Устройство для преобразования энергии гидравлического потока в электрическую содержит пару цилиндрических плавучих колёс 1, снабжённых лопастями 2, закреплёнными на их обечайках, и установленных на концах рамы 3. Колёса 1 могут вращаться вокруг горизонтальных осей 4, поперечных направлению потока, указанного стрелкой. На раме 3 установлен кинематически связанный с колёсами 1 генератор, подключенный кабелем 5 к береговому потребителю электроэнергии. Устройство снабжено механизмом ориентации по потоку, включающим в себя трос 6, закреплённый на береговой опоре.
Генератор выполнен в виде гибкой бесконечной пьезоэлектрической ленты 7, снабжённой электродами, установленной между приводными шкивами 8 и 9. Ветви ленты пропущены между рядами промежуточных контактных роликов 10 и 11, которые изолированы от рамы и кинематически связаны со шкивами 8, 9 и осями 4 плавучих колёс 1 при помощи передачи 12. Ролики 10, 11 выполнены в виде «беличьего колеса» из стержней, которые имеют возможность упругого контакта с одной из сторон верхней или нижней ветви пьезоэлектрической ленты 7, на которых находятся электроды 13 и 14 противоположной полярности.
Для начала работы устройство устанавливают на плаву в потоке. Под действием потока на нижние лопасти 2 плавучие колёса 1 приводятся во вращение и через кинематическую передачу 12 вращают с одинаковой угловой скоростью приводные шкивы 8 и 9, а также ролики 10 и 11. При этом приводится в движение пьезоэлектрическая лента 7. Стержни роликов 10 и 11, входящие как зубья шестерён один в пазы другого, изгибают ленту 7 в противоположные стороны, что вызывает появление на электродах 13 и 14 ленты 7 противоположных электрических зарядов, которые по кабелю 5 передаются береговому потребителю электрической энергии
- цилиндрическое плавучее колесо; 2 - лопасть; 3 - рама; 4 - горизонтальная ось; 5 - кабель; 6 - трос; 7 - пьезоэлектрическая лента; 8, 9 - приводные шкивы; 10, 11 - ролики; 12 - передача; 13, 14 - электроды.
Рисунок 1.2 - Устройство для преобразования энергии гидравлического потока в электрическую (вид сбоку)
Рисунок 1.3 - Устройство для преобразования энергии гидравлического потока в электрическую (вид сверху)
Недостатками данного устройства являются непостоянные обороты плавучих колёс, а также ржавление элементов конструкции в результате взаимодействия с водной средой. К устройствам, содержащим гидротурбину или лопасти, при достаточно слабом течении, сложно подобрать низкооборотистый электрогенератор. Они эффективны только при постоянном сильном течении реки и не могут быть использованы в водоёмах со стоячей водой.
Конструкция проектируемого устройства позволяет устранить эти недостатки. Здесь не используется гидротурбина, и принцип работы основан на свойстве прямого пьезоэффекта. Все элементы буя располагаются внутри его корпуса, который полностью изолирует их от контакта с внешней средой. Для выработки электрической энергии достаточно небольшого угла крена буя. Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6
Другое по теме:
Проектирование цифровой радиорелейной линии Одним из основных видов современной связи являются радиорелейные линии (РРЛ) прямой видимости, которые используются для передачи сигналов многоканальных телефонных сообщений, радиовещания и телевидения, телеграфных и фототелеграфных сигналов, пе ...