способ преобразования энергии ветра в электрическую энергию

Формула изобретения

1. Способ преобразования энергии ветра в электрическую энергию, заключающийся в том, что механическую энергию ветроколеса сначала преобразуют в электрическую энергию с помощью генератора электрической энергии, а затем с помощью фотоэлектрического устройства гальванической развязки передают на инвертор для заряда аккумуляторной батареи и преобразования в переменный электрический ток.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве фотоэлектрического устройства гальванической развязки используют оптрон.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области возобновляемых источников электрической энергии.

Известен импульсный способ преобразования энергии ветра в электрическую энергию аккумуляторной батареи, заключающийся в том, что механическую энергию ветроколеса преобразуют в электрическую энергию высоковольтных импульсов переменного тока, которые через разрядник и выпрямительное устройство заряжают батарею конденсаторов для формирования импульсов зарядного тока аккумуляторной батареи (см. пат. № 2338924 РФ, МПК F03D 9/02, опубл. 20.11.2008 - бюл. № 32).

Недостатками способа являются:

1. Потери мощности на искровом промежутке разрядника.

2. Потери мощности при однополупериодном выпрямлении.

3. Потери мощности на стабилитроне.

Таким образом, эффективность преобразования энергии ветра в электрическую энергию импульсным способом недостаточна для рационального использования ветроэнергетических установок.

Технический результат предлагаемого решения заключается в повышении эффективности преобразования механической энергии ветроколеса в электрическую энергию аккумуляторной батареи.

Результат достигается тем, что способ преобразования механической энергии ветра в электрическую энергию заключается в том, что механическую энергию ветроколеса сначала преобразуют в электрическую энергию с помощью генератора электрической энергии, а затем с помощью фотоэлектрического устройства гальванической развязки передают на инвертор для заряда аккумуляторной батареи и преобразования в переменный электрический ток.

Способ заключается также в том, что в качестве фотоэлектрического устройства гальванической развязки используют оптрон.

Предложен способ преобразования энергии ветра в электрическую энергию, который основан на получении электрической энергии постоянного, переменного или выпрямленного напряжения в генераторе электрической энергии. Нагрузкой такого генератора является оптрон, в котором происходит преобразование электрического сигнала в свет, его передача по оптическому каналу и последующее преобразование обратно в электрический сигнал. Полученный электрический сигнал используется для формирования зарядного тока аккумулятора электрической энергии. Таким образом, оптрон гальванически развязывает генератор и зарядную сеть аккумулятора электрической энергии, что эквивалентно работе генератора электрической энергии с постоянной нагрузкой. Выполненная гальваническая развязка с помощью оптрона позволяет уменьшить зависимость величины полученной в ветроэнергетической установке электрической энергии от скорости ветра. Параметры ветроколеса подбираются таким образом, чтобы ветроэнергетическая установка работала в номинальном режиме при скорости ветра, равной среднегодовой скорости ветра, характерной для данной местности.

На фиг. изображена блок-схема способа преобразования энергии ветра в электрическую энергию. Ветроэнергетическая установка содержит:

1 - ветроколесо;

2 - генератор электрической энергии;

3 - оптрон;

4 - зарядное устройство аккумуляторной батареи с функцией инвертора;

5 - аккумуляторная батарея;

6 - нагрузка постоянного и переменного тока.

Способ преобразования энергии ветра в электрическую энергию осуществляется следующим образом.

Механическая энергия ветра передается ветроколесу 1, которое под действием этой энергии начинает вращать генератор электрической энергии 2. Вращаясь, генератор вырабатывает электрическую энергию. Электрическая энергия поступает с генератора на оптрон 3, где преобразуется в энергию светового потока. Фоторегистрирующая схема оптрона, при появлении светового потока, преобразует ее в электрическую энергию, которая затем подается на зарядное устройство аккумуляторной батареи 4. Данное зарядное устройство выполняет функции управления зарядом аккумуляторной батареи 5, а также работает в качестве инвертора для нагрузки переменного тока. Нагрузка постоянного тока питается от аккумуляторной батареи.

Преимущества предлагаемого способа заключаются в следующем:

- оптрон обеспечивает гальваническую развязку цепи генератора электрической энергии и зарядного устройства аккумуляторной батареи, что эквивалентно работе генератора на постоянную нагрузку;

- механический момент сопротивления электрической нагрузки генератора постоянен, что позволяет подобрать параметры ветроколеса таким образом, чтобы ветроэнергетическая установка работала в номинальном режиме при скорости ветра, равной среднегодовой скорости ветра, характерной для данной местности;

- исключаются потери мощности на искровом промежутке разрядника, потери мощности при однополупериодном выпрямлении и потери мощности на стабилитроне (потери мощности на оптроне определяются только излучением и поглощением светового потока), что повышает эффективность преобразования механической энергии ветра в электрическую энергию всей установки по сравнению с рассматриваемым аналогом.