Современная ветроэнергетика рассчитана в основном на преобразование механической энергии ветра в электроэнергию непосредственно в месте проявления его природных кинетических свойств. Эффективность такого преобразования существенно возрастает с удалением от поверхности земли, однако значительно усложняет монтаж и эксплуатацию оборудования и связана с большими рисками. Размещение на значительной высоте от поверхности земли ветрового колеса и оборудования, имеющего с ним кинематическую связь, наносит непоправимый ущерб природе, приводя к массовой гибели стай перелетных птиц.
Известные к настоящему времени технические средства не приспособлены для управления потоком ветровой энергии с целью, заключающейся в подаче этой энергии с большой высоты с использованием трубопроводного транспорта непосредственно к потребителю этой энергии, то есть к ветроколесу, размещенному на уровне земной поверхности. Ветер непредсказуемо меняет направление своего распространения, не допуская возможности транспортировать его энергию по трубам из определенного места на высоте в заранее заданное место на поверхности земли.
Для решения проблемы транспортировки потока кинетической энергии ветра с достаточно больших высот до поверхности земли разработан опытный образец преобразователя ветрового потока, решающего практически в полном объеме указанные выше проблемы, свойственные упомянутым ветровым энергетическим установкам.
Указанный преобразователь представляет собой вертикальную башню, выполненную в виде неподвижного полого цилиндра или конуса.
На верхнем основании башни размещается поворотное устройство для изменения направления ветрового потока с горизонтального на вертикальное. По периферии поворотного устройства, в его верхней части, выполнены распределенные соответствующим образом приемные окна, обеспечивающие необходимые аэродинамические условия для плавного поворота горизонтального ветрового потока с любого направления вниз, к земле, при минимальных потерях его напора.
Преобразователь не содержит подвижных частей. Приемные окна его поворотного устройства размещены на уровне, отвечающем условию наиболее эффективной работы ветрового электрогенератора.
Диаметр нижнего основания поворотного устройства соответствует диаметру верхнего основания башни. Диаметр нижнего основания башни соответствует диаметру ветрового колеса. Если башня выполнена в виде конуса, то диаметр верхнего основания такой башни может быть в 1,3 – 1,5 раза меньше диаметра ее нижнего основания. Это зависит от высоты, на которой размещены приемные окна поворотного устройства. С увеличением этой высоты удельная мощность ветрового потока существенно возрастает, что создает условия для заметного уменьшения диаметра поворотного устройства.
Не следует забывать, что, несмотря на значительные размеры, основная часть полости башни не содержит каких-либо конструкций. По этой причине ее стоимость превышает в разумных пределах стоимость башен, нашедших применение в энергетике.
Данные, полученные при разработке действующей опытной установки, могут быть перенесены на промышленные агрегаты практически любой мощности в соответствии с теорией подобия. При этом все оборудование, в том числе ветровое колесо, требующее постоянного или периодического обслуживания, перемещается с высоты, на которой производится забор мощности ветрового потока, на уровень поверхности земли. Используется ветровое колесо с вертикальной осью вращения, установленное в выходном сечении трубопровода. Диаметр этого колеса соответствует диаметру трубопровода.
Обслуживающий персонал вместе с сопутствующим оборудованием располагается в безопасном обустроенном должным образом помещении ниже плоскости вращения ветрового колеса. Могут быть предусмотрены бетонное ограждение от возможного разлета лопастей ветрового колеса при аварийной ситуации и звукоизоляция.
При проектировании промышленного агрегата с использованием данных, полученных на опытной установке, не требуются дополнительные исследования в области аэродинамики воздушных потоков. Достаточно в расчетах учесть потерю нескольких процентов кинетической энергии, теряемой при плавном повороте на 90° воздушного потока, фактически используемого для получения электроэнергии.
Предлагаемый преобразователь ветрового потока является высоко надежным сооружением. Он способен служить ряду поколений людей, не требуя никакого обслуживания и затрат за исключением затрат на его начальное строительство, а также на профилактическую очистку от пыли и покраску. Его приемные окна предпочтительно прикрыть крупноячеистой сеткой, предупреждающей проникновение перелетных птиц к губительному для них ветровому колесу. Защитную сетку также удобно разместить непосредственно в полости трубопровода, направленного к поверхности земли.
Имеется возможность разместить в полости трубопровода поворотные лопатки для регулирования в широком интервале интенсивности воздушного потока.
Отработанный ветровой поток от ветрового электрогенератора, работающего с описанным преобразователем, удобно использовать для проветривания рудников, шахт и городов. Поворотное устройство может быть использовано для этих целей отдельно от ветрового электрогенератора.
Верхняя площадка башни, где мощность солнечного излучения значительно больше, чем на уровне земной поверхности, может быть использована для размещения панелей солнечной электростанции. Для этих же целей целесообразно использовать наружную поверхность вертикального трубопровода, на которой удобно разместить солнечные батареи с суммарной мощностью, превышающей мощность ветроколеса.
Проводятся работы по подготовке материалов для международного патентования новых технических решений, которые взяты за основу при создании опытного образца описанного преобразователя ветрового потока.
Работа преобразователя представлена на видео.
Контактная информация может быть передана по телефонам +7 (727) 265-24-35 и +7 (777) 055-08-15, E-mail: ecoraskz@mail.ru
Эдуард
A.I Create & Sell Unlimited Audiobooks to 2.3 Million Users — https://ext-opp.com/ECCO