способ регулирования угловой скорости вращения ветротурбины с вертикальной осью

Формула изобретения

Способ регулирования угловой скорости вращения ветротурбины с вертикальной осью, в котором лопасти ветротурбины при изменении скорости ветра радиально перемещают, меняя расстояние между лопастью и осью вращения ветротурбины, а при ураганах принудительно приближают лопасти к оси вращения ветротурбины, отличающийся тем, что в нижнюю часть ветротурбины устанавливают грузы в виде емкостей аэродинамического профиля с общим центром тяжести на оси вращения ветротурбины, которые заполняют жидкостью или опорожняют и синхронно принудительно перемещают по горизонтальным радиально расположенным направляющим, изменяя расстояние между осью вращения ветротурбины и центром тяжести каждого груза

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области ветроэнергетики, и в частности к ветродвигателям, и может быть использовано для получения механической и электрической энергии.

Известен способ регулирования частоты вращения ротора ветротурбины ветродвигателя, в котором поворотные щиты, экранирующие лопасти при усилении ветра, поворачиваются и частично прикрывают лопасти, что позволяет регулировать частоту вращения вала, а при буревых ветрах поворотные щиты полностью смыкают между собой, преграждая путь ветра к лопастям [патент РФ № 2264558, МПК⁷ F03D 3/04, опубл. 20.11.2005, Бюл. № 32].

Недостатком такого способа регулирования частоты вращения ротора является то, что он малоэффективен, а при ураганных ветрах создается большая ветровая нагрузка на поворотные щиты, которые передают ее на стойки поддерживающей конструкции.

Известен способ регулирования частоты вращения вала ротора, в котором лопасти ветротурбины при изменении скорости ветра радиально перемещают, меняя расстояние между лопастью и осью вращения ветротурбины, а при ураганах принудительно приближают лопасти к оси вращения ветротурбины и разворачивают вокруг вертикальной оси лопасти, образуя из лопастей легкообтекаемую поверхность [патент РФ № 2267647 С1, МПК F03D 3/04, опубл. 10.01.2006, Бюл. № 01] (прототип).

Недостатком такого способа регулирования частоты вращения ветротурбины является то, что он не позволяет эффективно регулировать частоту вращения ветротурбины.

Технический результат заключается в повышении эффективности регулирования угловой скорости вращения ветротурбины с одновременным регулированием и стабилизацией мощности ветротурбины.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в способе регулирования угловой скорости вращения ветротурбины с вертикальной осью, в котором лопасти ветротурбины при изменении скорости ветра радиально перемещают, меняя расстояние между лопастью и осью вращения ветротурбины, а при ураганах принудительно приближают лопасти к оси вращения ветротурбины, согласно изобретению в нижнюю часть ветротурбины устанавливают грузы в виде емкостей аэродинамического профиля с общим центром тяжести на оси вращения ветротурбины, которые заполняют жидкостью или опорожняют и синхронно принудительно перемещают по горизонтальным радиально расположенным направляющим, изменяя расстояние между осью вращения ветротурбины и центром тяжести каждого груза.

Заявляемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема ветротурбины с вертикальной осью вращения в плане с лопастями и с передвижными грузами, располагающимися на наибольшем удалении от оси вращения ветротурбины.

На фиг.2 изображена схема ветротурбины в плане с лопастями и с передвижными грузами, располагающимися на наименьшем расстоянии от оси вращения ветротурбины (пунктиром показано положение грузов на наибольшем удалении от оси вращения ветротурбины).

Регулирование угловой скорости вращения ветротурбины с вертикальной осью выполняют следующим образом. При усилении скорости ветра, грузы, расположенные в нижней части ветротурбины, синхронно перемещают по горизонтальным радиально расположенным направляющим на периферию, увеличивая расстояние между осью вращения ветротурбины и центром тяжести каждого груза при одновременном заполнении емкостей грузов жидкостью, что способствует замедлению вращения ветротурбины. Перемещая грузы к оси вращения с опорожнением емкостей грузов при снижении скорости ветра, увеличивают скорость вращения ветротурбины. Тем самым, соблюдая закон сохранения момента импульса вращающегося тела, происходит регулирование и стабилизация угловой скорости вращения ветротурбины.