Устройства для получения механической энергии, использующие солнечную энергию – F03G 6/00

Группа изобретений относится к области энергетики, а именно к средствам, использующим геотермальную энергию, и могут использоваться, в частности, в условиях эксплуатации геотермальных электростанций, построенных на низкотемпературных недрах земли. При этом подземный контур состоит из входной скважины 1, подземной теплообменной камеры 2, выходной скважины 3 и компрессора 4 для нагнетания воздуха в скважину 1. Энергетический контур включает в себя гелиоустановку 5 из трех гелиоколлекторов 6-8, теплообменник 9, одним входом подсоединенный к выходной скважине 3 подземного контура, вторым - к выходу гелиоколлектора 6, а выходом связанный с теплообменником 10 с низкокипящим рабочим телом и одновременно с парогенератором 11, подключенным к электростанции 12, а также установку 13 воздушного охлаждения. При этом выход гелиоколлектора 7 соединен с одним входом компрессора 4, выходом связанного с устьем скважины 1. Коммунальный контур содержит блок 14 управления, систему 15 теплокоммуникаций и теплообменники 16, 17, 18. Теплообменник 16 одним входом подключен к выходу парогенератора 11 энергетического контура, вторым - к установке 13 воздушного охлаждения, а одним выходом - к блоку 14 управления, а другим - к теплообменнику 18. Один из выходов блока 14 управления подключен к входу системы 15 теплокоммуникаций, а второй выход соединен со входом теплообменника 17, связанного с гелиоколлектором 8 гелиоустановки 5. Выход системы 15 теплокоммуникаций подключен ко второму входу теплообменника 18, выход которого соединен со вторым входом компрессора 4. В качестве рабочего тела изначально используют газ, который вначале подсушивают с использованием солнечной энергии, затем закачивают его в подземную камеру для подогрева. Затем подогретый газ из подземного контура подают под давлением в энергетический контур - на теплообменник воздушного коллектора, где он подогревается с использованием солнечной энергии и затем используется для нагрева низкокипящего рабочего тела до температуры парообразования и превращения последнего в пар. Этот пар пропускается далее через парогенератор для получения электроэнергии. Одновременно горячий газ подают в коммунальный контур на использование для отопления, для чего догревают с его помощью теплоноситель из коммунального контура до 70°С, который затем подогревают с помощью солнечной энергии до 120°С и далее направляют в коммунальный контур к потребителю. Ведение в ГГС гелиоустановки из 3-х гелиоколлекторов, один из которых используется для подсушки газа, закачиваемого в скважину, второй используется в энергетическом контуре для догрева горячего газа и последующего использования его для нагрева до температуры парообразования низкокипящего рабочего тела, а третий - для догрева теплоносителя в коммунальном контуре, дает возможность использовать тепло низкотемпературных земных недр для получения электричества и отопления жилых комплексов. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к ветроэнергетике. Ветроэлектростанция содержит ветроколесо, размещенное в башне, воздухозаборники с защитной решеткой в нижней части башни, масляные радиаторы и электрогенератор. Башня выполнена металлической в форме усеченной пирамиды так, что поток воздуха, нагреваясь от разогретых на солнце стен башни, поднимается вверх по металлическому корпусу башни. Масляные радиаторы установлены внутри башни так, что верхние слои воздуха в корпусе башни нагреваются за счет масляных радиаторов. Ветроэлектростанция содержит редуктор и центробежное устройство в форме «улитки». Редуктор связан с валом электрогенератора. Центробежное устройство установлено в верхней части башни. Задачей изобретения является повышение экономичности в изготовлении и упрощение конструкции ветроэлектростанции. 2 ил.

Изобретение направлено на получение электроэнергии экологически чистым способом в условиях жаркого, солнечного климата и гористой местности, где имеются склоны гор с перепадом температуры и давления воздуха по высоте. Способ получения электроэнергии на основе трансформации кинетической энергии движения воздушных масс заключается в том, что осуществляется забор воздушных масс из внешней среды, повышение потенциальной энергии воздушных масс путем энергетической накачки их с использованием внешней энергии, воздушные массы аккумулируются и нагреваются в накопителе-радиаторе, нагретые воздушные массы поступают в изолированный воздуховод для перемещения воздушных масс с напряженностью силового поля в нем, напряженность силового поля в воздуховоде создается и повышается искусственно путем преобразования солнечной энергии в разность температуры в воздуховоде, а также осуществлением образования разности давлений и температуры воздушных масс на противоположных концах воздуховода за счет перепада высот воздуховода, воздушные массы перемещаются с ускорением в изолированном воздуховоде, на выходе которого воздушные массы вращают турбогенератор для получения электроэнергии. Согласно изобретению, в накопителе-радиаторе воздушные массы нагреваются также с помощью нагревательных элементов, внешнюю сторону воздуховода изготавливают из блока солнечных фотоэлектрических батарей, а воздушные массы охлаждают в радиаторе охлаждения воздушных масс на выходе из воздуховода. Устройство для осуществления способа содержит накопитель-радиатор воздушных масс, воздуховод и турбогенератор электрического тока. Согласно изобретению, накопитель-радиатор нагрева воздушных масс содержит нагревательные элементы, а устройство дополнительно содержит первый тепловой солнечный коллектор, радиатор охлаждения воздушных масс, блок солнечных фотоэлектрических батарей, аккумулятор электроэнергии, электроконвертор, блок управления, второй тепловой солнечный коллектор, конвертор-охладитель воздушных масс, при этом выход первого теплового солнечного коллектора соединен с первым входом накопителя-радиатора нагрева воздушных масс, выход которого соединен с первым входом воздуховода, воздуховод образован блоком солнечных фотоэлектрических батарей, выход которого соединен с первым входом аккумулятора электроэнергии, выход которого соединен с первым входом электроконвертора, а выход воздуховода соединен с первым входом радиатора охлаждения воздушных масс, выход которого соединен с первым входом турбогенератора, первый выход которого является первым выходом устройства, а второй вход турбогенератора соединен с выходом блока управления, выход которого также соединен с входом первого теплового солнечного коллектора, вторым входом накопителя-радиатора нагрева воздушных масс, вторым входом воздуховода, входом блока солнечных фотоэлектрических батарей, вторым входом аккумулятора электроэнергии, вторым входом второго теплового солнечного коллектора, вторым входом конвертора-охладителя воздушных масс, вторым входом радиатора охлаждения воздушных масс, вторым входом электроконвертора, первый выход которого соединен с третьим входом накопителя-радиатора нагрева воздушных масс, первым входом второго теплового солнечного коллектора, третьим входом радиатора охлаждения воздушных масс, четвертый вход которого соединен с выходом конвертора-охладителя воздушных масс, первый вход которого соединен с выходом второго теплового солнечного коллектора, а второй выход электроконвертора является вторым выходом устройства, третьим выходом устройства является второй выход турбогенератора, а входом устройства является четвертый вход накопителя-радиатора нагрева воздушных масс. Увеличение и поддержание тяги осуществляется за счет трансформации тепловой и световой солнечной энергии и специального резонансного подбора параметров устройства и параметров воздушных масс в воздухопроводе для получения электроэнергии. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Гелиоаэробарический энергоблок предназначен для получения электроэнергии, используя энергию ветра и нагрев воздушного потока от энергии солнца. Сущность изобретения: энергоблок образован вытяжной трубой, выполненной из прозрачного материала и снабженной светоотражающим экраном и двумя прозрачными ветровыми ловушками, активизирующими воздушный поток внутри трубы, обеспечивая постоянную работу установленных внутри трубы ветротурбин с электрогенераторами. Гелиоаэробарический энергоблок может быть эффективно использован на открытых пространствах в районах пустынь и засушливых земель для организации электростанции, образованных группой энергоблоков. 2 ил.

Изобретение относится к энергетике по выработке электроэнергии с использованием солнечной лучистой энергии. Солнечно-воздушная воздухотурбинная электростанция в результате нагрева сжатого воздуха (рабочего тела) до высоких температур применением новых спиральных солнечных нагревателей, накрытых стеклом или оборудованных стеклянными линзами, позволяет собрать и сфокусировать солнечную лучистую энергию и обеспечить троекратный нагрев рабочего тела последовательно в каждом из трех солнечных спиральных нагревателей по всем трем солнечным спиралям одновременно. Солнечные нагреватели могут работать с линзами и без линз. Нагретый воздух, направленный в спиральный нагреватель, отдает тепло рабочему телу, двигающемуся на встречных направлениях, который поступает в турбину, вращая ее, а она вращает электрогенератор, вырабатывая электрический ток. Станция имеет два ряда цилиндров изотермического расширения и адиабатического сжатия атмосферного воздуха одновременно, нагревая его. Часть воздуха направляется по трубе в спиральный нагреватель для нагрева воды для бытовых нужд, частично используя тепло, полученное от атмосферного воздуха при его изотермическом расширении в изотермических цилиндрах. В изотермических цилиндрах сжатия воздуха (рабочего тела) за счет отбора мощности турбины, наоборот, тепло при сжатии отдается атмосферному воздуху. Электростанция предназначена для выработки дешевой электроэнергии для населения, живущего в районах пустынной местности с большим количеством солнечной лучистой энергии. 1 ил.

Изобретение относится к гелиоэнергетике. Устройство для преобразования солнечной энергии в механическую работу представляет собой герметичный парник, работающий от изохорного процесса при помощи жалюзи и поршня. Оно имеет второй аналогичный парник, соединенный поршнем, и углекислый газ внутри находится под начальным давлением не более 60-65 атм. Техническим результатом является повышение мощности устройства. 4 ил.

Изобретение относится к области энергетики, а именно к области использования солнечной энергии. Солнечная энергетическая установка содержит баллон привязного аэростата с оболочкой. На оболочку нанесены гибкие солнечные элементы. Аэростат соединен канатом с землей. Установка дополнительно содержит электрическую лебедку, электромотор-генератор, преобразователь постоянного электрического тока в переменный электрический ток и якорь. Канат соединен с барабаном электрической лебедки, ось которой соединена с осью электромотора-редуктора. Фотоэлектрическая оболочка соединена электрическими проводами с преобразователем. Электрическая лебедка, электромотор-генератор и преобразователь жестко соединены с якорем, закрепленным в земле. Электромотор-генератор выполнен с возможностью съема электрического тока. Изобретение позволяет обеспечить получение электроэнергии при наличии облачного покрова и в любое время суток. 1 ил.

Изобретение относится к энергетике, а точнее к гелиотехнике, и может быть использовано для преобразования тепловой энергии, например солнечной, в механическую, а механической в электрическую, то есть может служить паровой турбиной. Тепловой двигатель включает кольцевой корпус, в котором по всей длине последовательно уложены две ветви, с укрепленным к валу по центру турникетом с прижимными роликами на противоположных концах. По кольцевому корпусу проложена в виде ветвей герметичная непроницаемая тканевая полость, которая соединена с одной стороны с солнечным коллектором, а с другой - с конденсатором, при этом ролики снабжены жесткими вогнутыми лопастями, прижимающими половину диаметра гибкой герметичной полости. Изобретение должно обеспечить повышение КПД и мощности установки, а также комплексное использование установки для тепло- и электроснабжения потребителей от возобновляемых источников энергии. 2 ил.

Изобретение относится к области гелиоэнергетики. В гелиоаэробарической теплоэлектростанции (ГАБ ТЭС) используется энергия прямых и отраженных солнечных лучей, энергии естественного ветра, воздушной окружающей среды, фазовых преобразований воды и другие компоненты солнечной энергии. ГАБ ТЭС содержит высокотемпературные гелиотеплопреобразующие устройства, в которых тепловая энергия солнечных лучей передается текучему теплоносителю при температуре 90 и более градусов Цельсия, теплоаккумулятор с применением теплоизолированного сыпучего или жидкого материала и трубопроводов, расположенных в нем, и гелиопарниковые генераторы термовоздушных потоков с температурой до 90 градусов Цельсия. Применены, по меньшей мере, три энергопреобразующих термоаэродинамических модуля, в которых центральный энергетический воздухопоток, приводящий во вращение ветротурбогенератор, энергетически насыщается и приобретает вращательно-поступательную вихревую траекторию движения, благодаря воздействию на него высокотемпературного жидкого теплоносителя в сочетании с применением соответствующих аэродинамических поверхностей, термовоздушных потоков и ряда других технологических средств. Кроме того, в ГАБ ТЭС установлен второй контур производства электроэнергии, который включает в себя автономный трубный коллектор, размещенный в теплоаккумуляторе, куда подается жидкость с пониженной точкой кипения, а получаемый в трубном коллекторе пар направляется в паровую турбину, сочлененную со вторым электрогенератором. Отработанный пар из паровой турбины поступает в холодильник-конденсатор, где он, посредством конденсации, снова превращается в легко испаряемую жидкость и насосом направляется в указанный трубный коллектор. Тепловая энергия конденсации пара через тепловой преобразователь, в частности тепловой насос, подается в центральный энергетический воздухопоток, чем обеспечивается увеличение выработки электроэнергии ветротурбогенератором. В дополнение к этому, в окружающей воздушной среде по периметру ГАБ ТЭС установлен влагоконденсирующий коллектор, в который подается охлаждающее рабочее тело, благодаря чему на нем конденсируется влага из окружающей атмосферы. Это позволяет получать товарную пресную воду, а с другой стороны - образует дополнительный источник тепловой энергии, преобразующей данную компоненту солнечной энергии в целенаправленные тепловые потоки в ГАБ ТЭС. Изобретение повышает технико-экономическую эффективность предложенной ГАБ ТЭС, что создает возможность широкого строительства объектов промышленной гелиоэнергетики. 9 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к энергетике, а именно к области использования солнечной энергии, и может быть использовано при генерировании электрического тока с использованием энергии солнечного излучения. Солнечная энергетическая установка содержит баллон привязного аэростата с фотоэлектрической оболочкой. Баллон соединен посредством каната с якорем. Фотоэлектрическая оболочка посредством электрических проводов соединена с инвертором. Канат выполнен из углепластика и на нем дополнительно установлен с возможностью перемещения в вертикальном направлении обратимый электроподъемник с грузом. В светлое время суток электроподъеник работает в тяговом режиме, а в темное время суток - в режиме электрогенератора. Двигатель электроподъемника подключен к инвертору. Баллон аэростата расположен выше облачного слоя. Изобретение позволяет повысить КПД устройства и обеспечит его круглосуточную работу. 1 ил.

Изобретение относится к солнечным теплоэлектростанциям. Теплоэлектростанция с ветронаправляющими поверхностями содержит ветротурбину с электрогенератором, управляемый воздухоотводящий канал над ветротурбиной, канал преобразования и наращивания мощности центрального воздухопотока, теплоаккумулятор, лученаправляющие поверхности и цилиндрообразный заборный канал. Ветротурбина приводится во вращение центральным воздухопотоком. Управляемый воздухоотводящий канал выполнен в виде тяговой трубы и управляемой надстройки к ней большей высоты. Ветронаправляющие поверхности включают в себя вертикальные гелиопоглощающие поверхности. Канал преобразования и наращивания мощности центрального воздухопотока включает энергопреобразующие модули со встроенными теплопередающими элементами и воздухонаправляющими аэродинамическими элементами. Заборный канал снабжен ветронаправляющими поверхностями и связан с каналом преобразования и наращивания мощности центрального воздухопотока посредством направляющих проемов. Энергопреобразующие модули расположены вертикально друг над другом и имеют общую центральную ось симметрии совместно с ветротурбиной, воздухоотводящим и заборным каналами и центральным воздухопотоком. В качестве энергопреобразующих модулей применены вихревые камеры. Управляемая надстройка к тяговой трубе снабжена дополнительными энергопреобразующими модулями. Техническим результатом является увеличение надежности и КПД, а также снижение уровня шума. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области солнечных теплоэлектростанций. Теплоэлектростанция с ветронаправляющими поверхностями содержит ветротурбину с электрогенератором, воздухоотводящий канал, канал преобразования и наращивания мощности центрального воздухопотока, теплоаккумулятор, лученаправляющие поверхности и цилиндрообразный заборный канал. Ветронаправляющие поверхности включают в себя вертикальные гелиопоглощающие поверхности. Канал преобразования и наращивания мощности центрального воздухопотока выполнен в качестве предтурбинной разгонной шахты и включает энергопреобразующие модули со встроенными теплопередающими элементами и воздухонаправляющими аэродинамическими элементами. Цилиндрообразный заборный канал снабжен ветронаправляющими поверхностями заборного канала и связан с каналом преобразования и наращивания мощности центрального воздухопотока посредством направляющих проемов. Первый энергопреобразующий модуль выполнен как вихревая камера. Второй энергопреобразующий модуль выполнен с применением второй вихревой камеры, расположенной вдоль общей вертикальной оси над первой и содержащей два воздухозавихряющих входа воздухопотока - торцевой и боковой. Третий энергопреобразующий модуль в разгонной шахте создан посредством установки вдоль периферии последней воздуховыпускных завихряющих профилей. Техническим результатом является увеличение КПД преобразования тепловой энергии в электрическую и снижение уровня шума. 2 ил.

Изобретение относится к области солнечных теплоэлектростанций. Теплоэлектростанция содержит ветротурбину с электрогенератором, воздухоотводящий канал над ветротурбиной, канал преобразования и наращивания мощности центрального воздухопотока перед поступлением его в ветротурбину, теплоаккумулятор, устройство нагрева теплоносителя солнечными лучами и заборный канал, связанный с помощью воздухонаправляющего проема с каналом преобразования и наращивания мощности центрального воздухопотока. Канал преобразования и наращивания мощности центрального воздухопотока включает энергопреобразующие модули со встроенными теплообменными элементами и воздухонаправляющими аэродинамическими элементами. На территории теплоэлектростанции установлен влагоконденсирующий трубный коллектор. Ниже уровня влагоконденсирующего трубного коллектора размещен водосборный канал, подключенный к средствам подготовки и накопления товарной питьевой воды, и емкости дистиллированной воды для внутреннего технологического применения. Техническим результатом является увеличение коэффициента использования солнечной энергии. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области гелиоэнергетики, а именно к тому ее разделу, где производятся совместно электрическая и тепловая энергия с использованием для этого в качестве источников исходной энергии солнечной энергии. Энергетический каскад вихревых камер содержит две установленные одна над другой вихревые камеры. Каждая вихревая камера включает в себя в качестве энергопреобразующих модулей гелиоаэробарической теплоэлектростанции, в которой ветротурбина приводится во вращение центральным энергетическим воздухопотоком с вращательной, смерчеобразной траекторией движения, следующее: воздухозавихряющий разгонный цилиндр с диаметром боковой цилиндрической поверхности, равным диаметру предтурбинной разгонной шахты, в которой создается центральный энергетический воздухопоток с вращательно-поступательной траекторией движения; нижнее и верхнее основания разгонного цилиндра, выполненные из теплоизолирующего материала в виде плотно присоединенных к последнему крышек - нижней и верхней; воздухозавихряющие воздухоподводы, подключенные к боковой цилиндрической поверхности и/или к одной из крышек по касательной, через которые во внутреннюю цилиндрическую полость подается с вращением вокруг центральной оси воздухопоток, в том числе в качестве теплоносителя, формирующий центральный энергетический воздухопоток; вертикальный цилиндрический воздухоотвод со значительно меньшим диаметром, чем диаметр боковой цилиндрической поверхности вихревой камеры, закрепленный на верхней крышке симметрично относительно оси. Во вторую вихревую камеру воздухопоток из первой подается тангенциально подключенными прямоточными воздуховодами через воздухозавихряющие вводы в ее одной из крышек и/или в боковой цилиндрической поверхности. Во второй вихревой камере тангенциальная скорость введенного в нее вращающегося воздухопотока увеличивается еще в несколько раз. Высокоскоростной нагретый воздухопоток с вращательно-поступательной траекторией движения поднимается вверх из второй вихревой камеры через воздухоотводящий цилиндр с высокой кинетической энергией, достаточной для привода во вращение ветротурбины с номинальным моментом. В разгонной шахте может быть установлено и большее количество вихревых камер, соединенных последовательно по отношению к центральному энергетическому потоку, чтобы тангенциальная скорость последнего перед входом в ветротурбину достигала 150-200 м/сек. Опускающийся вниз вдоль центральной оси холодный воздухопоток нагревается у днищ вихревых камер горячим теплоносителем. Энергетический каскад вихревых камер может эффективно применяться в качестве дешевого теплоутилизирующего устройства с выработкой электроэнергии на производствах с большими тепловыми потерями, например на металлургических предприятиях. Согласно предлагаемому изобретению энергетический каскад имеет высокую экономическую эффективность. 2 ил.

Изобретение относится к области энергетики. Солнечно-твердотопливная электростанция содержит поршневой многоцилиндровый компрессор изотермического сжатия воздуха, солнечный спиральный нагреватель, имеющий теплозащиту, вход которого по воздуху соединен с выходом компрессора, выход по воздуху - с трубой спирального нагревателя от продуктов сгорания. В туннель между витками трубы спирального нагревателя от продуктов сгорания на встречных направлениях с воздухом пропускают продукты сгорания твердого топлива из двух печей. Одна из печей служит для сжигания угля, другая - для сжигания торфа, дров и угля. Выход спирального нагревателя от продуктов сгорания по воздуху связан с воздушной турбиной, соединенной с электрогенератором, обеспечивающим работу электродвигателей компрессора. Выход спирального нагревателя от продуктов сгорания по продуктам сгорания соединен со входом солнечного спирального нагревателя. Изобретение обеспечивает выработку электроэнергии на дешевом твердом топливе, высокую безопасность электростанции в эксплуатации и высокий КПД. 1 ил.

Изобретение относится к космической технике и предназначено, в основном, для производства электроэнергии на Луне. В космическом силовом генераторе, преимущественно, для использования на поверхности Луны, содержащем объединенные в замкнутую систему котел для испарения рабочего тела, имеющий выходной и входной патрубки, паровую турбину, связанную с электрогенератором, конденсатор, насос для конденсата, соединенный с входным патрубком, конденсатор выполнен в виде кожуха, разделенного на первую и вторую секции при помощи перегородки, имеющей канал для отработанного пара, причем турбина установлена в первой секции, соединенной с выходным патрубком котла, а насос соединен со второй секцией, установленной в заглублении в лунном грунте с возможностью теплообмена с холодным грунтом, имеющим температуру ниже температуры конденсации рабочего тела. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности при упрощении конструкции. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Гелиоустановка предназначена для получения электроэнергии. Гелиоустановка содержит вытяжную башню с турбогенератором и солнечные коллекторы, расположенные у основания башни, дополнительно вводятся солнечные коллекторы, размещенные на внешней поверхности башни, выполненной из теплопроводящего материала, а также вводятся отражающие плоскости, установленные вдоль башни под углом друг к другу, образующие систему фоклинов. Введение в установку солнечных коллекторов и отражающих плоскостей, расположенных на вытяжной башне, превращает ее в активный элемент конструкции, где производится нагрев воздуха, в результате чего скорость воздушного потока в башне, и, следовательно, эффективность установки увеличивается, особенно при восходе и закате солнца. Кроме того, нагрев воздуха в башне позволяет снизить высоту башни, не уменьшая мощности установки, что приводит к снижению ее стоимости, поскольку башня является наиболее дорогостоящим элементом конструкции. Технический результат - повышение эффективности аэродинамических гелиоустановок типа "солнечный камин". 2 ил.