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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2118699

Windturbinen und seine Arbeit

Windturbinen und seine Arbeit

Name des Erfinders: NM Bychkov
Der Name des Patentinhabers: Institut für Theoretische und Angewandte Mechanik
Adresse für die Korrespondenz:
Startdatum des Patents: 1996.06.18

Windturbine ist so konzipiert, Windenergie in Energie für den Benutzer zu konvertieren und kann ohne zusätzliche Energiekosten in einem weiten Bereich von Windgeschwindigkeiten, einschließlich Sturm eingesetzt werden. Die radialen Zylindern Windenergieanlagen mit einer horizontalen Drehachse des aus Komponente aus einem nicht rotierenden und rotierenden das Ende der Wurzel. Jeder der Zylinder weist zwei Turbulatoren. Gemäß der ersten Ausführungsform werden die Turbulatoren entlang des Zylinders mit der Winkelkoordinaten relativ zu der Windrichtung, j = o 45 1, j 2= -90 o angeordnet sind . In einer zweiten Ausführungsform der Ablenkplatten in einer spiralförmig um die Zylinderachse mit einer Winkel montiert Koordinaten relativ zur Windrichtung j == 1 (1 + kr / R) W @ 30 o 45 o; j = 2 - (1-k / 2 × r / R) 90 H o. Wobei die ersten und zweiten Ausführungsformen Turbulatoren sind asymmetrisch in Bezug auf die Windrichtung und mit einem Spiel in Bezug auf eine bestimmte Größe Zylinderfläche angeordnet sind. Selbst Propeller durch die Kraft Wind durch Turbulenzen an der Oberfläche der Zylinder erzeugt getragen.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft Energie und Windenergieanlagen im Hinblick auf den Drehzylinder zu wickeln verwendet wird , den Magnus - Effekt arbeitet. Zuletzt durch das Auftreten von Lift (Magnus Kraft) gekennzeichnet zum Drehen des Zylinders in Querstrom [1]. Diese Kraft wird verwendet , um den Propeller, ähnlich der Hub der Klinge zu drehen, aber es hat einen viel größeren Wert.

Ein Verfahren ist bekannt, einen nicht rotierenden Hubzylinder zum Erstellen über Aufbauten entlang einer Seite angebracht ist und eine halbkreisförmige Form aufweist, [2]. Diese Add-Ins bieten einen Querstrom-Zylinder Asymmetrie, die Auftrieb verursacht, vergleichbar in Größe, um die Klinge zu heben. Der Maximalwert dieser Kraft wird , wenn Aufbauten Lage direkt auf der Oberfläche 90 an den Punkten Zylinder erreicht o und -90 o, von der Windrichtung gemessen, während die Kraft wirkt in der Richtung gegenüber der Stelle des Überbaus.

Die bekannte Anlage - die Windturbinenrotor mit horizontaler Drehachse, einen Oberbau mit radialen Zylindern in Form einer Platte interceptors umfassend entlang einer Seite des Zylinders angeordnet. Die Zylinder sind drehbar um ihre Achsen [3].

Die Nachteile dieser Einrichtung sind nur begrenzte Möglichkeiten zur Selbst Arbeits- und Selbst Propeller, einschließlich der Stabilisierung ihrer Rotation bei hohen Windgeschwindigkeiten; begrenzte Möglichkeiten, die Länge des rotierenden Zylinders zu erhöhen und somit den Durchmesser des Propellers; nicht ausreichend hohen Kapazität aufgrund des begrenzten Durchmessers des Propellers; erhöhte Energiekosten für die Rotation der Zylinderlängen. Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Effizienz und die Kapazität der Windkraft, sondern auch die Möglichkeit, aerodynamische Selbst und die Selbstkontrolle in allen Betriebsarten, ohne zusätzliche Energiekosten in einem weiten Bereich von Windgeschwindigkeiten, einschließlich Sturm zu verbessern.

Die Aufgabe an Windenergieanlagen mit einer horizontalen Drehachse des Propellers durchgeführt, radial Zylinder, die Komponenten des rotierenden Anschlusses und nicht rotierenden Fußabschnitt hergestellt sind, und jeder der Zylinder ist mit zwei Turbulatoren in Form von Rohren entlang des Zylinders an entgegengesetzten Seiten davon und asymmetrisch relativ zur Richtung des Wind mit abgewinkelten angeordnet vorgesehen Koordinaten

j 1 = 45 o und j 2 = -90 o

Das Vorhandensein von zwei Wirbelgeneratoren (statt eines auf [2, 3], um das Aussehen der gesamten aerodynamische Kraft liefert, die effektiver starten und Propellersteuerung ermöglicht. Somit gibt es eine selbststartende und Selbstregelung arbeitet, bis zu einem Maximum von (Sturm) Windgeschwindigkeiten. Die Selbstkontrolle durch Variation Festigkeit erreicht wird durch die Verordnung an den Zylindern unter dem Einfluss von Turbulenz erzeugt, Geschwindigkeit Propeller von der berechneten (spezifiziert) ablehnt. das Ergebnis ist eine Kompensationskraft, die die berechnete (spezifiziert) Propellerdrehzahl wieder her. die Selbstkontrolle durch Turbulenz ergänzt wird, um die Motordrehzahl durch Änderung. zugleich mit die Geschwindigkeit der Wirkung der Windturbulenz erhöht und die Wirkung der Rotation des Zylinders, im Gegenteil zunimmt, abnimmt. bei hohen Windgeschwindigkeiten arbeitet das Gerät nur aufgrund von Turbulenz, ohne Drehung des Zylinders, die erheblich die Leistungsfähigkeit und Effizienz der Anlage erstreckt.

Die Verwendung von Verbundzylinder mit rotierenden und nicht-rotierenden Teile Ende Wurzel kann die Leistung von Windkraftanlagen deutlich erhöhen, sondern auch ihre Wirksamkeit. Erhöhte Kapazität wird durch Zugabe eines nicht drehenden Teils der Wurzel erreicht, daß die Gesamtlänge des Zylinders und damit den Durchmesser des Propellers zu erhöhen, ermöglicht, und die Leistung ist zum Quadrat des Durchmessers proportional. Zur gleichen Zeit, rotierenden Zylinder einen großen Auftrieb aufweist (Motor) Leistung, effektiver genutzt, da Es ist in einem größeren Abstand von der Drehachse des Propellers befindet und daher ein höheres Drehmoment erzeugen. In Gegenwart von nicht-rotierenden Zylinder und Turbulenz Drehmoment erzeugen, die mit der Länge und dem Durchmesser der Zylinder erhöht.

In Gegenwart einer nicht-rotierenden Teil der Wurzel zugleich reduzierten Energiekosten für die Drehung des Zylinderende der Abnahme in ihrer Länge in Bezug auf die Gesamtlänge des Zylinders. Außerdem ist eine solche Windrades hat eine erhöhte Festigkeit, wie durch kreisförmige robusteste Formzylinder und seinem größeren Durchmesserbereich des nicht rotierenden und Drehen des Propellers und niedrige Geschwindigkeit (ungefähr 5-mal niedriger als die paddle) bestimmt.

Diese Merkmale werden nicht in anderen technischen Lösungen in der Untersuchung der Ebene der Technik und daher die vorgeschlagene Lösung ist es, neue und erfinde Schritt gefunden. Die vorgeschlagene technische Lösung ist industriell anwendbar, insbesondere Windenergie.

Fig. 1 zeigt eine allgemeine Ansicht von Windenergieanlagen; Fig. 2 - Längs Turbulator Anordnungsschema in Abschnitt A-A in Fig. 1; Fig. 3 - Auftriebsbeiwert nicht rotierenden Zylinder auf der Winkelposition des Turbulator T je 1 (experimentelle Daten ITAM); Fig. 4 - auch bei Verwirbelung T 1 und T 2 bei verschiedenen Reynolds - Zahlen (ITAM data); Fig. 5 - der Einfluss der Reynolds - Zahl auf der Auftriebskoeffizient des Zylinders mit Turbulenz T 1 (Kurve C 1) und T 2 (Kurve C 2) für j = 1 und j 45 o -90 o = 2 (helle Symbole - ITAM Daten, dunkle Symbole - Daten [2], Bild 6 - das gleiche für den gesamten Auftriebsbeiwertes; .. 7 - Zylinder Flussdiagramm mit Turbulenz T 1 und T 2 bei Anlaufbedingungen (ohne Rotation des Zylinders und dem Propeller) 8 - auch auf die. Abrechnungsoperation propeller ;. Figur 9 - die Frequenz der Drehung des Propellers in Abhängigkeit von dem Parameter Q - Relativgeschwindigkeit der Drehung der Zylinder, mit Turbulatoren (Kurve 9) und ohne (Kurve 10), Re = 0,7 × 10 berechtigt (ITAM Daten ).

Windturbine (Fig. 1) ein Windrad mit horizontaler Drehachse, die auf einem feststehenden Träger (Turm) installiert ist, und es kann (wie eine herkömmliche Systeme) in der Richtung des Windes drehen. Windrad besteht aus einem Gehäuse 1 mit vorderen und hinteren Verkleidungen, nicht rotierenden Teil 2 und Teil 3 Zylinder mit dem rotierenden Endscheibe 4, die unerwünschte Überlaufstrom beschränken. Die Länge des Zylinders dreht bei L = A L, die jeweils für den nicht-rotierenden Teil der L n= (1 - a) L, wobei L - Gesamtlänge des Zylinders, a = 0,4-0,6. Nicht rotierende Durchmesser des Zylinders beträgt 1,5 - 2 mal größer ist als der Drehteil.

Die Endteile sind dünnwandige Zylinderschale, die durch den Ausleger auf der Welle gepflanzt Lager und werden durch Einzelantriebe auf dem Wellenende (nicht gezeigt in der Zeichnung) angeordnet gedreht. Die Welle ist an dem festen Ende des Zylinders freitragend. Der Antrieb erfolgt durch einen Elektrowindturbinen angetrieben. Backup-Stromversorgung - die Batterie. Der Generator wird durch das Windrad über einen Multiplizierer gedreht, die die Geschwindigkeit bis zu den Werten, die für den Betrieb des Generators erhöht.

Fig. 2 zeigt eine Schaltungsanordnung der Turbulatoren T 1 - T 2 und 5 bis 6, die entlang jedes Zylinders angeordnet sind und als Rohre mit einem Durchmesser d t = (0,1 - 0,02) gebildet ist d und der Länge L m = L + aL inn, wobei d - Durchmesser des Zylinders, a = 0,2 - 0,8 (in Abhängigkeit von der Art der Konstruktion und dem Betrieb von Windkraftanlagen). Der Abstand von der Zylinderoberfläche 1 bis baffle T h 1 = (0,1 - 0,2) d, 2 bis baffle T h 2 = 0 ist - auf einem nicht rotierenden Teil und h 2 = (0,02 - 0,05) d - um den Teil Zylinder dreht. Die Winkelposition der Turbulatoren T 1 und T 2 jeweils j 1 = 45 o und j 2 = -90 o, wobei die Winkel j 1 und j 2 sind von der Vorderseite des kritischen Punktes von Zylindern gemessen (von der Richtung des Windes) und j 1 - in der Drehrichtung Zylinder, j 2 - umgekehrt.

Die Arbeit in Windenergieanlagen hängt weitgehend von der Turbulenz T 1 und T 2. Der Mechanismus ihrer Wirkung ist ziemlich kompliziert. Lassen Sie uns darauf näher eingehen. Ernennung von Turbulenzen - die Schaffung der aerodynamischen Kraft Y r - zusätzlich zu der Grundleistung von Magnus Y durch die Rotation des Zylinders erzeugt m (siehe Abbildung 1 ..). Power Y t Y anders als m tritt auf einem nicht drehenden Zylinder, und dessen Wert abnimmt , wenn sich der Zylinder dreht. Quelle des Auftretens Kraft Y r - Asymmetrie fließen Zylinder aufgrund von asymmetrischen Wirbelvorrichtung, nämlich j 1 <| j 2 | h 1> h 2 und j 2® 90 o, h2® 0. Unter diesen Bedingungen die Wirkung der Ablenkplatte T 2 Wirkung in der Nähe von dessen Umgebung, wodurch Strömungsablösungen direkt hinter dem Leitblech. Turbulator T 1 Kontrast T 2 wirkt nicht lokal, und durch eine relativ lange Übergangs getrennte Prozesse in der Grenzschicht des Zylinders (der Übergang von der laminaren Zustand der turbulenten Zwischenstufen zur Bildung eines sogenannten Ablösungsblase - geschlossene Fläche zwischen den Punkten der laminaren Trennung und Wiederanheftung Grenzschicht in einem turbulenten Zustand, dann gibt es eine endgültige Strömungstrennung). Als Ergebnis bis der Punkt der Strömungstrennung unter dem Einfluß der Ablenkplatte T 1 bewegt sich zu der Abrißwinkelj = 130-140 o, und unter dem Einfluss der Ablenkplatte T 2 in der Nähe der Winkel fixiert j Neg= -100 o [2], ein Strömungs es um einen Zylinder mit dem Aufkommen der Stromasymmetrie Y dh gerichtet in Richtung des niedrigeren Drucks (der Punkt , wo die Trennung weiter stromabwärts verschoben wird). Die Stärke von Y t wird bei der Inbetriebnahme des Windrades, einschließlich einer nicht-rotierenden Zylindern und für die Selbst Betrieb von Windenergieanlagen mit einer Abweichung von der Design - Modus verwendet.

Im Folgenden sind die Ergebnisse der Testzylinder mit Turbulenzen im Windkanal von ITAM. Fig. 3 zeigt ein Diagramm des Auftriebskoeffizienten C y für einen nicht drehenden Zylinder auf der Winkelstellung je um die Turbulator - Zylinder T 1, und Fig. 4 - auch für die Verwirbelung T 1 und T 2. Wo C = Y inr / q × S, wobei q = r V 2/2 - Geschwindigkeit Kopf, S = d L × t - Bereich, r - Luftdichte. Es ist ersichtlich , dass der Koeffizient C y auf die Größe und das Vorzeichen des Winkels Turbulator Installation abhängt. Wenn Sie die Winkelmarke j 1 und j 2 C Koeffizient ändern wird umgekehrt. Maximaler positiver Wert an C im Bereich j erreicht = 30-50 o 1 und j 2= -90 o

Der Koeffizient C y hängt von der Reynolds - Zahl, die als Re = V × d ausgedrückt wird / n, wobei n - die kinematische Viskosität von Luft. Fig. 5 zeigt die experimentellen Daten für die Komponenten des Koeffizienten C in Schritten von 1 T Leitblech (Kurve C 1) und T 2 Turbulator (Kurve C 2) abhängig von der Zahl Re an den Einbauwinkel der Turbulatoren 45 = j 1j 2 und o= -90 o.

Es helle Symbole markierten Daten ITAM, dunkle Symbole - Daten [2]. Die Graphen zeigen , dass die C 2 -Verhältnis immer positiv ist, und der Koeffizient C 1 ändert ihr Vorzeichen umgekehrt , wenn sie durch die kritische Zahl Re cr = 5 × 10 5 vorbei.

Das beobachtete Verhalten der Koeffizienten C 1 und C 2 erweitert die Möglichkeiten für die Selbstkontrolle und Selbst Propeller in Bezug auf die Variante mit einem Leitblech T 2 (Prototyp). Dies ergibt sich aus dem Diagramm in Fig. 6, die den Gesamtwert des Koeffizienten C f = C 1 + C 2, abhängig von der Reynolds - Zahl zeigt (Winkel j 1 und j 2 sind die gleichen wie in Fig. 5). In subkritischen Zahlen Re <Re cr = 5 × 10 5 Faktor C f> C 2, das heißt, wir einen Anstieg in C aufweisen soll, in Bezug auf die C 2 bis C 1, der den Start Propeller und den Betrieb bei Windgeschwindigkeiten von bis zu 10 verbessert - 20 m / mit dem entsprechenden angegebenen Zahl Re. Wenn überkritische Zahlen Re> Re cre haben C <C (Abnahme C e) ist auch durch eine C 1, die mit zunehmender Windgeschwindigkeiten unerwünschte Geschwindigkeit Propeller Wachstum begrenzt und erlaubt Ihnen sogar , diese Rate auf einem relativ konstanten Niveau zu stabilisieren.

Das Endergebnis der Wirkung von Turbulenz T 1 und T 2 ist abhängig von der Windgeschwindigkeit und damit auf die Reynolds - Zahl und die Winkelposition und die Turbulatoren und ihre Länge, die für T 1 und T 2 voneinander verschieden sein können. Insbesondere verbessert die Zunahme in der Länge T 1 Startbedingungen und begrenzt die Drehzahl des Propellers bei hohen Windgeschwindigkeiten. Umgekehrt 2 die Länge T zu erhöhen erhöht die Propellerdrehzahl bei hohen Windgeschwindigkeiten, die gefährlich sein können.

Windturbine arbeitet wie folgt. Bei Anlaufbedingungen, wenn keine Drehung des Zylinders und der Propeller (w = w yk = 0, 7) Turbulatoren T 1 und T 2 bei der Position des Auftreffpunktes der Strömungstrennung (durch die oben beschriebenen Mechanismen) und Strömungsasymmetrie Zylinder erzeugen: 7 ist die Trennstelle nachgeordnet ist als der Punkt 8. Es gibt eine Druckdifferenz auf den oberen und unteren Seiten des Zylinders mit dem Aufkommen der aerodynamischen Kraft Y t, die das Windrad in eine Drehbewegung bewirkt. Die Drehung des Propellers wird durch den Vervielfacher auf dem Generator übertragen wird, von der die erzeugte elektrische Energie an die Zylinderdrehung zugeführt wird. Wenn Sie diese eine Kraft Magnus Y m drehen, erhöht sich die Wirkung von denen die Propellerdrehzahl und damit die Drehzahl des Generators, der von Windenergieanlagen in einem aktuellen Betriebsmodus führt der geschätzten Windgeschwindigkeit entspricht , und einen Stromgenerator installiert.

Wenn der Propeller Generatorleistung Start wird nur für die Zylinderdrehung verwendet. Nach der Veröffentlichung der Zahlungsmodus der Energiekosten für die Rotation des Zylinders bilden nur einen kleinen Teil der Gesamtkapazität des Generators. Diese Kosten werden mit der Abnahme des rotierenden Zylinderlänge reduziert. In Abwesenheit von einem nicht rotierenden Teil Wurzel Energiekosten bis zu 10 zu drehen - 12%. Durch eine Verringerung der Länge des Zylinderteils aufgrund einer nicht rotierenden Teil dieser Kosten Drehen durch mindestens einen Faktor von 1,5 reduziert. Darüber hinaus mit der Zunahme der Windgeschwindigkeit über dem Auslegungswert Turbulenzeffekt erhöht und die Wirkung der Rotation des Zylinders, im Gegenteil verringert, die Bedingungen schafft für weitere Energiekosten für die Zylinderdrehung bei einer ausreichend hohen Windgeschwindigkeiten bis auf Null reduziert wird.

Der wachsende Einfluss der Turbulenz mit zunehmender Windgeschwindigkeit ergibt sich aus der Tatsache, dass die Leistung aller Windenergieanlagen hat die Form

N = K B C F H V H 3 S; S = L T d W,

wo

K - Koeffizient der Verhältnismäßigkeit;

S - Bereich (in diesem Fall S = d L × t;

C F - Propellerantriebskraftverhältnis, das von der Größe der Auftrieb und Widerstand des Zylinders abhängt , und ist eine Funktion der Koeffizienten C 1 und C 2, die oben erwähnt (siehe Figuren 5, 6, ..). Die Formel bedeutet, dass die Energie zu der dritten Potenz der Windgeschwindigkeit proportional ist. Dann wird bei konstanten Werten von K, C und S Zunahme der Windgeschwindigkeit, beispielsweise das Doppelte der Kapazität würde zu einer Erhöhung von 8 Zeiten führen, die die Fähigkeit des rotierenden Zylinders nicht übersteigen, und folglich ihre Drehung nicht erforderlich ist, wird nur Windrades durch die Turbulatoren.

Auf der anderen Seite wird die aktuelle Betriebsart des Windrades bei einem bestimmten optimalen Wert der Relativgeschwindigkeit der Drehung des Zylinders erreicht

Q = w u d / 2V = 2-3,

was zeigt , dass mit einer Zunahme der Windgeschwindigkeit, aber mit einer konstanten Frequenz der Drehung des Zylinders w n = const, Q - Wert abnimmt. Das heißt, der Beitrag zum Gesamtzylinder rotierenden Propeller Leistung senken und damit Zylinder Stromkosten Drehen kann im aktuellen Modus im Vergleich zu den Bedingungen reduziert werden, in denen diese Kosten maximiert werden.

Fig. 8 zeigt das Muster der Strömung um einen Zylinder in dem aktuellen Modus. Die Drehung des Propellers wird durch eine Antriebskraft F <Y durch = Y t + Y m als Schleppkraft wirkender Zylinder Verzögern (nicht im Diagramm dargestellt). Wenn Propellerdreh entsteht Umfangskomponente der Strömungsgeschwindigkeit, und als Ergebnis wird die Gesamtströmung um jeden Zylinder mit einer V e Gesamtgeschwindigkeit wird aus seiner ursprünglichen Richtung gedreht wird (von der Geschwindigkeitsvektor V) um einen Winkel Je. Die optimale Bedingung für diese Gleichheit der Winkel ist Je = j 1 (in Fig. 8). In diesem Fall hat der Turbulator T 1 die Antriebskraft nicht erzeugen, sondern reduziert den Widerstand des Zylinders, der die Effizienz des Propellers erhöht. Turbulator T 2 zu einem bestimmten Teil seiner Länge ist in diesem Fall im Windschatten, dh 8 hinter der Trennstelle, in der es, ausgehend von den Endabschnitten , wo die Umfangsgeschwindigkeit höher ist , so Je Winkel größer als die Wurzelabschnitte eintritt. Ändern des Musters der Strömung um Zylinder mit der Ablenkung verbunden ist , schafft sie die Bedingungen für die Selbstkontrolle funktioniert über Propeller Turbulenz T 1 und T 2.

Selbstregulierung funktioniert Propeller folgt. Im Falle eines Vergleichs-Modus, das heißt, Umgekehrt wird bei einer Zunahme oder verringern die Geschwindigkeit des Propellers Auslegungswert entsprechend dem Winkel ändert die Richtung der Geschwindigkeit V charakterisierenden ist Gesamtfluß trifft auf den Zylinder (siehe. Abb. 8). Dies bedeutet , dass die ursprüngliche, optimalen Zustand Je = j 1 gebrochen ist, ein j 11 = Dj Fehlausrichtungswinkel - 0 je№.

Wenn es eine Abweichung des Winkels unter dem Einfluß der Ablenkplatte T 1 erscheint Rückstellkraft D Y 1(Dj 1), die Größe und das Vorzeichen davon variieren entsprechend dem Zeitplan Verhalten Faktor Fig. 3 und 4 durch die Geschwindigkeit des Windrades zu erhöhen , ist der Winkel Dj 1 <0 ist , die Kraft D Y 1 <0 ist , und umgekehrt, die das Original (geschätzt) Modus wiederherzustellen hilft. T 2 Turbulator im Gegensatz zu T trägt 1 , wobei die Selbstkontrolle durch die Länge des aktiven Teils des außerhalb des aerodynamischen Schatten befindet Ablenkplatte zu verändern. Mit zunehmender Geschwindigkeit Propeller, dh Dj bei 1 <0, der aktive Teil Länge der Leitwand abnimmt T 2, Y 2 Kraft nimmt ab, und umgekehrt, um so die ursprüngliche Betriebsart wieder herzustellen.

Fig. 9 entsprechend den Ergebnissen von Windtunneltests an ITAM einschließlich Re = 0,7 H 10. Mai zeigt die Propellerdrehzahl n auf die relative Drehgeschwindigkeit des Zylinders Q abhängig = w i D / 2V wenn Turbulatoren (Kurve 9) oder ohne ( Kurve 10). Es ist ersichtlich, dass die Leitbleche selbststart Windrades liefern (n> 0 bei Q = 0), a und n in mit Q zu erhöhen <1 ist , das heißt, eine Zunahme Q Wir haben Propeller Eigenschaften verbessert, wie der Ausführungsform ohne Turbulenzen verglichen. Wenn Q <0,5 Windrad ohne Turbulenz kann nicht gestartet werden, und mit Turbulenz rotiert mit einer Geschwindigkeit, die ausreicht für den anfänglichen elektrischen Betrieb, elektrische Servozylinderdrehung bereitstellt. Die Drehung des Zylinders, wie bereits erwähnt wurde , trägt zu einer weiteren der Geschwindigkeit des Windrades zu erhöhen und das Erreichen eines Abrechnungsmodus mit der Selbstkontrolle durch Verwirbelung T 1 und T 2. Falls notwendig zusätzliche Stellzylinder durch die Rotationsfrequenz zu ändern, die am wirksamsten ist, wenn die geschätzte Windgeschwindigkeit und Abweichungen davon auf 50%. Mit einer Zunahme der Windgeschwindigkeit als zweimal mehr ist, wird die Zylindergeschwindigkeitsregelung unwirksam sein, wie aus dem Diagramm in Figur ersichtlich ist. 9.

Somit hängt die regulierende Wirkung der Turbulatoren T 1 und T 2 auf der Abweichung der Ist - Drehzahl des Propellers Auslegungswert, der Winkel Mismatch Dj 1 reflektiert wird. Letztere wiederum hängt von mehreren Parametern ab: die Länge und den Winkel der Turbulatoren ihre Installation, die Windgeschwindigkeit und die Reynolds-Zahl, die Zylinderrotationsfrequenz. Durch die Länge des Wirbels die Auswahl und den Winkel der Installation bietet die optimalen Voraussetzungen für die Selbst Propeller, und seinen Betrieb zu sichern bei höheren Windgeschwindigkeiten und Sturm. Zu diesem Zweck wird in der Anfangsphase des Betriebs ist angemessen , um die Länge der Ablenkplatte T 2 auf ein Minimum zu reduzieren, ein Leitblech mit einem selbstanlaufenden Windrades T bereitzustellen ermöglicht, und zur gleichen Zeit , um die Rotationsgeschwindigkeit auf einen sicheren Wert bei hohen Windgeschwindigkeiten zu begrenzen. Es sollte ferner in der Lage sein , die Länge des Turbulatoreinsatzes T 2 zu erhöhen, wenn die Windgeschwindigkeit mit zunehmender Drehpropellerdrehzahl unter die geforderten Werte fallen wird, wie es der Fall für den Propeller ohne Turbulenz, die aus der graphischen Darstellung in Fig ersichtlich ist. 9.

Angles Turbulator Installation oben erwähnt, j = 1, 45 o, j2= -90 o (siehe. S. 1 der Ansprüche) sind optimal für Selbst Propeller, aber nicht optimal für die Selbstkontrolle ihres Betriebs, da Es gibt Grenzen für die Umfangszylindergeschwindigkeit und dem Propeller und der Zahl und der Reynolds-Zahl.

Um gleichzeitig diese Bedingungen erfüllen, Leitbleche installiert wie folgt (siehe. S. 2 Ansprüche)



wobei R - Radius des Windrades, r - Abstand von der Propellerachse, k = 0,5 - 0,8 - Koeffizient abhängig von Windturbinendesign und Betrieb, und k <0,6 bei Zahlen Re <Re cr und k> 0, 6 in Zahlen Re> Re Cr. Auf einem Drehwinkel des Zylinders j 1 darf 45 o überschreiten.

Die minimale Windgeschwindigkeit, bei der der Propeller Zylinder zu drehen beginnen (mit ihren Antriebsleistung von den Batterien oder anderen externen Stromversorgung) etwa 1 m / s. Die Windgeschwindigkeit, bei der das selbststartende Windrad unter dem Einfluß von Turbulenzen ohne Rotation des Zylinders (vollständig autonomer Betrieb), ist etwa 3 m / sec. Arbeitswindgeschwindigkeitsbereich für den Propeller rotierenden Zylinder mit Turbulenzen und reicht von 2 bis 40 m / s, die Turbinen traditionelle Windfahne, dass deutlich überlappt.

FORDERUNGEN

1. Windturbine mit einem Windrad mit einer horizontalen Drehachse und radial montierten Zylinderstirnscheiben und den Längswirbelerzeuger umfasst, und einem Zylinder und einem elektrischen Antrieb, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder einer rotierenden Komponente und einer nicht drehenden Wurzel Endabschnitten hergestellt sind und mit zwei Turbulatoren in Form von Rohren ausgestattet ist, Zylinder zusammen mit Winkelkoordinaten zur Windrichtung 1j = 45 °, j 2= -90 ° , und der Spalt h 1 = (0,1-0,2) d, 0 <h relativen <0,05d, wobei d der Durchmesser der Rohre ist T = (0,1-0,2) d, deren Länge L t = L + aL inn, wobei d - Durchmesser des Zylinders; h 1, h 2 - der Abstand von der Oberfläche des Zylinders zu dem entsprechenden Ablenkplatte; L n - Länge des sich nicht drehenden Teil des Zylinders; In L - die Länge des rotierenden Teils des Zylinders; a = 0,2 - 0,8 - Koeffizient auf die Gestaltung der Bedingungen Installations- und Betriebs abhängig.

2. Windturbine mit einem Windrad mit einer horizontalen Drehachse und radial montierten Zylinderstirnscheiben und den Längswirbelerzeuger umfasst, und einem Zylinder und einem elektrischen Antrieb, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder einer rotierenden Komponente und einer nicht drehenden Wurzel Endabschnitten hergestellt sind und mit zwei Turbulatoren in Form von Rohren ausgestattet ist, spiralförmig um die Zylinderachse montiert mit Winkelkoordinaten zur Windrichtung relativen



wobei r - der Abstand von der Achse des Propellers;

R - Radius des Windrades;

k = 0,5-0,8 - Koeffizient je nach Auslegung von Windkraftanlagen und der Betriebsart,

und der Spalt h 1 = (0,1-0,2) d, 0 <h <0,05d, wobei d der Durchmesser der Rohre ist T = (0,1-0,2) d, deren Länge L t = L + aL inn, wobei d - Durchmesser des Zylinders; h 1 h 2 - der Abstand von der Oberfläche des Zylinders zu dem entsprechenden Ablenkplatte; L n - Länge des sich nicht drehenden Teil des Zylinders; In L - die Länge des Drehteils; a = 0,2 - 0,8 - Koeffizient auf die Gestaltung der Bedingungen Installations- und Betriebs abhängig.

3. Verfahren zur Windturbine betrieben wird, umfassend den Propeller startet, um die Erzeugung von Energie und deren Regelung, dadurch gekennzeichnet, daß ein selbststart Windrades durch aerodynamische Kraft, die durch die Turbulenz an der Oberfläche des Zylinders erzeugt wird, die empfangene Energie teilweise auf den Antrieb übertragen wird, Teile der Zylinder Bewegen des Normalmodus den Betrieb der Anlage zu erreichen, und unterstützen diesen Modus konstant durch Kräfte Turbulenzen und weitere Steuerzylindergeschwindigkeit von nominal auf Null zu kompensieren.

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Erscheinungsdatum 10.04.2007gg