ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Наименование инновационного проекта

Двухлопастной ветродвигатель ДЛВ-1,5 с улучшенными аэродинамическими и электромеханическими характеристиками.

Рекомендуемая область пременения

Двухлопастной ветродвигатель ДЛВ-1,5 предназначен для обеспечения электроэнергией различных потребителей хозяйственных и домашних объектов в полевых условиях, а также в качестве дополнительного альтернативного источника энергии малой мощности до 5 кВт различных объектов (мастерских, рекламных щитов, кафе и т.д.)

Назначение, цели и задачи проекта

Мировое сообщество осознает, что использование возобновляемых источников энергии в условиях повышенного энергопотребления и его цены требует поддерживать развитие ветровой энергетики. Ветровые установки (ВЭУ) имеют ряд очевидных достоинств, т.е не требуется использовать ископаемые энергоносители, что практически исключает вредные выбросы в атмосферу, а также воды. Занимаемая площадь под ВЭУ крайне мала, например, на мощность до 5 кВт удельная площадь составляет 2 м на 1 кВт земли под строительство ВЭУ можно выбрать непригодные для хозяйственных нужд.

Современные ВЭУ автоматизированы и не требуют постоянного наблюдения, монтируются и устанавливаются в короткие сроки: от трех до шести дней. Следует отметить, что отсутствие предложений со стороны отечественных производителей и повышение стоимости невозобновляемых источников энергии, обеспечили нишу альтернативной энергетики, куда ринулись зарубежные фирмы, имеющие практический опыт производства и эксплуатации ВЭУ. Особую активность проявили производители ветродвигателей Германии, Дании, США. Огромная территория России является весьма «лакомым» куском для зарубежных фирм. Эти фирмы при поддержке своих правительств активно развивают ветроэнергетику и ведут достаточно агрессивную политику по захвату российского рынка и диктата своих условий и цен на комплектующие расходные материалы. Справедливости ради надо отметить, что российскими учеными и конструкторами разработаны десятки тысяч предложений и изобретений ветроэнергетических устройств, но широкого применения, без поддержки правительства, они не получили.

Назначение проекта - разработка и реализация современных ресурсосберегающих ВЭУ, использующих дополнительные методы накопления энергии ветра.

Целью проекта является создание установки, использующей возобновляемые источники в виде энергии ветра, что позволяет снизить экологическую нагрузку на окружающую среду и потребление энергии в ее традиционном виде.

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

Энергия движущихся воздушных масс во многом определяется их скоростью перемещения (скорость ветра). Скорость ветра во многом величина случайная, зависящая от многих факторов. Она изменяется в течение часа, суток, месяца и года. Для определения возможной выработки энергии от ветровой нагрузки необходимо знать статистику скорости ветра по месяцам года. Для Пензенской области среднегодовая скорость ветра составляет 3-4 м/с, хотя внутри месяцев года скорость достигает 10-14 м/с. Существующие ВЭУ вырабатывают энергии в соответствии со случайными скоростями ветра, накапливая электроэнергию в кислотных, щелочных или иных аккумуляторах.

Предлагаемый проект ВЭУ в виде двухлопастных (трехлопастных) ветродвигателей, наряду с традиционным накоплением энергии в аккумуляторах гальванического типа использует механические накопители и улучшенные аэродинамические характеристики лопастей, позволяющих повысить эффективность ветра до 60%.

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

Двухлопастной ветродвигатель ДЛВ-1,5 (рисунок) предназначен для выработки электрической энергии в различных полевых , поселковых и городских условиях. Двухлопастной ветродвигатель обладает повышенной надежностью и качеством выработки электроэнергии при неравномерной скорости ветра. Относительная простота конструкции и ее долговечность делает ДЛВ-1,5 необходимым для обслуживания коттеджей, фермерских хозяйств. Диапазон электроэнергии, добыча воды, обогрев помещений и.т.п.

Двухлопастной ветродвигатель ДЛВ 1,5 состоит (рисунок) из двух аэродинамических лопастей (10), вращающихся навстречу друг другу; корпуса(2); сплошного вала (9); полого вала (8); шестеренчатого привода (6) (12); ротора электрогенератора с валом (5); вращающегося статора (4); двух маховиков (3), вращающихся навстречу друг другу; подшипников (11); штанги стабилизатора (14); стабилизатора (1), обладающего свойствами вывода из-под ветра на угол 60 градусов при скорости более 14 м/с; опоры (7).

Принцип действия: набегающий поток воздуха Vприводит во встроенные движения лопасти, вращательное движение через полый и сплошной валы, передается через шестерни на ротор и статор электрогенератора; вращательное движение передается на маховики, которые являются механическими аккумуляторами энергии. Наличие двух маховиков, вращающихся во встречном направлении, исключает возникновение гироскопического эффекта. Технические характеристики ДВЛ-1,5:

Ветродвигатель может быть изготовлен трехполостным.

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

Предлагаемая конструкция ВЭУ ДЛВ-1,5, благодаря простоте технологии изготовления с учетом опыта машиностроительных заводов позволяет оправдывать затраты через 4-5 лет. Коэффициент полезного действия вследствие принятия конструктивных решений увеличился при тех же габаритах на 60-70%. (Обычные лопастные ВЭУ дают максимальное использование энергии ветра до 35%). Суть использованной технологии состоит:

-     применение двух(трех) лопастей вращающихся навстречу друг другу;

-     применение вращающихся встречно статора и ротора электрогенератора;

-     применение двух маховиков, позволяющих вырабатывать электроэнергию в период снижения скорости ветра менее 4 м/с.

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

-          при неизменных габаритах выработка энергии увеличивается по мощности в 1,8 раза.

-          при уменьшении скорости ветра ВЭУ ДЛВ-1,5 используя накопленную энергию в течение нескольких часов (2-3) продолжает вырабатывать энергию или заряжает гальванические аккумуляторы, которые еще в течение 4-5 часов могут обслуживать потребителей электроэнергии.

Новые потребительские свойства продукции

- снижение металлоемкости за счет применения прочных полимерных материалов;
- повышенная мощность при уменьшенных габаритах;
- высокая надежность конструкции;
- минимальное время для технического обслуживания;
- вывод из-под ветра с использованием специального хвата-регулятора;
- накопление энергии с помощью маховиков.

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

Материалы конструкции соответствуют требованиям государственных стандартов и являются недефицитными.

Стадия и уровень разработки

Конструкция прошла стадию исследований на модели 1:20 натуральной величины. Работоспособность модели конструкции ВЭУ ДЛВ-1,5 доказана. Трудности в освоении технологии отсутствуют, в РФ имеются машиностроительные предприятия, имеющие опыт производства ВЭУ.
В настоящее время разрабатывается эскизный проект модели 1:20 натуральной величины для проведения контрольных испытаний в естественных условиях эксплуатации. Конструкция не требует постоянного контроля, кроме соблюдения правил эксплуатации.

Предлагаемые инвестиции

На начальном этапе освоения конструкции требуется государственная поддержка.

Рынки сбыта

Предположительно фермерские хозяйства, полевые станы, частные дома и коттеджи, малые станции технического обслуживания конструкций машиностроительного производства, обслуживание рекламных щитов и т.п.

Возможность и эффективность импортозамещения

Предполагаемая конструкция ВЭУ ДЛВ-1,5 позволяет частично приостановить внедрение ВЭУ зарубежного производства на российский рынок.

Возможность выхода на мировой рынок

Конструкция вполне конкурентоспособна на мировом рынке, т.к. имеет лучшие технические характеристики по сравнению с зарубежными аналогами. Конструкция легко реализуется в виде типо¬размеров, по желанию потребителей, и не требует перестройки технологии изготовления.

Срок окупаемости (в месяцах)

48

Дата поступления материала

06.06.2007