[LT] Išradimas priklauso elektros energijos gamybos sričiai, konkrečiai autonominių, nuolat atsinaujinančių vėjo, vandens, oro srautų ir kt. šaltinių poveikyje sukeliamų mechaninių autovirpesių energijos keitimo į elektros energiją būdams. Tai įgalina sukurti autonominius elektros energijos šaltinius. Mechaninių autovirpesių energijos keitimo į elektros energiją būde, pagrįstame nuolat atsinaujinančių energijos šaltinių, tokių kaip vėjas, vanduo, oro srautas ir kt., sukeliamo išorinio poveikio į tampriai pritvirtintą mechaninį elementą, kurio autovirpesių energija, keičiama į elektros energiją, tampriai pritvirtintą mechaninį elementą papildomai veikia sinchronizuoto, pagal elektros tinklo dažnį, sužadinimo jėga ir sukuria elektros įtampą, kintančią pagal elektros tinklo dažnį.
[EN] The invention relates to energetics. Method for changing of mechanical auto - oscillation energy to electrical energy characterized in that elastically fixed mechanical element is acted additionally by excitation power and creates electric voltage changeable under frequency of electric network.
[0001] Išradimas priskiriamas elektros energijos gamybos sričiai, konkrečiai autonominių, nuolat atsinaujinančių vėjo, vandens, oro srautų ir kt. šaltinių poveikyje su keliamų mechaninių autovirpesių energijos keitimo į elektros energiją būdams. Tai įgalina sukurti autonominius elektros energijos šaltinius.
[0002] Yra žinomas vėjo energetikos agregatas, kuriame vėjo energija keičiama į elektros energiją tokiu būdu: pjezokeitikis intensyviai virpa dėl oro sūkurių, kuriuos sukuria agregato mentelių periferinės dalys, tokiu būdu generuojama elektros energiją. Potencialų skirtumo padidinimui yra naudojamas konfuzorius, kuris didina spaudimą į pjezokeitiklį ( žiūr. SU patentą Nr. 1231253, F 03 0 5/06,1986).
[0003] Yra žinomas oro srauto energijos keitimo į elektros energiją būdas, panaudojant pjezoefektą, kuriame oro srauto pagalba yra žadinamas mechaninis posistemis su pjezoelementais, kurių virpesiai keitimo posistemyje keičiami į elektros energiją (žiūr. V.Volkovo straipsnis Built-in Inspection Using Mechanical Energy Converting Elements -proc. Of IMECE'03. 2003 ASME Int. Mechanical Engineering Congress, Washington, 2003).
[0004] Nurodytame oro srauto energijos keitimo į elektros energiją būde, panaudojant pjezoefektą, generuojama elektros energija yra nuo neapibrėžtos apkrovos, neapibrėžtas generuojamos energijos dažnis bei nenustatomas judesio dėsnis, todėl būdą pritaikyti nuolatiniam elektros energijos tiekimui praktiškai sudėtinga. Papildomi, brangiai kainuojantys, sunkumai susidaro transformuojant nuolatinę elektros srovę į kintamą.
[0005] Išradimo tikslas- supaprastinti ir atpiginti autonominių, nuolat atsinaujinančių energijos šaltinių keitimo į elektros energiją, gamybą.
[0006] Išradimo tikslas yra pasiekiamas tuo, kad mechaninių autovirpesių energijos keitimo į elektros energiją būdas, pagrįstas nuolat atsinaujinančių energijos šaltinių, tokių kaip vėjas, vanduo, oro srautas ir kt., sukeliamo išorinio poveikio į tampriai pritvirtintą . mechaninį elementą, kurio autovirpesių energija, keičiama į elektros energiją, kur tampriai pritvirtintą mechaninį elementą papildomai veikia sinchronizuoto, pagal elektros tinklo dažnį, sužadinimo jėga ir sukuria elektros įtampą, kintančią pagal elektros tinklo dažnį.
[0007] 1 brėžinyje pavaizduota mechaninių autovirpesių energijos keitimo į elektros energiją būdo blokinė schema, kurioje pavaizduotas nuolat atsinaujinančio energijos šaltinio ( vėjas, vandens, oro srautas ir kt.) sukuriamas sužadinimas 1, tampriai pritvirtintas mechaninis elementas 2, sinchronizuojančio sužadinimo blokas 3, energijos rūšies keitimo blokas 4 ir elektros energijos nuėmimo blokas 5.
[0008] Būdas realizuojamas taip.
[0009] Vėjo, vandens, oro srautas ir kt. 1 veikia į tampriai pritvirtintą mechaninį elementą 2 ir sukelia jo autovirpesius. Tuo pat metu, tampriai pritvirtintą mechaninį elementą 2, veikia jėga F(t)=Fsin(wt+α), kur:
[0010] F - kintamos jėgos amplitudė, N;
[0011] w - apskritiminis dažnis, atitinkantis elektros tinklo dažnį, rad./s;
[0012] t - laikas, s;
[0013] α- virpesių fazė, rad.,
[0014] kurios dažnis yra sinchronizuotas su elektros tinklo dažniu. Nedidelis sinchronizuotas sužadinimas gali būti sukuriamas elektros srovės generatoriumi, kuris gali būti sukamas nebūtiniai iš elektros tinklo, o pavyzdžiui dyzelinio variklio. Tai aktualu nuošaliose vietovėse, kur nėra sukurtos elektros tinklų sistemos, kaip pavyzdžiui šiaurės ašigalis, dykumos ir kt. Kadangi nuolat atsinaujinantys energijos šaltiniai, tokie kaip vėjas, vandens, oro srautas pasireiškia įvairiais dažniais, todėl paveikus tampriai pritvirtintą mechaninį elementą sinchronizuojančiu sužadinimo dažniu, dėl dinaminio efekto įvyksta mechaninio elemento 2 autovirpesių dažnių pritraukimas prie sinchronizuojančio sužadinimo dažnio ir toliau mechaninis elementas virpa sinchronizuoto sužadinimo dažniu. Sinchronizuotų mechaninių autovirpesių energija, energijos rūšies keitimo bloke 4, keičiama į elektros energiją, kuri vėliau nuimama elektros nuėmimo bloke 5. Tokiu būdu pagaminta elektros energija nereikalauja papildomų, brangiai kainuojančių transformavimo į reikiamą dažnį išlaidų.
[0015] Palyginus su prototipu, naujas techninis sprendimas, dėka nedidelio sinchronizuoto sužadinimo, kurio dažnis yra lygus elektros tinklo dažniui, leidžia generuoti apibrėžto dažnio elektros energiją iš nuolat atsinaujinančių energijos šaltinių, tuo pačiu supaprastinti ir sutaupyti brangiai kainuojančių transformavimo į reikiamo dažnio elektros energiją išlaidų.
Mechaninių autovirpesių energijos keitimo į elektros energiją būdas, pagrįstas nuolat atsinaujinančių energijos šaltinių, tokių kaip vėjas, vandens, oro srautas ir kt., sukeliamo išorinio poveikio į tampriai pritvirtintą mechanini elementą, kurio autovirpesių energija, keičiama į elektros energiją, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad tampriai pritvirtintą mechanini elementą papildomai veikia sinchronizuoto, pagal elektros tinklo dažnį, sužadinimo jėga ir sukuria elektros įtampą, kintančią pagal elektros tinklo dažnį.