Home Начало
Wind farm development Вятърни паркове
Ocean power converters Морска енергетика
Solar PV park engineering Фотоволтаични паркове
Water stream power Хидрокинетика
Distributed power generation Разпределена енергетика
Hydrogen car patents  Патенти за водородни  автомобили
Fiber-optic cables over wires Интегрирани ел-ком линии
SEE ALL VIDEOS ВСИЧКИ  КЛИПОВЕ
New Books Нови книги

 

Георги Тончев

 

Вижте представянето по bTV на новоизобретената реактивна пропелерна турбина тук 

Bидеоклипове на реактивни хидрокинетични турбини вижте тук !!!  

Видеоклипове на реактивни вятърни турбини вижте тук !!!! 

Видеоклипове на eлектроцентрали на морски/океански вълни вижте тук !!!!

 

За законовите преференции при инвестициите във ВEИ вижте повече тук

 

Гравитационна водовъртежна центробежна

водно-електрическа централа на малки водни падове

Съобщение за медиите вижте тук

 

(По-долу е част от патентното описание)

Използването на естествени и изкуствени водовъртежи за различни цели е известно от древността. И у нас са познати овални корита-перални, в които водата постъпва по наклонен канал и стабилно върти водата в коритото.

Малките водни падове, около 1 метър, не са икономически изгодни за строеж на конвенционалните водноелектрически централи, при които се използва потенциалната енергия на водния пад, защото той е незначителен. Но ако се върти водата в даден басейн, то енергията на въртенето й се добавя към тази на водния пад и сумарната енергия може да се преобразува в електрическа по икономически изгоден начин. А самото въртене става по-естествен начин. То е обусловено от Кориолисовите сили, причинени от въртенето на Земята. В северното полукълбо водата се самовърти в посока обратна на часовниковата стрелка, а в южното – по посоката на въртене на часовниковата стрелка. Но, за да се самовърти водата е необходим малък воден пад. Известни са басейни и различни отрити и закрити съдове, в които се създават необходимите условия, стимулиращи естественото стабилно въртене на водата.

Гравитационната водовъртежна центробежна електроцентрала (вижте снимки) има редица предимства пред чисто гравитационната. Първото е, че както споменахме по-горе, енергията на водата е увеличена  понеже се самовърти. Въртенето й е технически много изгодно, защото преобразуването на водовъртеливо движение във въртене на турбина става чрез турбини, работещи с много по-висок коефициент на полезно действие, в сравнение със случая на турбини, въртящи се от линейно постъпваща  вода. На практика всички известни ВЕЦ имат турбини със специални  направляващи апарати, които да пренасочват линейно постъпващия воден поток към лопатите им. В случая, и по принцип, водовъртежна турбина няма никакъв направляващ апарат към ротора си, което няколкократно я поевтинява (около 3 пъти). Второто предимство на водовъртежа, е че водата попада в отвор в центъра на басейна със сравнително малък диаметър, поради което тя се ускорява допълнително и трето, въртящата се вода има свойство да понижава температурата си и да увеличава плътността си (максимална плътност водата има при температура +4 градуса по Целзий). Намаляването на температурата на водата води до енергийно компенсиращо допълнително увеличение на кинетичната й енергия,  която се оползотворява от специално конструираната реактивна турбина, която е основен предмет на това изобретение.

Централно място в изобретението заема конструкцията на турбината. Нейните лопати са кухи. Входящите им отвори са 3-5 пъти по-големи от изходящите, през които водата се инжектира по допирателната на въртенето на ротора. Съгласно принципа на непрекъснатостта на потока, скоростта на изтичащата от лопатите вода е 3-5 пъти по-голяма, от тази на входящата. Известно е че, реактивната сила е пропорционална на квадрата на скоростта на излизащата вода.  Затова реактивната сила на изтласкваната вода е от 9 до 25 пъти по-голяма, от реактивна сила, предизвикана от скоростта на входящата в лопатите вода. А съответният реактивен въртящ момент е максимален, защото струите изтичат от периферията на ротора, които са на най-голямо разстояние от оста на въртенето й (т.е. реактивната сила е приложена върху най-дългото възможно рамо). Освен ускоряването на струята, поради стесняващия се профил на кухината на лопатата към периферията й, допълнително ускорение на водата в кухината създава и центробежната сила, предизвикана от въртенето. Тази сила е пропорционална на квадрата на оборотите и тя е налице и при равномерно движение (постоянни обороти не ротора). Последното е съществено важно, защото класическата дефиниция за положителна сила е пряко свързана с някакъв вид ускорително движение, а когато то е равномерно - силата е нула. Затова някои теоретици спорят дали центробежната сила се вписва в класическото понятие за сила или е физичен феномен.

Самата конструкция на кухите лопати не само замества  направляващия апарат на известните турбини за ВЕЦ и насочва изтичащите реактивни струи по оптимален начин, но и ускорява значително изходящия воден поток. Затова изобретената реактивна водовъртежна турбина е по-ефективна от всички известни турбини за ВЕЦ, в процеса на преобразуване на кинетичната енергия на водата в електрическа, и същевременно е в пъти по-евтина, защото скъпият, тежък и обемист направляващ апарат е заменен от къси кухи и леки реактивни турбинни лопати.

С оглед на посочените енергийни и технически преимущества на гравитационната водовъртежна електроцентрала нейното изграждане е възможно да стане с около половината от разходите за изграждане на гравитационна ВЕЦ с известните Каплан турбини, например, при аналогични условия. Съответно - себестойността на произведеното електричество се получава по-малко от половината от това на подобен ВЕЦ с Каплан турбина. Немаловажно е да се отбележи фактът, че водовъртежната центробежна електроцентрала, съгласно изобретението, работи и с по-малко количество вода (дебит), в сравнение с аналогични ВЕЦ, защото тя се върти в дълбочина, в окото на водовъртежа, което е в центъра на водовъртежния басейн. Тук не се спираме на екологичните й преимущества, които са очевидни. За приблизителна ориентация за оразмеряване на мощността на водовъртежна турбина може ориентировъчно да се приеме, че с воден дебит от около 100 литра в секунда ще работи турбина с мощност 1 киловат.

От патент на САЩ № US 3372905 e известен метод за производство на електроенергия, чрез вертикално-осева центробежна турбина, потопена в басейн, от който изтича вода на по-ниско ниво и така се предизвиква стабилен водовъртеж в него. Следвайки метода е изобретена водноелектрическа централа. Една такава е описана и в патент на Австрия № AT 413579B. В нея водата постъпва по канал, който пълни овален басейн, където стабилно се върти под въздействието на Кориолисовите сили, изтичайки през отвор в дъното на басейна, към по-ниско водно ниво, поради гравитационните сили. Във водовъртежа е монтирана една вертикално-осева турбина, която се върти от водовъртежа, а към нея е свързан електрогенератор.

Недостатъци на познатата водноелектрическа централа са нейната ниска енергийна производителност, поради ниската ефективност на лопатите на турбината при преобразуване на кинетичната енергия на водата във водовъртежа в механична енергия на вала на турбината и липсата на възможност оптимално да се настройват лопатите на турбината, в зависимост от условията на водовъртежа.

Техническа същност на изобретението
Цел на настоящото изобретение е да се създаде гравитационна водовъртежна центробежна водноелектрическа централа
(вижте снимки), която да бъде високо енергийно ефективна при преобразуване на кинетичната енергия на водата във водовъртежа в механична енергия на вала на турбината и лопатите й да могат оптимално да се настройват според условията на водовъртежа.
Основната цел е постигната чрез гравитационна водовъртежна водноелектрическа централа, за която водата постъпва по канал във водовъртежен басейн, в центъра на който има отточен отвор, а над него е монтирана една центробежна вертикално-осева турбина с радиално монтирани лопати около вертикалния вал, който е свързан към електрически генератор, характеризираща се с това, че турбината е с кухи овални вертикални лопати, при което предните им овални стени, по посоката на въртене на турбината, са плътни, а противостоящите им й овални стени имат отвори, като лопатите имат и вертикални процепи в перифериите си.
В едно предпочитано изпълнение на гравитационна водовъртежна водноелектрическа централа перифериите на лопатите на турбината описват мислена конусоподобна ротационна фигура при въртенето си, със стесняваща се част към отточния отвор.
В друго предпочитано изпълнение на гравитационна водовъртежна водноелектрическа централа броят на лопатите на турбината намалява по дължината на вертикалния вал в посока към отточния отвор.
В друго предпочитано изпълнение на гравитационна водовъртежна водноелектрическа централа междината между двете овални стени на всяка лопата намалява с увеличение на разстоянието от вертикалният вал на турбината към периферията на лопатите.
В друго предпочитано изпълнение на гравитационна водовъртежна водноелектрическа централа междината между двете овални стени на всяка лопата може да се променя.
В друго предпочитано изпълнение на гравитационна водовъртежна водноелектрическа централа сумарната площ на всички отвори, в едната овална стена на всяка лопата на турбината, е по-голяма от площта на съответните вертикални процепи в перифериите им.

Предимствата на центробежната водовъртежна ВЕЦ, съгласно изобретението са, че чрез нея се постига висока степен на преобразуване на кинетичната енергия на водовъртежа в полезна механична енергия, работата й в широк скоростен диапазон на водовъртежа и възможностите за оптимално настройване на междината между овалните стени на всяка лопата, с оглед максимизация на преобразуването на кинетичната енергия на водата. Въртенето на земята около оста й поддържа стабилно въртеливо движение във водовъртежния басейн. Водовъртежът има има повече енергия, в сравнение със случая на обикновен воден пад, защото към гравитационната енергия се добавя и кинетичната на въртенето на водата. Познати са турбини, които преобразуват енергията на въртящата се вода в механична, по по-ефектен начин от турбините, които се ползват в конвенционалните гравитационни ВЕЦ. Тази по-висока ефективност следва от фактите, че при водовъртежните турбини не се използват направляващи апарати, които не само оскъпяват известните напорни турбини в конвенционалните  ВЕЦ, но намаляват ефективността им и усложняват и оскъпяват оперативното им обслужване.

Основно предимство на вцентробежната ВЕЦ е, че тя е високо енергоефективна. Водната турбина се върти съпротивлявайки се на въртящия се воден поток, който я увлича с въртенето си, като всяка съпротивителна турбина - например от типа на Савониус, по-известна за вятърни приложения. Кухите лопати, в случая на изобретената електроцентрала, формират и две допълнителни реактивни сили, въртящи турбината. Едната сила е в резултат на водния напор върху вдлъбната страна на лопатата, под който напор водата навлиза през отворите в нея и излиза под налягане през периферните й процепи. Втората реактивна сила е в резултат на центробежните сили, които повишават налягането на водата в кухината на всяка лопата и я изтласкват пак към периферните й процепи. И тя излиза под налягане през тях, защото водният напор върху вдлъбната страна на лопата не й позволява да излиза през нейните отвори на вдлъбнатата й страна. Сумата от двата описани ефекта предизвикват непрекъснато изтичащи под налягане струи през процепите, тангенциално на траекторията на въртене на перифериите на лопатите, което допълнително ускорява въртенето на турбината. Центробежната сила е пропорционална на квадрата на оборотите на турбината, независимо дали тя се върти с постоянни, увеличаващи се или намаляващи се обороти. Реактивните турбини по принцип са почти еднакво високо ефективни в широк диапазон на изменение на дебита на водата - например от 30 до 100%, което съвсем не е така при конвенционалните напорни турбини.

Съществено предимство на водноелектрическа централа, съгласно изобретението, следва от факта, че изтичащата реактивна струя зад всяка лопата намалява вихрите, образувани в периферната й част, което намалява и съпротивлението на лопатата при въртенето, съответно - увеличава се коефициентът на полезното действие на турбината като цяло.

Инвестиционните преимущества на вложенията за строителните и монтажните работи за гравитационна водовъртежна водноелектрическа централа в нисконапорни водни течения, са че те се възвръщат бързо, защото са ниски, не само поради ниската себестойност на турбината, но и защото значително се намаляват разходите по изграждането на електроцентралата като цяло (вижте снимки).

Турбината на електроцентралата, съгласно изобретението, е монтирана така, че да има достатъчно разстояние между периферията й и стените на водовъртежния басейн, за да могат безпрепятствено да преминават рибите и другите водни обитатели. Реактивната Савониус турбина намира широко приложение и при хидрокинетични електроцентрали на свободни водни течения в реките, в океаните, както на морските вълни и на приливите и отливите.

Подходящи места за изграждане на  водовъртежни ВЕЦ са също до каналите, по които изтича водата от турбините на традиционните ВЕЦ, деривациите и водните тунели между язовирите и други подобни. В тези случаи може да се направи енерго-ефективна комбинация между  водовъртежни ВЕЦ и безнапорни хидрокинетични ВЕЦ, които са описани по-подробно тук.

Друг вид потопени и полупотопени турбини за свободно водно течение са хоризонтално-осевите хидрокинетични турбини - вижте видео тук.

Целесъобразни са комбинации между водовъртежни и хидрокинетични турбини. Например в канала, който отвежда водата към водовъргежен басейн могат да се монтират понтонни безнапорни водни турбини. Понтонна трироторна пропелерна хидрокинетична  турбина вижте на това видео

Видеоклипове на няколко напречнопоточни хидрокинтични турбини с прави и хеликално усукани лопати вижте тук.

Видеоклипове на няколко вертикално-осеви реактивни вятърни турбини вижте тук.

 

Реактивни хидрокинетични турбинни за плаващи понтонни ВЕЦ

Радикално решение на горепосочения проблем са турбините, които се въртят напречно на потока и затова за тях няма значение от коя посока е течението - те винаги се въртят в една посока. По принцип тези турбини са по-ниско ефективни от хоризонтално-осевите, защото за всеки оборот, лопатите им се въртят половин оборот срещу течението и половин оборот по течението. Този проблем е преодолян чрез новоизобретените реактивни напречнопоточни турбини, за които разказваме на тези страници. Тяхното въртене се ускорява, независимо от това дали лопатите им се движат по потока или срещу него. Те са конструирани така, че в кухините на лопатите им се създава повишено водно налягане, предизвикано от центробежната сила при въртенето им. Под действието на това налягане, водата излиза с висока скорост през периферните отвори на лопатите и създава реактивна струя, която непрекъснато предизвиква и въртящата реактивна сила, независимо дали лопатите им се движат по потока или срещу него. Понеже центробежната сила е пропорционална на квадрата на оборотите на турбината, а реактивната въртяща сила е пропорционална на квадрата на скоростта на реактивната струя, изтичаща от периферията на лопатите, то реактивният въртящ момент няколкократно  изпреварва нарастването на оборотите, което обяснява и значително по-високата им ефективност.

Главното преимущество на вертикално-осевите реактивни напречнопоточни турбини за понтонни и други хидрокинетични ВЕЦ, е че те са под водата, но всичко друго е над водата, което поевтинява понтонната ВЕЦ като цяло и опростява и улеснява оперативното й обслужване.

Енергийната реализация на водната кинетична енергия не изисква никакви баражи, завирявания и водосборни съоръжения. С това се избягват всички екологични проблеми, свързани с тяхното строителство и експлоатация. Хидрокинетичните енергийни инсталации и централи се монтират непосредствено в морета, реки и канали, включително и на закотвени в тях понтони. Вижте снимка на понтонна хидрокинетична турбина с 3 вертикални реактивни лопати тук

Друг вид потопени и полупотопени турбини за свободно водно течение са хоризонтално-осевите хидрокинетични турбини - вижте видео тук.

Видеоклипове на няколко напречнопоточни хидрокинтични турбини с прави и хеликално усукани лопати вижте тук.

Тристепенна потопена хоризонтално-осева хидрокинетична турбина с надводна трансмисия и електрогенератор е показана на това видео.

 

Плаващи понтонни и подводни ВЕЦ на свободно водно течение

Неприродосъбразността на познатите ни ВЕЦ е позната. Освен, че те заблатяват реките и унищожават аеробния живот в тях, осушават речните корита и опустиняват обширни площи с плодородни земи с всички неблагоприятни последствия за речните и околоречните екосистеми. Далеч по-природосъобразни са плаващите ВЕЦ, които избягват всички гореизброени недостатъци и са по-евтини в крайна сметка. Те използват така наречените хидрокинетични турбини.

Аналогията на хидрокинетичните с вятърните турбини

Хидрокинетичните турбини са аналогични на вятърните, само че под водата при нейното свободно течение в реки, канали, морски и океански течения, приливи и отливи. Цялото развитие на модерните пропелерни вятърни турбини е основано на теорията и практиката на самолетните витла. Тяхното широко приложение при самолетите бе през първата половина на миналия век. Главна причина за отказ от използване на пропелери за самолетни двигатели, през втората половина на миналия век и досега е, че те са крайно неефективни при скорости на самолетите от порядъка на 400-500 км. в час и по-високи, особено на по-големи височини. Това се дължи на факта, че при много високи обороти самолетните витла се въртят с надзвукови скорости, при което се променят рязко аеродинамичните условия, за които те са проектирани и замяната на витловата тяга при самолетите с реактивна стана неизбежна.

Пропелерите (витлата, лопатите) на модерните вятърни турбини още в края на миналия век достигнаха до същия нерешим проблем, поради надзвуковата скорост на въртене на периферните краища на лопатите им. На практика всички съвременни ветротурбини от мегаватовия клас имат този проблем, поради което около една четвърт от дължината на лопатите им е неефективна. Роторните лопати се въртят поради разликата в налягането от двете им страни. Но при това въртене непрекъснато преминава въздух (през страничните ръбове и края на лопатата) от страната на повишеното налягане към обратната страна с понижено налягане, което причинява големи загуби на енергия (индуктивни загуби), особено в периферията на лопатите. Освен това - протичането на въздуха е основната причина за неприемливо високия шум, който издават лопатите при въртенето си.

Ефективност на вятърните и хидрокинетичните турбини

Поради изложените по-горе причини ефективността на вятърните и аналогичните им хидрокинетични турбини е силно ограничена. Изначално използването на самолетните пропелери е да създават двигателна тяга, а вятърните лопати имат за цел не да създават тяга, а да се въртят с по-високи обороти. И ако за самолетните витла един начин частично да се намалят енергийните загуби е като се намалят оборотите и увеличи въртящият им момент, то намаляването на оборотите на вятърните турбини не е подходящо  по-принцип. Очевидно е, че аналогията между самолетните витла и вятърните турбини, поради общите аеродинамичните принципи и практики, на които те се подчиняват, е изчерпала своите възможности за увеличаване производителността на турбините, аналогично на изчерпването на възможностите на витлата като теглителни машини за самолетите. Неизбежно е търсеното на нови радикални технически решения, които да са специфични сили за вятърните турбини, защото е контрапродуктивно те да продължават да експлоатират само аеродинамичните сили, както при самолетните витла. Новите решения водят до намирането на други сили и механизми, при които кинетичната енергия на флуидите (независимо вятър или водно течение) да въртят лопатите с цел именно въртене, а не създаване на тяга.

Радикално увеличена ефективност на реактивните турбини

В поредица изобретения за вятърни и хидрокинетични турбини, представени на тези страници и в тази книга използваме неексплоатирана досега сила, а именно реактивната. По подобие на отказа от самолетните витла и замяната им с реактивна тяга. Само, че при новоизобретените пропелерни машини реактивната тяга се използва за създаване на реактивен въртящ момент, за което е необходима радикална промяна на формата и конструкцията на пропелерните лопати. Или с други думи - реактивната тяга се "впряга" да върти турбините, а не да ги тегли.

Една хидрокинетична реактивна турбина с два ротора е показана на това видео. Първият ротор е с обикновени лопати. Той е с по-малък диаметър от втория, който е с по-дълги реактивни лопати. Късите лопати на първия ротор насочват допълнителна вода към реактивните лопати на втория ротор, които са подходящо конструирани така, че да се предотвратят индуктивните загуби и да  насочват реактивна струя зад лопатите така, че тя да създаде реактивен въртящ момент, значително подпомагащ въртенето на турбината, която се върти и на аеродинамичен принцип, както от по-късите лопати, така и от реактивните. Имено поради включването на нова въртяща сила и намаляването на индуктивните загуби, производителността на новоизобретените турбини, с различни видове реактивни лопати, е около два пъти по-висока от тази на най-добрите лопати, експлоатиращи само аеродинамични сили.

Вижте представянето по bTV на новоизобретената реактивна пропелерна турбина тук 

Видеоклипове на най-новите патенти вижте тук

 

Видеоклипове, показващи най-новите патенти, вижте тук.

 

Система за производство на електричество от водни течения с реактивни Савониус турбини

(По-долу е част от патентното описание)

Системата за производство на електричество от водни течения с реактивни Савониус турбини е предназначена за преобразуване на кинетичната енергия на безнапорни водни течения в електрическа енергия. По-специално, система за производство на електричество от водни течения с реактивни Савониус турбини е предвидена за работа в реки и в крайбрежните зони на океанските приливи и отливи. Подобни реактивни Савониус турбини могат да се използват и за преобразуване на кинетичната енергия на вятъра.

Предшестващо състояние на техниката
От патентна публикация № WO2006071142 е известна система за преобразуване на кинетичната енергия на океански течения с двойки контравъртящи се Савониус турбини, които са подложени на динамично въздействие по посоката на водния поток и същевременно на въздействие в перпендикулярна на него посока, поради така наречения Магнус ефект. Противоположно-въртящите се турбини, в значителна степен взаимно се уравновесяват. Затова цялата система, монтирана на свързани понтони, е по-добре балансирана и е енергийно по-ефективна. Савониус турбините се въртят винаги в една посока, независимо от посоката на течението. Всяка от турбините е с полуцилиндрични лопати, монтирани към съответен роторен вал, всеки свързан към устройство за генерация на електричество
Известната система, и всички други подобни използващи Савониус турбини, имат съществен недостатък, който следва от ниската енергийна ефективност на самите турбини при преобразуването на кинетичната енергия на движещата се вода в електричество.
Известни са различни видове хидроелектроцентрали, работещи в безнапорни водни течения. Те използват различни видове хидрокинетични турбини. Естествените водни течения са сравнително бавни. Затова и хидрокинетичните турбини се въртят сравнително бавно, което налага проектирането на трансмисии към електрогенераторите им, които включват многостепенни скоростни кутии за многократно увеличаване на оборотите.
От патентна публикация в САЩ № WO2007130479 е известна подводна двутурбинна хидроелектроцентрала, предназначена за работа във водни течения, монтирана на понтон. Двете й турбини са монтирани непосредствено една до друга под понтон и се въртят в срещуположни посоки, под действието на водния поток. Всяка от тях има множество роторни лопати, монтирани към един роторен вал. Всяка турбина има собствена трансмисия, която я свързва, през една скоростна кутия, към отделен електрогенератор.
Известната хидроелектроцентрала има баластен резервоар, чрез който се регулира положението на понтона във водата.
Посочената двутурбинна хидроелектроцентрала, както и други подобни на нея, се характеризират с монтирането на отделни многостепенни скоростни кутии (мултипликатори на оборотите) на всяка от турбините в индивидуалните им трансмисии с отделен електрогенератор за всяка турбина. Част от възлите и агрегатите в трансмисиите им работят под вода. А това затруднява тяхното оперативно поддържане, усложнява ги и ги оскъпява в крайна сметка, което води и до повишена себестойност на генерираната електроенергия.

Техническа същност на изобретението
Цел на настоящото изобретение е да се създаде нескъпа система за производство на електричество от водни течения с реактивни Савониус турбини, произвеждаща евтино електричество, чиито Савониус турбини да бъдат много по-ефективни от познатите досега и да имат обща енергоефективна трансмисия, включваща един, монтиран над водата, общ агрегат, в който оборотите на турбините се сумират и се увеличават, и един общ електрогенератор, също монтиран над водата.

Основната цел е постигната чрез система за производство на електричество от водни течения с реактивни Савониус турбини, монтирана на свързани понтони, състояща се от двойки Савониус турбини, въртящи се в противоположни посоки, като всяка от тях има полуцилиндрични лопати, монтирани към съответен роторен вал, всеки свързан към устройство за генерация на електричество, характеризираща се с това, че лопатите на всяка Савониус турбина са кухи, като едната страна на всяка лопата, от към посоката на постъпващата вода, има отвори, срещулежащата й страна е плътна, а в перифериите на лопатите има вертикални процепи, при което съответните роторни валове на всяка от двете Савониус турбини, чрез съответните им предавателни валове, са свързани към бавнооборотните валове на обща диференциално-скоростна кутия, състояща се от диференциален механизъм и мултипликатор на оборотите, а към бързооборотния вал на общата диференциално-скоростна кутия е куплиран един общ електрогенератор.
В едно предпочитано изпълнение на системата за производство на електричество от водни течения с реактивни Савониус турбини роторните валове на Савониус турбините лагеруват в отделни тръби, неподвижно закрепени върху понтона.
В друго предпочитано изпълнение на системата за производство на електричество от водни течения с реактивни Савониус турбини предавателни валове може да са гъвкави.
В друго предпочитано изпълнение на системата за производство на електричество от водни течения с реактивни Савониус турбини, сумарната площ на отворите в едната страна на всяка лопата, от към посоката на постъпващата вода, е по-голяма от сумарната площ на процепите в периферията на лопатите.

Предимствата на системата за производство на електричество от водни течения с реактивни Савониус турбини, съгласно изобретението са, че чрез нея се постига висока енергийна при преобразуване на кинетичната енергия на водния поток в електрическа енергия, защото лопатите й са по-енергийно ефективни и диференциалният механизъм, в общата диференциално-скоростна кутия, сумира оборотите на двете турбини, последвано от увеличаването им в мултипликаторната част от диференциално-скоростната кутия. Благодарение на общия диференциалния механизъм, всяка от двете турбини се върти независимо от другата, което дава възможност поотделно да се максимизира производителността им. А общата трансмисия за двете намалява трансмисионните загуби за хидроелектроцентралата като цяло.


Основно предимство на системата за производство на електричество от водни течения с реактивни Савониус турбини, съгласно изобретението са, че турбините й се въртят, не само защото се съпротивляват на водния поток. Кухите им лопати формират и две допълнителни въртящи реактивни сили. Едната е в резултат на водния напор върху вдлъбната страна на лопатата, под който напор водата навлиза през отворите в нея и излиза под налягане през периферните й процепи. Втората допълнителна реактивна сила е в резултат на центробежните сили, които изтласкват водата пак към периферните й процепи. И тя излиза под налягане през тях, защото водният напор върху вдлъбната страна на лопата не й позволява да излиза през нейните отвори на вдлъбнатата й страна. Сумата от двата описани ефекта предизвиква непрекъснато изтичащи под налягане струи през процепите зад лопатите, независимо какво е положението на турбината спрямо посоката на течението, което допълнително ускорява движението на лопатите и значително спомага за по-плавното въртене на турбината и в крайна сметка значително увеличава мощността на всяка турбина по отделно и на мощността на системата като цяло.

Технологични и икономически предимства на системата за производство на електричество от водни течения с реактивни Савониус турбини са следствия от това, че реактивни Савониус турбини могат да се произвеждат от полуцилиндрични тръби, а основните агрегати в трансмисията й се заимстват от масово произвежданите диференциално-скоростни кутии за автомобилостроенето, например. Също така, масово се произвеждат електрогенератори и електронни силови преобразувателни устройства, което намалява цената им.

Икономическо предимство на системата за производство на електричество от водни течения с реактивни Савониус турбини, съгласно изобретението, е че се използват общи основни агрегати за всяка двойка турбини. Така се намаляват инвестиционните разходи при изграждането й, а надводния монтаж на агрегатите опростяват и поевтиняват експлоатационното й обслужване. Съответно, себестойността на произведеното от нея електричество е ниска.

Инвестиционните преимущества на вложенията за строителните и монтажните работи при инсталирането системи за производство на електричество от водни течения с реактивни Савониус турбини, съгласно изобретението, са че се възвръщат бързо, защото са ниски не само поради ниската себестойност на турбините, и прилагането на евтини, масово произвеждани, агрегати, но и защото напълно се избягва изграждането на водохващания, бентове или язовирни стени, напорни тръбопроводи и т.н..

Показаната на видеото хидрокинетична електроцентрала не изисква, нито водохващане, нито напорни тръбопроводи. За нея не се прави сграда, където да бъдат турбините и другите съоръжения и апарати. Те се монтират под и над закотвени понтони в реката или на фундаменти в дъното й. Хидрокинетична електроцентрала е широко приложима за самостоятелно електрозахранване на свързани и несвързани към публичната електромрежа обекти, както и за хибридни хидро-фотоволтаични инсталации.

За хидрокинетичните ВЕЦ повече може да прочетете тук 

Георги Тончев

Inventions & Technologies of Renewable Energy

39A, Jerusalem Street. Sofia, BG - 1784,  Е-mail: George Tonchev

Voice / Fax: +3592 8760 431, +3592 8770 481, +3598 9787 2857,  +359 888 40 39 13,

София, Тел.: 02 8760 431, 02 8770 481, 0897 872 857, 0888 40 39 13, Е-mail: George Tonchev

Author and inventor: © George Tonchev

For patent publications see here

 

 

 

language="javascript">