Опубликовано 25.01.2004 г.
 Разработана оригинальная конструкция ветроэнергетической установки, использующая шнековый ветроротор.
Шнековый ветроротор, не издающий аэродинамического шума, характеризуется высокой плавностью работы, отсутствием вибрации и усталостной нагрузки, вызванных цикличностью работы лопастей, меньшими электромагнитными помехами и пониженным воздействием шнековых ветроагрегатов не только в отдаленных местностях, но и в городах для энергоснабжения жилых домов и производственных зданий.
Винтовые лопасти шнека являются ребрами жесткости для ступицы, поэтому она также может быть выполнена из тонкого листового материала и ротор при этом будет иметь достаточно высокую прочность и малый вес. Для массового производства ветроустановок новой конструкции может быть предложена экономичная технология непрерывного изготовления шнека с фальцевым соединением шести полос в один трехзаходный шнек. Непрерывный шнек может также изготавливаться из пластмассы методом экструзии. Так как ветроротор представляет основу ветроустановки, то стоимость шнековой установки может быть в три раза меньше стоимости ветроустановок традиционных конструкций.
Шнековые ветроагрегаты небольшой мощности до нескольких десятков киловатт, благодаря низкой стоимости, простоте, экологической безопасности и разнообразию компоновок, могут найти широкое применение для самых разнообразных нужд населения. Наиболее простой компоновкой является однороторный самоориентируемый ветроагрегат (см. рис.1) со шнековым ротором диаметром 500 мм. Вращение от ротора преобразуется в возвратно-поступательное движение тяги, которая приводит в действие расположенный внизу насос. Ветронасос предназначен для снабжения водой дачных и приусадебных участков. Самоориентируемые ветроагрегаты могут компоноваться с электрогенераторами. Их весьма эффективно использовать на малые мощности, например, до нескольких кВт.
У представленной на рис.2 ветроустановки ротор консольно закреплен в верхней опоре 4 и может изменять угол наклона к горизонту a под воздействием ветра n . Демпфирующее устройство 7 позволяет шнековому ротору плавно изменять угол наклона. При достижении некоторой скорости ветра ротор находится во взвешенном состоянии, как бы в невесомости; распределенная по его длине весовая нагрузка уравновешивается распределенной аэродинамической поддерживающей силой. Уменьшаются изгибающие нагрузки на ротор и стабилизируется число его оборотов. Поэтому его конструкция не должна рассчитываться на ураганные ветры, вследствие чего консольный ротор значительно легче ротора на двух опорах.
Ветроустановки, винтовые лопасти, которых имеют форму прямого геликоида, расположены наклонно по отношению к ветру. Поэтому при изменении направления ветра изменяются их энергетические характеристики, либо их необходимо делать ориентируемыми. Шнековый ветроротор с воронкообразными винтовыми лопастями может работать в вертикальном положении. При направлении ветра n нагрузку воспринимают расположенные слева от оси вогнутые участки лопастей, вследствие этого возникает направленный влево вращающий момент. При смене направления ветра момент не изменяется. Ветроротор может монтироваться в горизонтальном положении, соединяется внизу с шарниром 6, затем с помощью растяжек 7 и дополнительной стойки (падающей стрелы) подниматься в вертикальное положение. В наклонном положении шнековый ветроротор с воронкообразными лопастями можно использовать и в ориентируемых компоновках, но эффективность его будет большая, нежели у прямого.
Возможны различные компоновки ветроустановок со шнековыми роторами. В трехроторном ветроагрегате шнековые роторы установлены наклонно к горизонтальной плоскости и вверху опираются друг на друга через общий узел. Роторы собираются в горизонтальном положении на земле и встроенным устройством подъема перемещаются в рабочее положение. В многороторной ветроустановке, один ряд наклонных роторов вверху опирается на другой ряд, а вращение ротора передается на общий трансмиссионный вал. Такая ветроустановка предназначена для местностей с господствующим направлением ветров. Мощность ее может составлять десятки и сотни киловатт.
|
