ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ВЫСОКОГОРНЫХ МЕСТНОСТЕЙ

Изобретение относится к ветроэнергетике и пред-назначено для преобразования энергии ветра в электрическую в условиях высокогорных мест.
Ветроэнергетическая установка выполнена на теле горы и содержит воздуховод с ветрогенератором. В качестве воздуховодов, на теле горы, под уклоном установлены полимерные или металлические трубы, нижние концы которых располо-жены в предгорье, а их верхние концы достигают вершины горы. На вершине горы установлен ветрогенератор, на осях которого смонтированы лопасти.

Изобретение относится к ветроэнергетике и предназначено для преобразования энергии ветра в электрическую в условиях высокогорных мест.
Существует большое количество ветроустановок, предназначенные для получения электрической энергии. В частности, известна ветроэнергоустановка, в которой для повышения коэффициента полезного действия примыкается второй ветроагрегат путем параллельного присоединения [1].
Известен другой ветроагрегат, который можно использовать для обеспечения электрической энергией высотных домов. Данный ветроагрегат имеет ветроколесо, выполненное совместно с генератором и установленный в чердачном перекрытии высокого жилого или производственного здания [2].
Однако такие установки будут работать только при наличии природного ветра, скорость которого не всегда постоянная. Кроме того, регулирование скорости ветра при вышеуказанных условиях и энергоустановках практически невозможно, поэтому непрерывность работы такой установки невозможна.
В качестве прототипа принят ветроэнергоустановка, выполненное в теле горы в виде воздуховода, в обечайках которого установлены ветрогенераторы [3].
Недостатками являются большая трудоемкость и недоступность при ремонтных работах.
Указанные недостатки устранить можно, если скорость ветра сохранять постоянно. Особенно в условиях высокогорья, даже при отсутствии повседневного природного ветра можно приспособить ветроэнергоустановку для непрерывного получения электроэнергии.
Поставленная цель достигается путем прокладывания полимерных или металлических труб нужного диаметра, начиная с мест предгорья до самой вершины горы. Агрегат позволит получение электроэнергии без остановки за счет разности давлений атмосферы.
Заявляемое техническое решение поясняется принципиальной схемой, где h – высота горы, стрелками указано направление потока воздуха.
Устройство выполнено на теле горы 1, на которую под уклоном установлены полимерные или металлические трубы 2, выполняющие функцию воздуховодов. Нижние концы труб 2 расположены в предгорье, а верхние концы достигают вершины горы 1. На вершине горы установлен ветрогенератор 3, на осях 4 которой смонтированы лопасти 5.
Принцип работы ветроэнергоустановки:
Поток воздуха в трубе 2, один конец которой
расположен на уровне предгорья, другой на высоте h горы 1 будет двигаться вертикально к вер-шине, где расположены лопасти 5 ветрогенератора 3. Скорость этого воздушного потока растет пропорционально высоте горы 1, т.е пропорционально разности давлений на предгорье (первый конец, нижний конец) и вершине горы 1 (верхний конец труб 2). Если на предгорье давление атмосферы воздуха P2, а на высоте h горы давление атмосферы воздуха P1 , тогда разность давлений
∆P = P2 - P1.
Воздушный поток, двигаясь вверх, выходя че-рез верхний конец трубы воздействует на лопасти ветрогенератора и способствует вращению ротора его и тем самым создает условия для получения электрической энергии.
Известно, что атмосферное давление воздуха с увеличением высоты над поверхностью земли уменьшается, причем на каждый 18 метров высоты давление атмосферного воздуха уменьшается на один миллиметр ртутного столба, которое в системе СИ равно 133 Паскалю. Если построить ветроэнергоустановку на высоте горы равной 2000 метрам, тогда разность давлений будет равняться ∆Р=Р2-Р1 =22166,7 Па, в переводе на силы в 1м2 будет равняться 2000 кг силы на один квадратный метр, где ∆Р- разность давлений, Р1- давление воздуха на высоте гор, Р2 – давление воздуха на предгорье.
Таким образом, на высоте 2000 метров на один квадратный метр площади приходится боле 2 тонны силы подъема, в случае если провести трубу, сечение которой будет равняться одному квадратному метру. При подсчете разности давлений в различных высотах горы, или вообще атмосферы можно использовать следующую фор-мулу:
Р2-Р1 = (1),
где h высота горы.
В условиях высокогорья формула (1) показывает, что в одном квадратном метре сечения трубы можно находить конечную силу по следующей формуле:
∆F= ∆P*S= (Р2-Р1) S (2),
где ∆F – сила действующая на лопасти; S - сечение трубы.
Установив любую энергоустановку на вы-бранной высоте гор можно создать ветер, направленный вертикально по неповрежденной трубе до ветроэнергоустановки. Поток воздуха через трубы на высоте h будет направлен на лопатки энергоустановки, имеющие, даже несколько параллельно установленных осей.

1. А.Г.Дьяченко. Авторское свидетельство SU № 167195
2. В.П.Богаенко. Авторское свидетельство RU № 2158849.
3. В.П.Карташев. Авторское свидетельство SU № 1815407.