально, преобразователь энергии, выполненный в виде разнесенных по лопастям основного ветроколеса генераторов с их
Ю кабельной сетью, а также дополнительные ветроколеса, кинематически соединенные с соответствующими генераторами, отличающийся тем, что лопасти основного ветроколеса снабжены концевыми частями, выполненными с возможностью поворота вокруг своей продольной оси, генераторы размещены на концах
15 неподвижных частей лопастей, а дополнительные ветроколеса размещены навстречу воздушному потоку на расстоянии от 0,25 до 0,35 диаметра основного ветроколеса от оси его вращения и с отклонением осей их вращения относительно плоскости, перпендикулярной оси вращения основного ветроколеса на угол 0
γ = (0,7 ÷ l,6)arctg "oм градусов, ω - L
где Vlltш - номинальная скорость ветрового потока; 5 L - расстояние от оси вращения основного ветроколеса до оси вращения дополнительного ветроколеса; ω - угловая скорость вращения основного ветроколеса при номинальной скорости ветрового потока.
2. Ветроэлектрический агрегат по п. 1, отличающийся тем, что концевые части лопастей основного ветроколеса шарнирно установлены на корпусах генераторов и снабжены устройствами их поворота.
PCT/UA2006/000051 2006-07-10 2006-09-13 Installation éolienne Ceased WO2008008049A1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP06813166A EP2045463A4 (en) 2006-07-10 2006-09-13 WIND TURBINE

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA200607729 2006-07-10
UAA200607729A UA86606C2 (en) 2006-07-10 2006-07-10 Wind-electric set

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2008008049A1 true WO2008008049A1 (fr) 2008-01-17

Family

ID=38923515

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/UA2006/000051 Ceased WO2008008049A1 (fr) 2006-07-10 2006-09-13 Installation éolienne

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2045463A4 (ru)
UA (1) UA86606C2 (ru)
WO (1) WO2008008049A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011008185A1 (ru) * 2009-07-13 2011-01-20 Товарыство З Обмэжэною Видповидальнистю Проэкгно-Конструкторськэ-Тэхнологичнэ Бюро "Koнкopд" Ветродвигатель

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102130094B1 (ko) * 2019-04-09 2020-07-03 두산중공업 주식회사 풍력 발전기
WO2023233188A1 (ru) * 2022-06-03 2023-12-07 Алексейс ХОЛОСТОВС Ветроэнергетическая установка с горизонтальной осью вращения ротора

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5151610A (en) 1990-11-29 1992-09-29 St Germain Jean Wind machine with electric generators and secondary rotors located on rotating vertical blades
WO1995021326A1 (en) 1994-02-07 1995-08-10 Evgeny Alexeevich Trushkov Wind power generation system
RU2065991C1 (ru) * 1994-05-05 1996-08-27 Товарищество с ограниченной ответственностью Фирма "Общемаш-Инжиниринг" Способ получения ветроэнергии и устройство для его осуществления
RU2066396C1 (ru) * 1994-04-07 1996-09-10 Товарищество с ограниченной ответственностью Фирма "Общемаш-Инжиниринг" Ветродвигатель
UA75359C2 (en) 2002-12-18 2006-04-17 Ltd Liability Company Design R Windmill
WO2008001095A1 (en) 2006-06-30 2008-01-03 Edwards Limited Gas combustion apparatus

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB211766A (ru) * 1923-03-13 1924-02-28 N.V. Instituut Voor Aero-En Hydro-Dynamiek
FR907290A (fr) * 1944-10-09 1946-03-07 Cem Comp Electro Mec Perfectionnements aux aéromoteurs
US4297076A (en) * 1979-06-08 1981-10-27 Lockheed Corporation Wind turbine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5151610A (en) 1990-11-29 1992-09-29 St Germain Jean Wind machine with electric generators and secondary rotors located on rotating vertical blades
WO1995021326A1 (en) 1994-02-07 1995-08-10 Evgeny Alexeevich Trushkov Wind power generation system
RU2066396C1 (ru) * 1994-04-07 1996-09-10 Товарищество с ограниченной ответственностью Фирма "Общемаш-Инжиниринг" Ветродвигатель
RU2065991C1 (ru) * 1994-05-05 1996-08-27 Товарищество с ограниченной ответственностью Фирма "Общемаш-Инжиниринг" Способ получения ветроэнергии и устройство для его осуществления
UA75359C2 (en) 2002-12-18 2006-04-17 Ltd Liability Company Design R Windmill
WO2008001095A1 (en) 2006-06-30 2008-01-03 Edwards Limited Gas combustion apparatus

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2045463A4 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011008185A1 (ru) * 2009-07-13 2011-01-20 Товарыство З Обмэжэною Видповидальнистю Проэкгно-Конструкторськэ-Тэхнологичнэ Бюро "Koнкopд" Ветродвигатель

Also Published As

Publication number Publication date
EP2045463A1 (en) 2009-04-08
EP2045463A4 (en) 2011-12-07
UA86606C2 (en) 2009-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7922452B2 (en) Eolic converter
KR100754790B1 (ko) 풍력발전장치
EP2488748B1 (en) Wind turbine
US8454313B2 (en) Independent variable blade pitch and geometry wind turbine
EP2893186B1 (en) Vertical axis wind turbine
US10218246B2 (en) Variable diameter and angle vertical axis turbine
US20200158074A1 (en) Vertical-shaft turbine
US20210163109A1 (en) Vertical axis fluid energy conversion device
EP3696403B1 (en) System and method for protecting wind turbines from flutter during high wind speeds
US20110038726A1 (en) Independent variable blade pitch and geometry wind turbine
EP3857050A1 (en) Efficient wind energy convertor without gearbox or multi-pole generator
US8933576B2 (en) Hybrid friction wheel gearbox drivetrain for wind turbine applications
WO2013185216A1 (en) Turbine driven by wind or motor and method for generating electricity
CN116209826B (zh) 通用螺旋桨、操作方法和最佳用途
US20240301867A1 (en) Wind energy converter
KR20120115196A (ko) 수직 로터형 풍력발전 장치
WO2014003867A1 (en) Friction wheel drive train for a wind turbine
JP4461078B2 (ja) 風力発電装置
JP5703685B2 (ja) 風力発電装置、及びそのブレードピッチ角制御装置
EP2045463A1 (en) Wind power plant
RU2099590C1 (ru) Ветроустановка
CA2619006C (en) Windmill
JP7550504B2 (ja) 風力発電装置
KR101020707B1 (ko) 풍차날개 및 이를 포함하는 풍력발전장치
JP2022045298A (ja) 風力発電機

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 06813166

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: RU

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2006813166

Country of ref document: EP