Есть еще 14 страниц.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Гелиоветроэнергетический комплекс, образованный путем отделения части земной поверхности и воздушной среды от окружающего пространства светопроницаемым и теплоизолирующим материалом и содержащий

гелиопоглощающие элементы, теплоаккумулирующие, теплогенерирующие и испарительные установки, управляемые воздухозаборные и воздухонаправляющие системы, тепличные и экзотермические сооружения и производства двойного назначения - энергетического и хозяйственно-экономического, термодинамические и аэродинамические устройства для формирования энергонасыщенного воздухопотока в термовоздушном и ветровом каналах;

воздухоотводящую тяговую трубу и управляемую надстройку к ней;

две ветротурбины, концентрически расположенные друг относительно друга в основании упомянутой тяговой трубы, причем один из каналов энергонасыщенного воздухопотока подключен к входной полости первой ветротурбины, а второй - к входной полости второй ветротурбины, при этом каждая из них включает первую энергодифференцирующую втулку, внутренняя полость которой выполнена в качестве ее вспомогательного рабочего пространства, где размещены периодически обслуживаемые неподвижные электрические катушки с их магнитопроводящими сердечниками и вращающиеся постоянные магниты, закрепленные на внутренней поверхности первой энергодифференцирующей втулки, составляющие электрогенератор, вращающийся совместно с ветротурбиной с применением магнитных опор вращения, вторую энергодифференцирующую втулку, состоящую из состыкованных между собой составных элементов в виде сегментов, выполненных из легкого воздухонепроницаемого материала, которые стянуты между собой по наружной поверхности высокопрочным бандажным канатом, и аэродинамические лопасти, которые закреплены по меньшему радиусу к первой энергодифференцирующей втулке с ее наружной стороны, а по большему радиусу - ко второй энергодифференцирующей втулке с ее внутренней стороны с помощью технологических разъемных соединений, включающих в себя размещенные посредством лопастей с предварительным напряжением канаты, стержни и болтовые соединения, причем лопасти выполнены из состыкованных между собой составных частей, изготовленных из легкого воздухонепроницаемого материала, прижатых друг к другу своими горизонтальными торцевыми поверхностями и удерживаемых под воздействием высокоскоростного энергонасыщенного воздухопотока посредством указанных канатов и/или стрежней, причем обе ветротурбины выполнены кинематически автономными таким образом, что первая вложена во вторую с промежутком между ними в виде второго вспомогательного рабочего пространства, в котором размещены второй электрогенератор и автономные опоры вращения его совместно со второй ветротурбиной, при этом оба электрогенератора выполнены в виде бескорпусных и безвальных электрогенерирующих секций, электрические выходы которых соединены между собой и с внешней электрической сетью посредством полупроводниковых преобразователей и компьютерного центра, за счет чего трансформированы в электрическую форму распределенные в пространстве крутящие моменты технологически совмещенного ветротурбогенератора.

Рисунок 1

 

Текст

Смотреть все

007635 Изобретение относится к энергетическим установкам, использующим источники возобновляемой энергии, преимущественно солнечной. Известно техническое решение, содержащее коллектор солнечной энергии, представляющий собой вытяжную трубу, поверхность которой окрашена в черный цвет, ветротурбину, сочлененную с генератором, установленную в нижней части вытяжной трубы, а также теплогенерирующий источник - дожигающую печь, которая является благодаря экзотермическому процессу побудителем тяги в вытяжной трубе (см. патент России 1828516 "Энергетическая установка", F03D 9/00, опубл. 15.07.93). Данное техническое решение позволяет утилизировать тепло внешнего нагрева вытяжной трубы солнечными лучами и использовать экзотермический процесс теплогенерирующего оборудования, в качестве которого применена дожигающая печь, для создания воздушного энергетического потока через ветротурбину, посредством чего генератор производит выработку электроэнергии. Однако в данном случае стоимость вырабатываемой электроэнергии повышена из-за некомплексного использования также и других доступных компонент солнечной энергии, в частности естественного ветра, которые могут быть эффективным побудителем естественной тяги, и др. Поэтому данная установка не может рассматриваться в качестве прототипа высокоэффективной электростанции, а позволяет лишь частично утилизировать неизбежные теплопотери экзотермического оборудования, что само по себе дает локальный экономический результат. Известно техническое решение, содержащее коллектор солнечной энергии, гелиопреобразующие поверхности которого передают тепловую энергию контактирующей с ними воздушной среде, сообщающейся с помощью воздушного канала с внутренней полостью вытяжной трубы через ветротурбину,установленную в вытяжной трубе и сочлененную с генератором, и вертикальный лопастной ротор, воспринимающий энергию ветра, причем каждая лопасть его выполнена в виде аэростатической оболочки с размещенным внутри нее автономным воздуховодом, сообщенным с внутренней полостью вытяжной трубы (см. авт.св. СССР 1386737 "Ветросолнечный агрегат", F03D 11/02, опубл. 07.04.88). Данное техническое решение позволяет одновременно использовать и энергию ветра, и энергию теплового преобразования солнечных лучей, причем нагретый в гелиопреобразующем пространстве воздух образует во внутренней полости вытяжной тяговой трубы ветропоток, который расчленяется на параллельные ветроэнергетические каналы при прохождении через аэростатические оболочки лопастей, на которых суммируются энергия ветра и часть энергии воздухопотока, остающейся в нем после прохождения последнего через ветротурбину. Потенциальные возможности использования в данном случае принципов суммирования энергий прямого солнечного тепловыделения и естественного ветра как формы проявления солнечной энергии, а также расчленения общего воздухопотока в вытяжной трубе на параллельные воздуховетроэнергетические каналы содержат в себе перспективу значительного повышения эффективности гелиоветроэнергетических установок. Однако конструктивно-технологическая реализация этих принципов в данном техническом решении имеет ряд недостатков, в частности не применены широко известные как концентраторы ветроэнергии конфузоры (см. например, авт.св. СССР 1134771"Башенный ветродвигатель", F03D 3/04, опубл. в 1985 г.; патент России 2038511 "Башенный ветродвигатель", F03D 3/04, опубл. 27.06.95 г.), что технологически снижает эффективность лопастного ротора, не используется теплоаккумулирующее и теплогенерирующее оборудование в гелиопреобразующем пространстве, а конструкторско-технологическое выполнение последнего и конструкция самого лопастного ротора не создают возможности для строительства экономически эффективных гелиоэнергоустановок по данному аналогу. Известно техническое решение, содержащее ветроколесо, электрогенератор и теплоаккумулятор,использующий резервные мощности ветроустановки для нагрева воды электронагревателями с возможностью получения пара для привода дополнительно установленной паровой турбины (см. патент США 5384489 "Ветроэлектрическая установка с системой аккумулирования энергии", F03D 9/02; F22 В 1/28,опубл. в 1993 г.). Данное техническое решение позволяет стабилизировать выработку электроэнергии за счет использования теплоаккумулятора, но не позволяет получать больших мощностей для производства электроэнергии и достигать высоких технико-экономических показателей последнего из-за ограниченности в использовании других компонент солнечной энергии, а также из-за конструктивных особенностей, не позволяющих применять ветротурбины (ветроколеса) на мощности, соизмеримые с мощностями турбогенераторов. Это связано с тем, что ветротурбины большой мощности должны иметь в подобных конструкциях весьма крупные весогабаритные характеристики, которые не могут быть размещены в используемых конструкциях на значительной высоте по технологическим причинам. Кроме того, эффект парообразования не применяется в данном техническом решении для увеличения скорости ветропотока через ветротурбину и используется посредством паровой турбины, в которой фазовый переход воды из состояния пара в жидкое состояние связан с большими тепловыми потерями и снижением КПД ветроэнергетической установки. Известны другие технические решения, в которых пары и микрочастицы воды, присутствующие в нагретом воздухе, являются важнейшей компонентой побуждения тяги вертикального ветропотока, в том числе в воздухоотводящей тяговой трубе, которая выполняется из гибкого эластичного материала на вы-1 007635 соту 1000 м и более и самоподнимается в вертикальное положение за счет применения замкнутого подъемного резервуара с легким газом, удерживаемого канатами с регулируемыми натяжными устройствами(см. ИР 1/89, О. Малинин, "Труба, готовая взлететь"; а.с.СССР 1449703 "Аэродинамическая гелиостанция", F 03 G 7/02; F 24 J 2/42, опубл. 12.11.86). Данные технические решения, в отличие от предыдущего, позволяют использовать на выходе из воздухоотводящей тяговой трубы энергию фазового перехода паров воды в капельное жидкое состояние,а также микрочастиц влаги - в состояние снежинок и микрочастиц льда, и благодаря соответствующему возрастанию скорости восходящего воздухопотока внутри воздухоотводящей тяговой трубы его энергия значительно увеличивается. Использование этой энергетической компоненты, наряду с одновременным применением других компонент солнечной энергии окружающей среды, может позволить получать весьма значительную добавку в выработке электроэнергии гелиоветроэнергетическими установками. Предусматривается также установка нескольких ветротурбин, классически сочлененных с электрогенераторами. Однако такие технические решения ограничены своими традиционными особенностями использования высоко поднимающегося воздухопотока, высокой воздухоотводящей тяговой трубы, которые снижают их конструкторско-технологическую и инженерную эффективность, в результате чего они не реализуются. Научные основы соответствующего использования энергии мирового океана, запасов влаги нижних слоев атмосферы и мощных энергетических преобразований за счет фазовых переходов водяных паров,выносимых в высокие слои атмосферы искусственно созданным ветропотоком, в воду и льдообразное состояние, как теоретическая база гравитационно-тепловой (солнечной) энергетики, разработаны в 80-е годы прошлого столетия советскими учеными (см., например, книгу "Смерч", В.В. Кушин, М., "Энергоатомиздат", 1993 г.), которые доказали высокую потенциальную эффективность такой энергетики. Условием ее реализации является разработка практически осуществимых научно-инженерных и конструкторско-технологических решений. В поисках путей практической реализации гелиоветроэнергетических установок повышенной мощности разработаны технические решения, в которых преобразователь энергии воздушного потока представляет собой спаренные через редуктор или вертикально расположенные друг над другом ветротурбины, снабженные через автономные редукторы по меньшей мере двумя электрогенерирующими установками с одинаковой или различными угловыми скоростями (см. патент России 2000467, F03D 1/02,опубл. в 1993 г.; патент США 4074951, F03D 3/4, опубл. в 1978 г.; а.с. СССР 1078120, F03D 1/00,опубл. в 1984 г.). Данные технические решения позволяют осуществлять отбор и преобразование энергии воздушного потока в условиях его увеличенного поперечного сечения и повышенной мощности. Однако такие технические решения приводят к громоздкости конструкций, снижению надежности и КПД энергосиловой установки. Поэтому данный способ распределения в пространстве ветроэнергетических и электрогенерирующих установок с целью получения возможности наращивания мощности гелиоветроэлектростанций не является конкурентноспособным в сравнении с энергоэлектрическими преобразователями существующих ТЭЦ и АЭС. Анализ вышеприведенных технических решений, а также других, известных авторам из патентной и научно-технической информации, показывает, что комплексное использование их полезных признаков и технических особенностей, однако, в новых конструктивно-технологических решениях, дополненное применением некоторых других принципов энергогелиопреобразования, могли бы существенно повысить эффективность использования солнечной энергии. Наиболее близким к предполагаемому изобретению является техническое решение, включающее гелиопреобразующую-гелиопоглощающую поверхность, светопроницаемое теплоизолирующее покрытие, пространство между гелиопоглощающей поверхностью и светопроницаемым покрытием - гелиопреобразующее пространство, сообщающееся воздушным каналом с внутренней полостью воздухоотводящей трубы через ветротурбину, смонтированную в корпусе воздухоотводящей трубы и соединенную с электрогенерирующим устройством, ветроподающее пространство и теплоаккумулятор (см. авт.св. СССР 1625999 "Солнечный двигатель", Р 03G 6/00,F24J 2/42, опубл. 07.02.91). Данное техническое решение позволяет более эффективно использовать лучевую и ветровую компоненты солнечной энергии окружающего пространства при выработке электроэнергии за счет их совмещения во взаимосвязи с теплоаккумулятором, результаты применения которого повышаются при использовании оптимизирующего компьютерного управляющего центра. Однако оно также не обеспечивает решающих технико-экономических показателей гелиоветроэлектростанций, которые могли бы сделать их предпочтительными перед традиционными ТЭЦ, ГРЭС и АЭС. Это связано с рядом ограничений и недостатков также данного технического решения. В частности, в нем не используются приведенные выше такие полезные факторы гелиоэнергетического преобразования, как применение ветронаправляющего пространства, конструктивно увязанного с использованием гелиопреобразующего пространства,применение полезного энергопреобразования за счет фазовых переходов воды по прямой и обратной цепочкам вода-пар-вода-лед, с использованием тепловой энергии мирового океана, и другие, без комплексного применения которых эффективность гелиоэнергетического преобразования значительно сни-2 007635 жается. Кроме того, в данном техническом решении конструктивно-технологические особенности снижают КПД и масштабность энергопреобразования, в том числе за счет применения известных классических конструкций ветротурбины и электрогенератора в качестве электрогенерирующего устройства, соединенных между собой посредством валов как концентраторов и передатчиков механической энергии. Для мощных гелиоэнергетических комплексов последнее практически не может быть реализовано. В этой связи гелиоветроэнергетические комплексы с использованием данного технического решения, несмотря на наиболее комплексное соединение в нем ряда полезных признаков относительно других известных, не получили применения. Задачей настоящего технического решения согласно предполагаемому изобретению является создание реализуемого в условиях инженерной практики и технико-экономической конкуренции мощного гелиоветроэнергетического комплекса со стабильным производством товарной электрической и тепловой энергии в любых регионах планеты, включая северные регионы, в зонах крупных источников незамерзающей воды, на основе дополнения указанного прототипа (авт.св. СССР 1625999 "Солнечный двигатель", F 03 G 6/00, F 24 J 2/42, опубл. 07.02.91) другими известными и легко доступными компонентами солнечной энергии с их экономически эффективной конструктивно-технологической комплексной увязкой, включая создание принципиально новых конструкций ветротурбины и электрогенерирующих устройств, распределенных в пространстве по всему сечению специально организованного энергонасыщенного воздухопотока. Техническим результатом настоящего предполагаемого изобретения является создание такого гелиоветроэнергетического комплекса, который позволяет получать дешевую, экологически чистую, равномерно отпускаемую потребителям энергию в любых регионах и обеспечивает экономический и экологический перевес над традиционными энергетическими комплексами. Частными техническими результатами предложенного технического решения являются системное,технологически неотъемлемое оздоровление окружающей среды, высокопроизводительное производство экологически чистых продуктов питания с относительно низкой себестоимостью, включая ценную разнообразную продукцию искусственно создаваемых водоемов, предназначенных для обеспечения высокоэкономичного энергопроизводства, использование конструктивных модулей и новых технологий,применяемых для высокопроизводительной сборки строительных и энергетических установок гелиоветроэнергетических комплексов, для высокопроизводительного строительства жилья повышенной комфортности и экологичности, модернизация самого уклада сельской жизни и АПК, совмещенного с энергопроизводством, создание условий для возможного целенаправленного улучшения климата в отдельных регионах и на планете в целом. Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что, с учетом отдельных положительных особенностей известных технических решений и особенностей их конструктивного выполнения, в том числе названного прототипа, которые в совокупности включают гелиопреобразующее пространство, образованное гелиопоглощающими и лученаправляющими поверхностями и их,преимущественно, светопроницаемым теплоизолирующим покрытием, территории аграрного, промыслового и промышленного назначения, замкнутую, нагреваемую преобразованной солнечной энергией,воздушную среду с управляемыми воздухозаборными и воздухоотводящими системами, специальные технологические средства, в том числе теплоаккумулирующие, теплогенерирующие и испарительные установки и сооружения, термодинамические и аэродинамические устройства и приспособления для формирования направленных энергонасыщенных воздухопотоков, воздухоотводящую тяговую трубу и гибкую управляемую надстройку к ней с регулируемой по высоте ее ветронагруженной поверхностью в качестве аэродинамического средства повышения тяги в ней в периоды пониженной скорости приземного естественного ветра и ограничения ветровой нагрузки на нее в периоды повышения скорости ветра сверх 20 м/с, ветронаправляющее пространство, включающее в себя ориентированные в окружающей среде ветронаправляющие поверхности, закрепленные относительно системной совокупности несущих опор и примененные в качестве концентраторов естественного ветра в направлении от образованных ими периферийных ветрозаборных проемов к воздухоотводящей тяговой трубе, дополнительные аэродинамические средства, посредством которых оба указанных ветровоздушных канала подключены к воздухоотводящей тяговой трубе, с применением специальных технологических средств, через автономные ветротурбины, сочлененные с электрогенерирующими устройствами, и управляющий компьютерный центр,в устройстве согласно предполагаемому изобретению имеются отличия в том, что ветротурбина, входная полость которой аэродинамически связана, преимущественно, с ветронаправляющим пространством,концентрически охватывает ветротурбину, входная полость которой аэродинамически связана, преимущественно, с гелиопреобразующим пространством таким образом, что технологически они совместно представляют одну конструктивно распределенную в пространстве ветротурбину, состоящую из концентрических секций, которая имеет два различных входных канала энергонасыщенных воздухопотоков,при этом каждая из ветротурбин конструктивно технологически выполнена посредством по меньшей мере двух смежных концентрических энергодифференцирующих втулок, установленных на автономных опорах, и расположенных между ними аэродинамических лопастей, которые совместно образуют отдельные воздушные энергопреобразующие каналы ветротурбины, а посредством свободных от лопастей-3 007635 поверхностей энергодифференцирующих втулок закреплены магнитные возбудители электрогенерирующих устройств, связанные через магнитные воздушные зазоры с электрогенерирующими секциями и их магнитопроводами, закрепленными на фундаментной базе, преимущественно, во вспомогательном рабочем пространстве, которое размещено между смежными воздушными энергопреобразующими каналами и изолировано с помощью дополнительных аэродинамических приспособлений от энергетических воздухопотоков, при этом корпуса энергодифференцирующих втулок выполнены из облегченных конструкций, например составных, преимущественно цилиндрической формы, и на их наружных поверхностях закреплены с предварительным напряжением упрочняющие бандажные канаты, причем аэродинамические лопасти ветротурбины, расположенные между смежными энергодифференцирующими втулками, закреплены к последним с обеих сторон посредством технологических разъемных соединений,содержащих, например, фиксирующие пазы для размещения по свободной посадке торцевых окончаний аэродинамических лопастей и многофункциональные крепежные, в частности болтовые, соединения,которые механически связывают аэродинамические лопасти с корпусами энергодифференцирующих втулок и упрочняющими бандажными канатами, причем многофункциональные крепежные соединения выполнены с помощью технологических отверстий, образованных программными средствами в корпусах энергодифференцирующих втулок, содержат приспособления для размещения и закрепления в них бандажных канатов и расположены вдоль пространственной кривой линии, относительно которой зафиксированы на поверхности энергодифференцирующих втулок составные участки проектно заданных профилей аэродинамических лопастей, при этом воздухоотводящая тяговая труба с управляемой надстройкой с помощью дополнительных аэродинамических приспособлений применена как интегратор отработанных в ветротурбинах и/или в энергодифференцирующих секциях одной составной ветротурбины воздухопотоков различных энергетических характеристик и ветропотоков внешней окружающей среды, которые протекают на уровне управляемой надстройки и над ней, причем внутри последней размещены по фиксированным координатам датчики скорости, температуры и влажности интегрированного вихревого воздухопотока, подключенные к управляющему компьютерному центру, а каждое вспомогательное рабочее пространство, преимущественно, снабжено защитными, в частности коническими, поверхностями с общей вертикальной осью, между которыми закреплены на фундаментной базе кольцевые платформы и/или несущие диски, к которым выполнены технологические проходы с аэродинамическими поверхностями, причем указанные вспомогательные рабочие пространства содержат смотровые окна и приспособления ремонтно-профилактического назначения. Такое техническое решение позволяет экономически эффективно преодолеть мощностные ограничения при создании гелиоветроэнергетических комплексов. Чтобы последние могли успешно конкурировать с ТЭЦ и АЭС, они должны создаваться при сравнительно низких удельных капиталовложениях,на значительные мощности в единице, в условиях использования относительно низкопотенциальной энергии воздуховетроэнергетического потока, чем это характерно для случаев применения высокотеплотворного энергетического сырья и высокопотенциального энергетического контура с использованием перегретого пара высокого давления. В этом случае размеры ветротурбоэлектрогенератора могут быть весьма значительными, существенно превышающими размеры паротурбогенераторов аналогичной мощности. При этом КПД преобразования мощности воздуховетроэнергетического потока в электрическую мощность является более высоким, если, с учетом применения термодинамических и аэродинамических средств энергетического насыщения формируемых воздухопотоков, ветротурбина располагается над поверхностью земли выше горловины гелиопреобразующего пространства, которое для создания мощности в десятки и сотни тысяч кВт должно иметь достаточно крупные геометрические размеры, включая высоту. В то же время расположение на высоте мощной ветротурбины, имеющей по конструкции приближенную аналогию с гидротурбиной, является технически крайне сложной задачей. Поэтому и ведутся известные поиски эффективного распределения (в пространстве ветроэнергетического потока) мощностей ветротурбины и сочлененного с ней электрогенератора, на что указывают вышеприведенные известные технические решения. Именно разрешение этой проблемы путем создания новой, собираемой из составных базовых частей, конструкции ветротурбины, состоящей из легких концентрических втулок, названных энергодифференцирующими, которые рассекают-дифференцируют ветроэнергетический поток на параллельные каналы, где располагаются, непосредственно при монтаже в месте эксплуатации ветротурбины, все ее основные элементы, в том числе аэродинамические лопасти из легкого воздухонепроницаемого материала,обеспечивает реальную возможность разработки и строительства мощных гелиоветроэнергетических комплексов. При этом каждая из связанных пар энергодифференцирующих втулок закрепляется в пространстве посредством автономных опор вращения, которые могут располагаться только на нижней части их корпусов, или только на верхней, или на обоих торцевых окончаниях, а также в других местах вертикально расположенных энергодифференцирующих втулок. Ветротурбина, состоящая из концентрических энергодифференцирующих втулок, не содержит единого вала как конструктивного узла, применяемого в традиционных технических решениях, и эта ее важнейшая особенность позволяет обеспечивать на различных радиальных расстояниях от общей оси вращения в одном технологическом агрегате различные угловые скорости вращения, но близкие по величи-4 007635 не линейные скорости движения их поверхностей, при этом осуществляется распределенный по сечению ветроэнергетического потока канала отбор механической мощности и преобразование ее в электрическую мощность. Эти конструктивные особенности, вместе взятые, позволяют значительно повысить КПД как самой ветротурбины и распределенного в пространстве электрогенерирующего устройства, так и общий КПД суммарного преобразования компонент солнечной энергии в электрическую энергию. При такой конструкции ветротурбины ее лопастям могут быть приданы любые расчетные аэродинамические формы, а их высота может задаваться такой величины, которая в конечном счете определит внутреннее сопротивление ветротурбины и уровень отбора мощности от ветроэнергетического потока. Чтобы практически осуществлять монтаж ветротурбин диаметром до 50-100 м, энергодифференцирующие втулки выполняются из небольших и легких составных модулей, которые программно изготавливаются комплектно на специализированных предприятиях с соответствующей маркировкой каждого модуля, в соответствии с разработанной технологией монтажа. Принципиально так же, из программно изготовленных модулей собираются автономные опоры вращения. Опоры вращения своей неподвижной частью закрепляются относительно несущих конструкций ветротурбины ее фундаментной базы, в частности, посредством кольцевых платформ, которые также могут выполняться составными из легких конструктивных модулей, и эти платформы могут иметь лишь приближенную кольцевую форму, представляя собой, например, равносторонний многоугольник. Неподвижные конструктивные элементы опор вращения вместе с конструктивно-технологической инфраструктурой подачи смазочного материала особенно если применены жидкостные опоры, могут также располагаться на упомянутых кольцевых платформах как на фундаментной базе. Сборная конструкция корпусов энергодифференцирующих втулок дополнительно закрепляется и предварительно напрягается с помощью бандажных канатов, расположенных по всей высоте их наружных поверхностей, изготовленных, в частности, из полимерных, угольных, базальтовых или других высокопрочных материалов и нитей. Могут применяться также и стальные канаты, что определяется проектными решениями. Размещение лопастей составной ветротурбины между поверхностями каждой соответствующей пары энергодифференцирующих втулок, образующих между собой автономный воздушный энергопреобразующий канал, осуществляется после монтажной сборки энергодифференцирующих втулок и в большинстве случаев - их автономных опор вращения на проектном месте эксплуатации. Конструкция составной ветротурбины обеспечивает многовариантность выполнения и закрепления лопастей, однако,общим для всех вариантов является следующее. Каждая лопасть составляется такими частями из легкого воздухонепроницаемого материала, которые монтажники вручную легко поднимают и размещают между энергодифференцирующими втулками. Эги части, например, могут выполняться из легкого композитного, полимерного материала, покрытого при необходимости пленкой небольшой толщины, с формой, соответствующей расчетной форме определенных участков поперечных сечений лопастей, и длиной, соответствующей расстоянию между поверхностями энергодифференцирующих втулок, образующими автономный воздушный энергопреобразующий канал. В таком случае промаркированные составные части лопастей, выполненные в условиях заводского изготовления, оснащенного высокоточным автоматизированным оборудованием, стыкуются между собой по горизонтальным поверхностям, преимущественно со шлицевым соединением, чем обеспечивается последовательное формирование заданного аэродинамического профиля лопастей. Торцевые окончания составных частей лопастей ветротурбины фиксируются относительно соответствующих поверхностей энергодифференцирующих втулок посредством технологических крепежных соединений, которые включают в себя, в частности, составленные из отдельных участков направляющие пазы, закрепленные относительно составных модулей корпусов энергодифференцирующих втулок. Лопасти заданной объемной формы могут также изготавливаться из отдельных полос тонколистового материала, из профилей алюминиевых сплавов и титана, стыкующихся между собой и фиксирующихся относительно поверхностей энергодифференцирующих втулок при монтаже. Между воздушными энергопреобразующими каналами, образованными в ветротурбине соответствующими поверхностями энергодифференцирующих втулок, в которых размещены вращающиеся совместно с ними лопасти, создаются другими поверхностями этих втулок вспомогательные ветроизолированные рабочие пространства, закрытые со стороны входной полости ветротурбины и со стороны полости воздухоотводящей тяговой трубы конструкциями, связанными с фундаментной базой ветротурбины, в частности кольцевыми платформами. Сквозь эти платформы, например, с уплотнениями и через ветроизолированные рабочие пространства ветрстурбины проходят опорные конструкции для размещения технологического оборудования различного назначения вне ветроэнергетических каналов и над ветротурбиной, в воздухоотводящей тяговой трубе, в том числе закрепляются верхние несущие конструкции,в частности кольцевые платформы. Создание ветроизолированных рабочих пространств внутри ветротурбины (изолированных от осевого и вращающегося-тангенциального энергетического воздухопотока) не снижает ее технико-экономических показателей. Напротив, это приводит к увеличению скорости воздухопотока в воздушных энергопреобразующих каналах, что позволяет соответственно повысить проектные скорости вращения энергодифференцирующих втулок, а это позволяет снизить удельный расход активных материалов в электро-5 007635 генерирующем устройстве. Последнее в данном случае состоит из ряда концентрических электрогенерирующих секций, в которых подвижные энергопреобразующие элементы, выполненные, например, в виде постоянных магнитов, закреплены относительно участков поверхностей энергодифференцирующих втулок, свободных от лопастей. Неподвижные элементы электрогенерирующих секций, выполненные, например, в виде электрических катушек и магнитопроводов, закреплены относительно фундаментной базы, преимущественно во вспомогательных рабочих пространствах, или относительно кольцевых платформ, параллельно конструктивным элементам автономных опор вращения. Для обеспечения более удобного обслуживания электрогенерирующих секций с электрокоммутационной инфраструктурой и автономных опор вращения их составные конструктивные элементы сдвинуты друг относительно друга по уровню вдоль оси ветротурбины. В целом, электрогенерирующие секции, с их вращающимися полюсами возбуждения, располагаются преимущественно во вспомогательных рабочих пространствах. В случае создания средних по мощности гелиоветроэнергетических комплексов, каждая из двух концентрических ветротурбин включает в себя лишь по одной паре энергодифференцирующих втулок, только по одному комплекту аэродинамических лопаток, опор вращения и по одному вспомогательному рабочему пространству, где располагается энергогенерирующая секция. При создании комплекса нижнего мощностного ряда ветронаправляющие и гелиопреобразующие пространства объединяются, ветро- и термовоздушные потоки при помощи специальных технологических средств складываются в один энергетический воздухопоток, который входит в одну общую ветротурбину, включающую одну пару энергодифференцирующих втулок с аэродинамическими лопастями между ними. При этом вспомогательное ветроизолированное рабочее пространство, где размещены электрогенерирующие секции и опоры вращения ветротурбины (частично или полностью), расположено внутри меньшей энергодифференцирующей втулки и непосредственно охватывает ось вращения ветротурбины и электрогенерирующей секции. Мощные гелиоветроэлектростанции (50-100 тыс.кВт и выше) имеют ряд пар концентрических энергодифференцирующих втулок с общей осью вращения, и между каждой такой парой размещается ветроизолированное вспомогательное рабочее пространство с автономной (кинематически) электрогенерирующей секцией. Отдельные электрогенерирующие секции могут выполняться не на электроиндукционном принципе, а по принципу электрофорной машины. Электрогенерирующие секции, использующие принцип электромагнитной индукции, в предложенной конструкции ветротурбины и электрогенерирующего устройства содержат группы электрических катушек, в которых напряжения повышенной частоты сдвинуты по фазе и образуют многофазную систему, позволяющую наиболее дешевыми средствами формировать промышленную трехфазную систему с заданной частотой. Дня этих целей электрогенерирующее устройство связано с полупроводниковым преобразователем, посредством которого электрические катушки по силовым каналам соединены с распределительной электрической сетью. Последняя включает в себя фидера, связанные с внешними линиями электропередач, и электролинии, обеспечивающие собственные нужды гелиоветроэнергокомплекса. Компьютерный управляющий центр последнего по каналам управления связан с электрогенерирующими секциями, обеспечивая режимы синхронизации отдельных групп электрических катушек и в целом электрогенерирующего устройства с потребляющей электрической системой. При использовании принципа электрофорной машины электрогенерирующие секции имеют, преимущественно, дисковую конструкцию. Предложенная конструкция ветротурбины, в связи с мелкомодульной компоновкой и особенностями сборки ее непосредственно на месте проектного технологического размещения, создает целый спектр возможных вариантов реализации, отличных друг от друга и имеющих специфические преимущества для случаев, например, больших или меньших диаметров энергодифференцирующих втулок, для тех или иных технологий и условий заводов-изготовителей, для различных местных условий строительства гелиоветроэнергетических комплексов. В этой связи другие важные особенности предложенного технического решения, в отличие от известных технических решений и вышеназванного прототипа, состоят в том, что корпуса энергодифференцирующих втулок выполнены с применением легких металлических цилиндров, наружные поверхности которых снабжены упрочняющими бандажными канатами, присоединенными к средствам закрепления аэродинамических лопастей, установленных и закрепленных между энергодифференцирующими втулками в сборно-разборных конструкциях, с помощью многофункциональных крепежных соединений ветротурбины, причем последние размещены посредством программно выполненных в металлических цилиндрах технологических отверстий, расположенных вдоль линий пересечения поверхностей металлических цилиндров с поверхностями аэродинамических лопастей, и фиксируют их взаиморасположение в сборе и под нагрузкой. Отличие при определенных диаметрах распределенных секций ветротурбины состоит и в том, что,по меньшей мере, часть корпусов энергодифференцирующих втулок выполнена в сборной конструкции с применением маркированных сборочных модулей вертикального расположения, в частности легких и высокопрочных металлических профилей, которые комплектно составляют соответствующий корпус энергодифференцирующей втулки, причем они совмещены своими смежными программно обработан-6 007635 ными поверхностями, преимущественно, содержащими шлицевые соединения, и образуют с помощью бандажных канатов и многофункциональных крепежных соединений ветротурбины единую, высокопрочную и легкую предварительно напряженную конструкцию, при этом торцевые окончания и/или торцевые фланцы энергодифференцирующих втулок, по меньшей мере, нижние из них, выполнены с поверхностями скольжения как элементы автономных опор вращения. Отличие состоит также в том, что аэродинамические лопасти ветротурбин выполнены составными,например объемными и в облегченных конструкциях, причем составляющие их элементы совместно образуют полный профиль каждой из аэродинамических лопастей, определенный их расчетными наружными поверхностями, состыкованы между собой смежными поверхностями и закреплены в собранной конструкции посредством многофункциональных крепежных соединений ветротурбины и упрочняющих радиальных канатов, размещенных в механическом контакте с конструкционными материалами аэродинамических лопастей, при этом упрочняющие радиальные канаты, размещенные, в частности, на их наружных поверхностях, расположены в канавках, выполненных на этих поверхностях, причем упрочняющие радиальные канаты присоединены обоими концами посредством названных многофункциональных крепежных соединений к упрочняющим бандажным канатам и, в частности, к закладным изделиям, которые размещены, например, в корпусах энергодифференцирующих втулок, закрепленных относительно автономных опор вращения. Отличие и в том, что аэродинамические лопасти ветротурбины выполнены посредством ажурных объемных конструкций, на которых закреплен воздухонепроницаемый высокопрочный материал, например стеклопленка, при этом указанные ажурные конструкции содержат металлические и/или композитные несущие элементы, в частности углепластиковые. Отличие и в том, что аэродинамические лопасти ветротурбины выполнены составными из листового материала. Отличие и в том, что на соответствующих поверхностях объемных лопастей выполнено поле аэродинамических, например сферических, углублений. Отличие и в том, что в качестве составных конструктивных модулей корпусов энергодифференцирующих втулок применены маркированные вертикально расположенные стойки из композитного материала, внутри каждой из которых размещены упрочняющие закладные изделия, например деревяннометаллические балки. Отличие и в том, что в качестве составных конструктивных модулей корпусов энергодифференцирующих втулок применены маркированные горизонтально расположенные кольца и/или их долевые части, выполненные, например, из композитного материала, которые состыкованы между собой по соответствующим смежным поверхностям и закреплены в общую конструкцию посредством многофункциональных крепежных соединений, упрочняющих бандажных канатов и силовых элементов, расположенных в отверстиях, выполненных в этих модулях программными средствами. Отличие состоит также в том, что в качестве составных элементов корпусов энергодифференцирующих втулок применены маркированные модули, выполненные в ажурных конструкциях, покрытых воздухонепроницаемым материалом, причем в них размещены конструктивные элементы для закрепления многофункциональных крепежных соединений, упрочняющих бандажных канатов и вертикальных закладных изделий, механически связанных посредством составных корпусов энергодифференцирующих втулок, в частности, посредством их торцов, с автономными опорами вращения последних. Отличие состоит также в том, что указанные многофункциональные крепежные соединения ветротурбины содержат конструктивные элементы с участками сферических поверхностей и открытыми монтажными проемами для зачаливания радиальных и бандажных упрочняющих канатов, расположенных на несущих конструкциях аэродинамических лопастей и поверхностях корпусов энергодифференцирующих втулок. Отличие состоит также в том, что ветротурбины содержат автономные датчики вырабатываемой энергии, которые через управляющий компьютерный центр связаны с регуляторами параметров воздуховетрозаборных и воздухоотводящих систем, специальных технологических средств энергетического назначения и ветронагруженной поверхности управляемой надстройки над воздухоотводящей тяговой трубой. Предложенный дополнительный комплекс технических решений направлен на совершенствование конструкции ветротурбины, упрощение и повышение производительности ее монтажа с одновременным повышением ее прочности и жесткости. Кроме того, он направлен на развитие инфраструктуры подачи и отвода энергетических воздухопотоков, включая вспомогательные аэродинамические средства и рабочие пространства. Вертикально расположенные стойки из композитного материала в качестве сборочных единицмодулей корпусов энергодифференцирующих втулок могут выполняться весьма легкими и прочными,усиленными закладными металлическими профилями и канатами, в частности легкими и прочными базальтовыми, углепластиковыми канатами, посредством которых эти модули прочно закрепляются относительно подвижных элементов автономных опор вращения. Легкие сборные участки лопастей, покрытые воздухонепроницаемым материалом, могут иметь заранее реализованный расчетный профиль с соответствующей маркировкой. Листовойматериал, образующий поверхности лопастей в процессе монта-7 007635 жа, может представлять собой стальные листы, листы из композитного материала и эластичных пленок, а также накрывать поверхности элементов, полученных путем склеивания или по технологии изготовления пенистых, композитных материалов. Аэродинамические лопасти могут быть также изготовлены из полимерных материалов или материалов, получаемых с применением угольных, керамических, капроновых и других нитей, соединенных с пленочным или другим воздухонепроницаемым материалом. Гибкий листовой материал даже без его предварительного профилирования может легко приобретать расчетный аэродинамический профиль лопастей в процессе их монтажа, когда торцы листов продвигаются по профилеобразующим пазам, созданным на поверхностях энергодифференцирующих втулок. Однако принципиальным является именно применение сборных конструкций лопастей и их монтаж-демонтаж посредством разъемных соединений. Это разрешает комплекс наиболее сложных проблем практической реализации турбин большой мощности. Вышеуказанные технологические многофункциональные крепежные соединения играют роль важного связующего звена в предложенной конструкции ветротурбины. К ним, с одной стороны, закрепляются упрочняющие радиальные бандажные канаты, располагаемые на поверхностях и/или внутри лопастей и фиксирующие их аэродинамический профиль в условиях применения легкого и даже гибкого воздухонепроницаемого материала лопастей при действии на них весьма высоких силовых нагрузок от движущегося воздухопотока, а с другой стороны, бандажные канаты, упрочняющие наружные поверхности энергодифференцирующих втулок, корпуса которых составлены из сборных легких модулей, в том числе из титана или сплавов алюминия, в условиях действия на них весьма значительных центробежных сил. Одновременно с этим к многофункциональным крепежным,например болтовым, соединениям ветротурбины механически закреплены закладные изделия, расположенные внутри определенных типов сборочных конструктивных модулей энергодифференцирующих втулок. Таким образом, многофункциональные крепежные соединения ветротурбины скрепляют между собой гибкие и легкие, прочные многокоординатные канатные системы, обеспечивающие за счет их предварительного напряжения результирующую прочность и устойчивость ветротурбины в условиях совмещенного воздействия на нее осевых, радиальных и тангенциальных сил. С целью высокопроизводительного и надежного закрепления бандажных канатов после монтажа лопастей окончания многофункциональных крепежных (болтовых) соединений, обращенные в сторону лопастей, могут содержать конструктивные элементы со сферическими поверхностями и свободными проемами, например, в форме канатоудерживающих крюков. В этом случае свободный конец бандажного каната, накладываемого на аэродинамическую поверхность лопасти, свободно зачаливается за крюк,затем - за рядом расположенный крюк смежного соединения и поворачивается в обратном направлении вдоль поверхности лопасти. На поверхности второй втулки делается аналогичный обратный поворот бандажного каната, и он в параллельном ряду располагается снова на поверхности лопасти. Таким образом, радиальный бандажный канат за целый ряд прямых и обратных ходов накрывает, охватывает сложный пространственный профиль лопасти с требуемой плотностью и, наконец, его свободный конец закрепляется. Окончания многофункциональных болтовых соединений, обращенные в сторону лопастей, могут оформляться и в виде других конструкций, например с использованием полой цилиндрической вставки с напряженным упругим элементом. При этом цилиндрическая полая вставка содержит на своей поверхности сферическую канавку для размещения и удержания каната с частичным или полным его оборотом вокруг указанной вставки. Упругий элемент в данном случае предназначен для компенсации возможного удлинения участков бандажных канатов в процессе эксплуатации, а также служит индикатором состояния бандажных канатов при технических осмотрах. Окончания многофункциональных крепежных (болтовых) соединений ветротурбины, выходящие из корпусов энергодиференцирующих втулок со стороны их бандажируемых наружных поверхностей,содержат конструктивные элементы для обеспечения прохождения бандажных канатов через корпусные детали соединений для петлеобразного углубления их относительно поверхности энергодифференцирующих втулок посредством предварительно напряженных упругих элементов с целью аналогичной самокомпенсации деформаций бандажных канатов в процессе эксплуатации, а также визуальной индикации состояния бандажных канатов при технических осмотрах. Многофункциональные крепежные (болтовые) соединения ветротурбины являются также средством закрепления пластин, профилей, например стальных, посредством которых могут формироваться профильные направляющие пазы для фиксирования торцевых участков лопастей. Такие профильные пазы образуются короткими участками на стадии изготовления маркированных составных конструктивных модулей корпусов энергодифференцирующих втулок, в частности, с помощью металлических профилей, в соответствии с расчетным интегральным аэродинамическим профилем лопастей и технологическими программами на изготовление каждого из маркированных модулей. Варианты дополнительных конструктивных особенностей изготовления энергодифференцирующих втулок и лопастей и применяемых материалов, изложенные выше, в пояснениях не нуждаются. Они обеспечивают возможности для повышения технико-экономических показателей ветротурбины применительно к различным габаритным размерам ее составных элементов, соответствующим различным диаметрам энергодифференцирующих втулок в составе ветротурбины.-8 007635 Выполнение лопастей с объемным профилем по подобию поперечного сечения крыла самолета направлено на повышение результирующего КПД преобразования энергии воздушного потока в электрическую энергию и относится, в первую очередь, к энергопреобразующим каналам с большими диаметрами энергодифференцирующих втулок. При этом ветроприемные поверхности лопастей выполняются с повышенным коэффициентом трения относительно движущегося воздушного потока, а обратные - с максимально сниженным. Для повышения эффективности и конкурентоспособности гелиоветроэнергетического комплекса весьма важное значение имеет эффективное использование энергии ветра: естественного приземного и искусственно создаваемого ветра. Для этого может быть использовано техническое решение, связанное с применением ветроконцентрирующих конфузоров, которые известны в практике локальной концентрации естественного ветра. Вопрос эффективности использования такого метода в данном случае заключается в достижении возможности разработки такой конструкции гелиопреобразующего пространства и такого исполнения конфузоров ветронаправляющего пространства, чтобы они были крупномасштабными и естественно дополняли друг друга, взаимно расширяли технологические возможности, а также на окружающей местности конструктивно совмещались. Их энергетичесхие ветропотоки проходят, преимущественно, через автономные ветротурбины и складываются в воздухоотводящей тяговой трубе(только при уменьшенной мощности комплекса воздухопотоки (нагретые) и ветропотоки соединяются в один энергетический поток, а ветротурбины - в одну одно- или многосекционную ветротурбину, преобразующую энергию объединенного энергетического потока). Последняя, вместе с управляемой надстройкой, выполняет функции интегратора ветропотоков обоих пространств, что обеспечивает наращивание количества вырабатываемой электроэнергии. Вращающиеся воздушные потоки, выходя из обеих турбин, имеют между собой согласованные показатели направления и скорости вращения, и в воздухоотводящей трубе их вихревые компоненты должны усиливаться, что содействует увеличению результирующего КПД. Однако проектная согласованность их не всегда будет обеспечиваться саморегулированием благодаря проектно выбранным углам наклона (в пространственной форме) лопастей на выходе из воздушных энергопреобразующих каналов различных диаметров. Поэтому необходимо дополнительно управлять соотношением и величиной текущих нагрузок обеих ветротурбин, гарантируя выработку электроэнергии необходимой мощности в каждый данный момент времени за счет регулирования площади ветровоспринимающей поверхности управляемой надстройки к воздухоотводящей трубе, в частности, за счет регулирования высоты ее подъема, преимущественно посекционно, или узлов поворота отдельных участков ее поверхности по образу открывания (поворота) массива "окон", из которых составлена поверхность надстройки, а также за счет управления интенсивностью завихрения (генерации мощности завихрения в самой трубе) путем дополнительного впрыскивания микрочастиц воды и нагретой паровоздушной смеси в различных ее координатах, на основе обработки управляющим компьютерным центром данных о векторе скорости воздухопотока, температуры и влажности его в различных (проектных) точках внутренней полости самой воздухоотводящей трубы, над ней и/или перед входом в нее. Создание неравновесных состояний температуры и влажности воздухопотока в определенных областях тяговой трубы и перед ней, перед ветротурбиной, образует, во взаимодействии с окружающей атмосферой, усиленные, интегрированные процессы тяги с вихреобразованием. Процессы вихреобразования и механизмы их реализации создаются и в выходных каналах высокоскоростных воздухопотоков из обоих - гелиопреобразующего и ветронаправляющего - пространств, посредством специальных технологических (термо- и аэродинамических) средств и приспособлений. Например, перед кольцевыми сопловыми выходами обоих этих каналов размещены воздухонаправляющие устройства с наклонными неподвижными лопатками, финишно направляющими в ветротурбины под расчетными углами воздухопотоки, а перед ними конические винтовые поверхности с подведением к ним горячей паровоздушной смеси, а также применены а другие термо- и аэродинамические средства на предыдущих стадиях подготовки воздуховетропотоков. Определенным образом созданные вращательные вихревые истоки в движущемся воздушном энергетическом рабочем теле позволяют во взаимодействии с новой (предложенной выше) конструкцией ветротурбины решающим образом повысить результирующий КПД энергопреобразования и многократно снизить удельную стоимость комплекса. Соблюдение пространственных конструкторско-технологических пропорций комплекса с мощностью и габаритами ветротурбины, тяговой трубы, конструирование гелиопреобразующего пространства,заключающего в себе крупные грунтовые и пригрунтовые "гелиопоглощающие и теплогенерирующие поверхности, поверхности, снабженные лучеотражающим материалом в масштабных лученаправляющих конструкциях, и выполненного в виде вытянутых в длину и высоту автономных секций, позволяет создать ветроконцентрирующие конфузоры необычных конструкций и размеров, ветронаправляющие поверхности которых, главным образом, получены при создании самих гелиопреобразующих, лученаправляющих и теплогенерирующих поверхностей и пространств. Дополнительная ветронаправляющая поверхность таких ветроконцентрирующих конфузоров создается за счет устройства светопроницаемого потолка, конструкция которого имеет много вариантов. В дополнение к этому, кроме функции концентрации энергии приземного естественного ветра, в ветронаправляющем пространстве с такими потолками оказывается возможным осуществление ряда экзотермических процессов, не свойственных гелиопре-9 007635 образующему пространству, с использованием их теплогенерации для увеличения энергонасыщенности движущегося концентрируемого естественного ветра. (Эта ветроконцентрация может осуществляться и в два "этапа" - в гелиопреобразующем пространстве и над ним, то есть над ветропотолками). Например, в вариантах комплекса предусмотрен мощный экзотермический процесс вымораживания воды в зимние периоды, особенно морской воды в северных и восточных регионах России, с последующим использованием льда с целью получения пресной воды для нужд собственного энергопроизводства,расходы которой весьма значительны и которая содержится в составе энергокомплекса в искусственных пресных водоемах, а также с целью использования льда в экологических крупномасштабных целях и как товарного продукта. Переработка остающейся рапы морской воды в ценные продукты высокой потребительской стоимости, также обусловливает дополнительную прибыль. Энергетическая компонента фазового перехода морской воды в лед превышает значение 70 ккал/кг. В гелиоветроэнергетическом комплексе с электрической мощностью 20-100 тыс. кВт в соответствующих регионах может осуществляться вымораживание в течение нескольких месяцев зимнего периода от одного до нескольких миллионов куб. метров воды, с использованием при этом даровой энергии мирового океана посредством различных технологических процессов. В частности, насыщение микрочастицами пресной воды энергетического воздушного потока в дальнейшем технологическом цикле дает крупное увеличение тяги в воздухоотводящей тяговой трубе в холодное время года. Кроме того, лед и холодная морская вода (в том числе и на экваторе) позволяют создавать режимы образования искусственного ветра в летнее время, поступающего в ветронаправляющее пространство по крытому (или подземному) ветроканалу, независимо от естественного ветра и вдобавок к нему. Искусственный ветер может создаваться с помощью водно-воздушных теплообменных устройств, сооружений, в которых воздушный поток, проходя самотоком через воздухозаборный проем, охлаждается холодной водой или тающим льдом и приобретает ускоренное движение вниз, в технологическом канале, а потом на участке подъема нагревается теплогенератором, например,солнечными лучами, водой из теплоаккумуляторов, приобретая дополнительное ускоренное движение в ветронаправляющем пространстве, к входной полости ветротурбины. Воздушный поток, образующий искусственный ветер, может контактировать с водой как охладителем или теплоносителем посредством водопроводов или непосредственно падающими струями воды. Вход энергетических потоков воздуха в ветротурбины осуществляется посредством специальных аэродинамических средств, в которых производится дополнительное энергетическое насыщение потоков, а также придается и усиливается вращательная компонента их высокоскоростных движений, задается угол атаки их на воздуховетроприемные поверхности аэродинамических лопастей. Принимая во внимание, что основной обслуживающий персонал гелиоветроэнергетического комплекса находится в гелиопреобразующем пространстве, а также то, что в последнем размещены овощные и ягодно-фруктовые плантации, в нем предусматриваются комфортные температурные условия и чистота воздуха. Поэтому еще ряд экзотермических процессов, например, связанных с горячим консервированием различных продуктов, сушкой и копчением рыбопродукции, переработкой водорослей, утилизацией различных отходов, размещается в ветронаправляющем пространстве или подается соответствующими вентиляционными системами, в частности, с использованием пригрунтовых поверхностей производственных помещений, созданных для этих целей. Такой гелиоветроэнергетический комплекс позволяет использовать самые различные промыслы в качестве дополнительных экзотермических источников тепла, а также источников дополнительной самоокупаемости энергокомплекса. Важной особенностью предложенного технического решения является обеспечение конструктивной устойчивости геливетроэнергетического комплекса при ураганных ветрах до скоростей более 50 м/с. Основой устойчивости всей конструкции является весьма мощный сейсмоустойчивый каркас гелиопреобразующего и ветронаправляющего пространств и несущий каркас, на котором смонтированы ветротурбина и воздухоотводящая тяговая труба, фундаментные опоры, а также система гибких и прочных тросовых растяжек. Он выполняется посредством составных опор и колонн, в частности, из композитных легких модулей и материалов, с упрочняющими закладными изделиями, производимых серийно на специализированных технологических линиях и обладающих высокой прочностью и устойчивостью в конструкциях. Сборка опор и колонн несущего каркаса из маркированных модулей осуществляется на высокомобильном и высокопроизводительном специальном технологическом оборудовании, и поэтому в итоге они имеют низкую стоимость в сравнении с современными строительными технологиями и конструкциями в промышленном и жилищном строительстве. Дополнительная устойчивость опорных конструкций обеспечивается закреплением их на периферии комплекса к фундаментной базе посредством упругих напряженных элементов, с ветроотражающим уклоном, с помощью канатной несущей сетки. На них могут дополнительно закрепляться ураганно-защитные конструкции и приспособления, в том числе передислоцируемые. Предпочтительным является применение канатов из полимерных, угольных, стеклянных или керамических нитей, а также из гибких стальных полос. При правильном использовании прочности и легкости напряженных канатных конструкций, с их определенной весьма важной эластичностью,базовый каркас гелиоветроэнергетического комплекса оказывается, в целом, существенно прочнее традиционных промышленных металлических и железобетонных конструкций. Гелиоветроэнергетический комплекс согласно предполагаемому изобретению содержит в вариан- 10007635 тах повышенной мощности искусственные водоемы пресной воды как со светопроницаемым теплоизолирующим покрытием в качестве мощных теплоаккумуляторов, так и открытые водоемы пресной или морской воды. Запасы воды в таких водоемах в общем количестве 5-10 млн куб. м для гелиоветроэнергетических комплексов мощностью 100 тыс.кВт незначительны в сравнении с водоемами, образуемыми при создании гидроэлектростанций в расчете на единицу их мощности, при этом в предложенном технологическом решении не наносится экологический ущерб природным ресурсам, а наоборот. В открытых искусственных водоемах полезно используется в зимний период также тепловая энергия, запасенная в теле планеты (через днище). Площади поверхности грунта, расположенные под светопроницаемыми теплоизолирующими покрытиями и ветроотражающими поверхностями, могут быть использованы для дополнительной хозяйственно-экономической деятельности. В частности, особенно эффективно размещение по периметру гелиоветроэнергетического комплекса животноводческих и птицеводческих ферм, для которых будут доступны почти бесплатная тепловая и электрическая энергия, а их вентиляционные и фекальные отходы будут утилизироваться практически на месте, так же как и отходы рыбопродукции, с получением весьма ценных вторичных продуктов и тепловой энергии. В такой технологической схеме гарантируется принципиально самая низкая себестоимость продуктов питания. Последние, преимущественно, проходят также предварительную температурную подготовку или горячую переработку, которая обеспечивает дополнительные тепловые потоки, теряемые в стандартных случаях. При устройстве морозильных камер для хранения запасов продуктов питания перед их реализацией тепловые компоненты процессов хладообразования также утилизируются на месте, что положительно влияет на себестоимость продукции. Вместе с тем, размещенные по периферии сооружения и фермы, созданные в одной конструкции с гелиоветроэнергетическим комплексом, удешевляют средства уроганозащиты и охраны самого комплекса. Режимы совместной работы секционированных гелиопреобразующего и ветронаправляющего пространств, в "одноэтажном" или "двухэтажном" исполнениях, с учетом проведения ремонтных работ, требуют компьютерного управления и соответствующих органов регулирования, в том числе воздухонепроницаемых задвижек. Кроме того, необходимо сбалансированное использование потенциальных энергетических мощностей обоих пространств. Поэтому необходимо измерение параметров вырабатываемой электроэнергии в обоих ветротурбогенераторах или в совмещенном секционированном ветротурбогенераторе, чтобы с помощью задвижек производить оптимизацию распределения нагрузок между обоими пространствами. Кроме того, для экономии их мощностей (энергетических запасов) важное значение имеет управление режимами воздухопотоков в тяговой трубе и надстройке к ней. На эти режимы принципиальное влияние оказывают наличие паров и микрочастиц влаги в воздухопотоке, оптимизация процессов вращательных вихревых движений последнего. Для этих целей предусматривается использование датчиков векторного скоростного движения воздуха, его температуры и влажности. Предусматривается также использование энергии естественного ветра на "втором этаже" - на уровне поверхности воздухоотводящей управляемой надстройки к тяговой трубе. В частности, каркас, посредством которого создается поверхность управляемой надстройки, содержит поворотные конструкции, подобные окнам, которые соответствующим образом приоткрываются и запускают ветропоток во внутреннюю полость трубы с вращением, а при ветре более 20 м/с обеспечивают ветропроницаемость трубы. Гелиоветроэнергетический комплекс является энергопроизводящей, технологически и экономически сбалансированной системой, обеспечивающей производство наиболее дешевой электрической и тепловой энергии, наиболее дешевых продуктов питания при наиболее высокопродуктивном использовании поверхности земли и при одновременном системном возрождении экологии окружающей среды. Основой такой эффективности предложенного гелиоветроэнергетического комплекса является совместное и сбалансированное, организованное динамически, взаимодействие всех компонент солнечной энергии, проявляющихся в окружающей среде, а также дополнительное целенаправленное использование в хозяйственно-экономических целях каждого технологического участка комплекса, расположенного на его территории перед ветротурбоэлектрическим агрегатом. Пример реализации гелиоветроэнергетического комплекса согласно предполагаемому изобретению приведен ниже посредством фиг. 1-7, где представлены в одном из вариантов конструктивнотехнологические решения, обусловливающие работоспособность комплекса. На фиг. 1 приведен пример образования ветроэнергетических каналов, которые предопределяются особой конструкцией ветротурбины, а также электрогенерирующего устройства. На фиг. 2 дано представление сектора одного из конструктивных вариантов ветротурбины в плане,поясняющее отличительные особенности ветротурбины. На фиг. 3 показан пример расположения лопастей ветротурбины, выполненных по подобию поперечного сечения крыла самолета. На фиг. 4 приведен фрагмент возможной конструкции корпуса энергодифференцирующей втулки,которая в совокупности с подобными ей является базовой составной частью ветротурбины. На фиг. 5 показан пример фиксации лопасти ветротурбины. На фиг. 6 приведена одна из схем размещения многофункционального крепежного (в частности,болтового) соединения ветротурбины, а также показаны его основные конструктивные элементы как свя- 11007635 зующего технологического приспособления ветротурбины. На фиг. 7 приведена одна из схем компоновки гелиопреобразующего и ветронаправляющего пространств гелиоветроэнергетического комплекса. В данном примере реализации гелиоветроэнергетического комплекса согласно изобретению центральное значение придается конструкторско-технологическим особенностям ветротурбины и электрогенерирующего устройства, потому что создание эффективного и практически выполнимого блока ветротурбина-электрогенератор для мощных гелиоэнергетических комплексов является до сих пор одним из главных вопросов их реализации. Только после разрешения этой проблемы становятся актуальными другие весьма важные особенности создания мощных гелиоветроэнергетических комплексов как базовых звеньев новой, экологически чистой энергетики. На иллюстрациях представлены в одном из вариантов автономные секции - энергетические каналы ветротурбины, однако, имеется в виду возможное использование идентичных секций, в том числе в составе двух ветротурбин, в большем или меньшем количестве их, с приведенным или иным размещением электрогенерирующих секций. Вокруг оси 1 ветротурбины (фиг. 1) концентрически размещены цилиндрические корпуса 2 базовых составных частей ветротурбины (или двух ветротурбин на одном уровне, в одном сечении) - энергодифференцирующих втулок, которые размещены на автономных опорах 3, представленных условно. Между соответствующими поверхностями корпусов 2 энергодифференцирующих втулок образованы воздушные энергопреобразующие-ветроэнергетические каналы 4, на которые рассекаются термовоздушный 5 и ветровой 6 потоки, соединяемые в полости 7 воздухоотводящей тяговой трубы 8 (фиг. 7), причем именно в соответствии с потоками 5 и 6 идентичные каналы 4 в такой особой конструкции относятся или к ветротурбине концентрированного естественного ветра, или к ветротурбине высокодинамичного термовоздушного потока из гелиопреобразующего пространства. Как указывалось выше, могут реализовываться варианты соединения обоих потоков (5, 6) и до полости 7, на входе в каналы 4 ветротурбины. В воздушных энергопреобразующих каналах 4 размещены лопасти ветротурбины 9, которые закреплены в сборноразборной конструкции по свободной посадке относительно соответствующих корпусов 2 энергодифференцирующих втулок посредством направляющих пазов многофункциональных, в данном случае болтовых, соединений 10 ветротурбины и упрочняющих радиальных канатов 11 (на фиг. 1 они показаны условно пунктиром, на фиг. 3-6 - более детализированы), охватывающих аэродинамический профиль лопастей по преимущественно радиальным параллельным траекториям. В промежутке между каналами 4 посредством других пар поверхностей корпусов 2 энергодифференцирующих втулок образованы вспомогательные рабочие пространства 12 ветротурбины, воздуховетроизолированные в данном варианте с помощью неподвижных кольцевых платформ 13, на которых закреплены неподвижные элементы автономных опор вращения 3. Через ветроизолированные рабочие пространства 12 ветротурбины проходят опорные конструкции 14 для закрепления оборудования, размещенного вне ветроэнергетических каналов и над ветротурбиной, в том числе кольцевые платформы 15, расположенные над ветротурбиной параллельно нижним кольцевым платформам 13 (более мощным). Опорные конструкции 14 проходят сквозь кольцевые платформы 13, 15 как их несущие конструкции, с уплотнениями от свободного параллельного продвижения воздушного 5 и ветрового 6 потоков. К верхним кольцевым платформам 15 закреплены регулируемые заслонки 16 и уплотнительные устройства 17. В данном случае предусматривается, что регулируемые заслонки 16 выполнены из гибкого гофрированного воздухонепроницаемого материала,закрепленного по свободной или скользящей посадке относительно кольцевых платформ, и управляются(электроприводами или гидроприводами) таким образом, чтобы ветровоздухопоток свободно проходил через проемы между кольцевыми платформами 13, 15 и воздушные энергопреобразующие каналы 4,вращая лопасти 9 ветротурбины, но при этом чтобы воздухонепроницаемый материал регулируемых заслонок 16 перекрывал путь продвижения ветровоздухопотока через тот воздушный энергопреобразующий канал, который выведен на ремонт в данное время, а также чтобы обеспечивался выбор технологических режимов и величины отбора мощности в конкретных каналах 4. Регулируемые заслонки 16 могут выполняться также и из отдельных металлических пластин, сдвигающихся друг относительно друга по отдельным кольцевым участкам, когда в одном крайнем положении металлические пластины собираются в пакет, а в другом крайнем положении полностью перекрывают кольцевой проем между кольцевыми платформами 15. Они могут выполняться также в виде регулируемых жалюзи. Уплотнительные устройства 17, закрепленные к кольцевым платформам 15, обеспечивают перекрытие путей для просачивания ветровоздухопотока между ними и вращающимися (или неподвижными в определенные промежутки времени) торцевыми поверхностями корпусов 2 энергодифференцирующих втулок во вспомогательные рабочие пространства 12. В варианте с размещением электрогенерирующих секций и опор вращения во вспомогательном рабочем пространстве в последнее по воздухопроводу подводится атмосферный охлаждающий воздух. Если автономные опоры вращения 3, в случае мощных ветротурбин, устанавливаются и в верхней части корпусов 2 энергодифференцирующих втулок, то воздухоуплотнительные устройства 17 выполняются в привязке к конструкции опор вращения. Воздухоуплотнительные устройства как во входной,так и в выходной полостях воздушных энергопреобразующих каналов создаются преимущественно с применением "замков", при которых во вращающихся деталях выполняются достаточно глубокие коль- 12007635 цевые проточки-канавки, внутрь которых входят по свободной посадке бурты - кольцевые выступы на неподвижных деталях сопрягающихся конструкций. Наружные поверхности корпусов 2 энергодифференцирующих втулок охватываются бандажными канатами 18, закрепляющими с предварительным напряжением их конструкции. Внутри корпусов 2 энергодифференцирующих втулок проходят закладные изделия 19, выполненные в виде металлических пластин, стержней или канатов, посредством которых дополнительно упрочняются корпуса энергодифференцирующих втулок и обеспечивается жесткое механическое соединение их с подвижными поверхностями скольжения автономных опор вращения 3. Многофункциональные болтовые соединения 10 ветротурбины закрепляют между собой упрочняющие радиальные и бандажные канаты 11, 18 и закладные изделия 19 в единой предварительно напряженной конструкции, которая воспринимает на себя действие в целом всей системы осевых, радиальных и тангенциальных сил, гарантируя своей прочностью и легкостью прочность, легкость и устойчивость работы ветротурбины в целом при высоких линейных скоростях вращения поверхностей энергодифференцирующих втулок. Угловые скорости вращения последних различны и нарастают с уменьшением расстояния поверхностей отдельных, попарно связанных лопастями, энергодифференцирующих втулок от оси вращения 1. Это относится не только к автономным, концентрически расположенным турбинам, но и к параметрам автономных энергетических каналов каждой из них, в том числе и к одной объединенной ветротурбине, при сниженной мощности комплекса. В данном варианте реализации изобретения к корпусам 2 энергодифференцирующих втулок жестко закреплены в нижней торцевой части подвижные поверхности скольжения автономных опор вращения,выполненные посредством кольцеобразных седел 20 (или то же самое - торцевых фланцев корпусов 2) с развитыми горизонтальными полками 21 и основаниями 22. Их поверхности, а также вертикальные цилиндрические поверхности, к которым кинематически пристыкованы неподвижные опорные элементы скольжения 23, должны быть обработаны с высокой точностью и чистотой соответственно требованиям к изготовлению крупногабаритных подшипников скольжения. Более эффективным способом изготовления указанного седлообразного профиля является его композиция из нижних, боковых и верхних составных элементов. Приведенная конструкция соответствует применению жидкостных или воздушных опор вращения. При применении магнитных или электромагнитных опор вращения приведенный вариант конструкции претерпевает изменения, причем такие опоры могут быть размещены полностью или частично(в зависимости от мощности турбины) во вспомогательном рабочем пространстве 12, где в этом случае целесообразно размещение и электрогенерирующих секций. Составные части седел 20, образующие далее, в сборе, высокоточное седлообразное кольцо, имеют небольшую длину со строго рассчитанными профилем, поверхностями стыка и обрабатываются на высокоточном программном оборудовании. При монтаже на рабочем месте ветротурбины они стыкуются между собой, например, посредством штифтовых соединений, выполненных снизу в вертикальных фланцевых окончаниях горизонтальных полок 21 каждой из составных частей седел 20, а также дополнительно скрепляются клеевым материалом. Балансировка, дошлифовка, притирка в окончательном виде осуществляются на проектном рабочем месте ветротурбины после ее полной сборки. Опорные элементы 23 опор вращения 3 расположены таким образом, что фиксируют положение корпусов 2 энергодифференцирующих втулок в осевых и радиальных направлениях. На фиг. 1 конструкция опор вращения представлена схематично, ее стандартные элементы не показаны, включая сборники смазочных материалов и другие неотъемлемые конструктивные элементы. Не показано также оборудование для последовательной раскрутки, балансировки и притирки конструктивных элементов ветротурбины. При применении магнитных опор вращения фиксация корпусов 2 в радиальных направлениях наиболее целесообразна со стороны электрогенерирующих секций. На поверхностях корпусов 2 энергодифференцирующих втулок, свободных от лопастей 9 и элементов автономных опор вращения 3, закреплены постоянные магниты 24 в качестве энерговозбуждающих элементов электрогенерирующих кольцеобразных секций и неподвижные электрические катушки 25,которые с магнитопроводами закреплены на кольцевых платформах 13. Для обеспечения удобства и качества эксплуатационного обслуживания автономных опор вращения и кольцевых электрогенерирующих секций последние конструктивно сдвинуты в осевом направлении. Все электрогенерирующие секции, независимо от того, к какой из ветротурбин они относятся, в совокупности составляют распределенное в пространстве единое электрогенерирующее устройство - аналог по выходным электрическим параметрам стандартному электрогенератору, сочлененному в традиционных конструкциях посредством вала, муфты (и, возможно, редуктора) с валом стандартной ветротурбины. Отличие в техническом решении согласно предполагаемому изобретению заключается в том, что отбор мощности ветропотока и преобразование возникающей механической мощности в электрическую производится бесконтактным способом и в местах, максимально приближенных к участкам, где происходит преобразование энергии воздушного высокоскоростного потока в энергию механическую. Отсюда уже следуют другие конструктивно-технологические особенности распределенных в пространстве ветротурбины и электрогенерирующего устройства, обеспечивающие повышение результирующего КПД, снижение их удельной стоимости,повышение надежности и ремонтоприспособленности.- 13007635 Схематичное расположение электрогенерирующих секций на фиг. 1 показано условно, для пояснений. На самом деле, нижний торец аэродинамических лопастей ориентировочно совпадает с нижней плоскостью торцевых окончаний энергодифференцирующих втулок, по условиям обеспечения заданного угла атаки воздухопотока на аэородинамические вращающиеся поверхности лопастей. Нижние торцевые окончания лопастей в горизонтальной плоскости закрепляются, в реальной конструкции, относительно высокопрочных аэродинамических балок, специально установленных между соответствующими энергодифференцирующими втулками в радиальных направлениях. Между аэродинамическими балками под заданным углом к поверхности лопастей, близким к 90, проходит высокоскоростной воздушный поток,который выходит из аэродинамического сопла под сформированным углом атаки, которое является оконечным звеном финишного канала (концентрированного естественного ветра из ветронаправляющего пространства или высокодинамичного термовоздушного потока из гелиопреобразующего пространства). Каждый из двух финишных каналов может завершаться не одним сопловым выходом, а несколькими по числу воздушных энергопреобразующих каналов 4 соответствующей ветротурбины и расположенных между ними вспомогательных рабочих пространств 12. Именно в последних реально располагаются кольцевые электрогенерирующие секции, имеющие то структурное представление, которое показано на фиг. 1. Из финишного канала на входе в ветротурбину высокоскоростной воздушный поток (5, 6) не должен попадать во вспомогательное рабочее пространство 12 или в окружающую среду. С этой целью предусматривается применение конструктивно-технологического "замка", который представляет собой совмещение буртовых окончаний каждого сопла и глубоких проточек в периферийных окончаниях воздухоприемных фланцев, в состав которых подобно спицам входят аэродинамические балки. Конструкция ветротурбины может и не содержать аэродинамических балок, функции которых могут выполнять упрочненные торцевые окончания лопастей. Так как размеры ветроизолированных рабочих пространств 12 ветротурбины значительны, в них могут совместно размещаться конструктивные элементы автономных опор вращения и электрогенерирующих секций с обеспечением необходимой зоны обслуживания. Доступ в пространства 12 осуществляется, в частности, посредством проемов в кольцевых платформах, которые по бокам состыкованы с коническими поверхностями (с вертикальной осью). На приведенных иллюстрациях описанные конструкции не показаны. На фиг. 1 показано, что входная полость 26 ветротурбины содержит ряд заслонок, так же регулируемых гидроприводами или электроприводами, связанными через устройства управления с компьютерным управляющим центром (на фигурах не показан), как и управляемые заслонки 16. Все заслонки могут иметь конструктивное исполнение, аналогичное описанному применительно к управляемым заслонкам 16. Автоматические заслонки 27, управляющие входом ветропотока, и 28, управляющие входом энергонасыщенного воздухопотока из секций гелиопреобразующего пространства, по своему расположению показаны на фиг. 1 условно. Фактически они расположены вертикально или наклонно на наружной цилиндрической поверхности входной полости 26 ветротурбины, что более наглядно представлено на фиг. 7. Задача заслонок 27, 28 заключается в выборе режимов взаимодействия гелиопреобразующего и ветронаправляющего пространств с учетом фактических (текущих) значений их энергетической насыщенности,их энергетических потенциалов, технологического обеспечения ремонтных работ и т.д. Автоматически управляемые заслонки 29 могут применяться для регулирования перетоков энергии рабочего тела в пределах входной полости 26 ветротурбины, исходя из того, что при номинальных мощностях ветропотоков и воздухопотоков они оказываются посредством заслонок 29 изолированными между собой, а соединяются лишь во внутренней полости 7 воздухоотводящей тяговой трубы. Однако могут быть и промежуточные режимы. Отдельные проектные решения могут содержать подключение ветроподводящих каналов выше термовоздушной ветротурбины. Могут быть применены также заслонки 30, которые имеют вспомогательное назначение - для обеспечения условий проведения ремонтно-профилактических работ. В таком случае заслонки 30 конструктивно закреплены относительно кольцевых несущих платформ 13 посредством скользящих крепежных приспособлений. Между кольцевыми платформами, разделяющими высокоскоростные воздухопотоки между воздушными энергопреобразующими пространствами, выполняются переходы, оформленные аэродинамически над воздухопотоками, которые позволяют проходить обслуживающему персоналу к вспомогательным пространствам 12. Для надзора и проведения ремонтно-профилактических работ в последних, в кольцевых платформах выполнены смотровые окна, дверные проемы, лестницы и приспособления для размещения вспомогательных подручных ремонтных средств. Верхние кольцевые платформы крепятся с помощью опорных конструкций 14. В случае применения заслонок 29, они также закрепляются относительно опорных конструкций 14,положение их на фиг. 1 указано условно. Указанные заслонки показаны лишь для иллюстрации принципа построения гелиоветроэнергетического комплекса, а в различных вариантах его конструкции они могут совмещаться в различных местах со специальными технологическими средствами термоаэродинамического насыщения энергией движущихся воздухопотоков. На фиг. 2 углубляется изложение конструктивной компоновки ветротурбины (обеих ветротурбин).- 14007635 Здесь энергодифференцирующие втулки 31 представляются в проекции четырьмя составными концентрическими кольцами, собранными из маркированных конструктивных модулей 32 их корпусов 2 (на фиг. 2 по одному из таких модулей в составе корпусов 2 каждой энергодифференцирующей втулки затушировано в проекции). Между энергодифференцирующими втулками 31 образованы воздушные энергопреобразующие каналы 4 и ветроизолированные рабочие пространства 12 ветротурбины. В каналах 4 между соответствующими поверхностями энергодифференцирующих втулок 31 размещены лопасти 9,поперек которых размещены бандажные канаты 11, закрепленные посредством многофункциональных болтовых соединений 10 ветротурбины. Участки 33 в проекции представляют собой верхние (со стороны воздухоотводящей тяговой трубы) окончания объемных лопастей. На фиг. 2 начало схематично представленных лопастей 9, которое расположено в нижней части корпусов 2, закрыто верхним окончанием 33 предыдущей лопасти. По виду А-А это представлено на фиг. 3 и частично на фиг. 4: лопасти 9, начинающиеся внизу, посредством легкого воздухонепроницаемого материала 34, образующего объемную аэродинамическую форму лопасти, завершаются вверху участком 33, горизонтальная проекция которого закрывает начало последующей лопасти. Бандажные радиальные канаты 11 располагаются на поверхностях легкого воздухонепроницаемого материала снаружи и внутри объемной полости лопасти 9 (на фиг. 3 внутренняя полость лопасти отмечена горизонтальными штриховочными линиями). Здесь показано, что при закладке легкого воздухонепроницаемого материала 34 между поверхностями энергодифференцирующих втулок 31, с корпусами 2 (фиг. 1), он располагается между штифтами 35, закрепленными относительно корпусов 2 энергодифференцирующих втулок вдоль пространственных линий, соответствующих аэродинамическому профилю лопастей 9, а также их кромок. На фиг. 3-5 показано размещение кромки 36 лопасти 9 посредством профилеобразующих пазов, канавок, образованных уголками 37, закрепленными посредством пластин 38 стыкующимися участками на маркированных конструктивных модулях 32. Указанные вспомогательные пластины 38 закреплены относительно маркированных конструктивных модулей 32, из которых составлены корпуса 2 энергодифференцирующих втулок 31, посредством многофункциональных болтовых соединений или технологических шпилек 10 ветротурбины. Если лопасть формируется из горизонтальных сечений определенной высоты - блоков, которым придана сохраняющаяся форма конкретных участков аэродинамической объемной полости и поверхностей лопастей, - то фиксирование их кромок 36 более приемлемо посредством штифтов 35 (фиг. 3) либо в комбинации их с направляющим профилем из уголков. Если же аэродинамическая поверхность лопасти формируется из гибкого листового материала, в том числе и при объемной ее конструкции, то более предпочтительной является фиксация их кромок 36 посредством направляющих пазов, образованных уголками 37, показанных наг фиг. 5 (на фиг. 3 проекция сечения лопасти по АА, обозначенная цифрами 34, совпадает с кромкой 36 легкого воздухонепроницаемого материала, поэтому использовано дробное обозначение 36/34). Если участки объемных лопастей, аэродинамическая форма которых приближенно подобна форме поперечного сечения крыла самолета, изготавливаются из легкого воздухонепроницаемого материала таким образом, что эти участки сохраняют свою форму после изготовления (хотя бы без нагрузки), то внутри таких лопастей могут не размещаться упрочняющие радиальные канаты, а лишь снаружи. В этом случае может быть целесообразным также применение не указанных канатов, а бандажных полос или их сегментных обручей с плоским поперечным сечением. На фиг. 4 показано сборно-разборное закрепление кромок 36 объемных аэродинамических лопастей относительно группы смежных маркированных конструктивных модулей 32 корпусов 2 энергодифференцирующих втулок 31, включая применение скользящей фиксирующей посадки в направляющих пазах. Канат 11, расположенный на верхнем профиле лопасти, подходит к поверхности модуля I, делает поворот и размещается вдоль поверхности модулей I, II, III посредством многофункционального болтового соединения 10 (на фиг. 4 не показано), а на конструктивном модуле III делает аналогичный поворот посредством многофункционального болтового соединения 10 и направляется перпендикулярно к поверхности модуля III в обратном направлении, вдоль наружной поверхности лопасти. И далее процесс повторяется, пока вся поверхность лопасти не будет зафиксирована параллельными участками бандажных канатов с определенным шагом. Точно таким же образом, при необходимости, процесс осуществляется относительно другого профильного листового материала объемной лопасти (образующего ее ветроприемную поверхность) с поворотом упрочняющего радиального каната 11 на многофункциональных болтовых соединениях 10 ветротурбины, закрепленных в конструктивных модулях II и IV. На фиг. 4 показан также фрагмент размещения маркированных конструктивных модулей 32 в кольцевом седле 20, где выполнены поверхности скольжения 22, относительно которых кинематически закреплены опорные элементы 23 автономных опор вращения, и показаны отверстия 39 в них для подключения систем подачи смазочного рабочего тела под давлением. Автономные опоры, как указывалось,могут быть основаны не только на принципе жидкой смазки металлического контакта скольжения, но и на использовании "подушки" смазочного рабочего тела - жидкостной или воздушной "подушки" между несущими (скользящими между собой) элементами автономных опор вращения, а также на основе использования магнитных "подушек". На фиг. 6 представлена роль многофункционального болтового соединения 10 ветротурбины, которое в данном варианте реализации предполагаемого изобретения связывает между собой прочно и с- 15007635 предварительным напряжением стойку (само тело) маркированного конструктивного модуля 32, бандажные канаты 11 и 18 и закладные изделия 19. С его помощью образуются главные крепежные узлы ветротурбины и, в целом, ее несущая предварительно напряженная конструкция. В данном варианте болтового соединения 10 изображено применение дополнительной поверхности в форме крюка для мобильного захвата и удержания бандажного каната 11. Имеется ряд вариантов закрепления каната II относительно деталей соединения 10. Упругие элементы в последнем для поддержания натяжения канатов при некотором их удлинении (деформации) в процессе эксплуатации на фиг. 6 не показаны, так как имеется ряд вариантов их закрепления и предварительного напряжения, а приведенная конструкция данного узла призвана лишь иллюстрировать возможность реализации предложенных главных технических решений. На фиг. 7 показано размещение пяти вытянутых в длину секций 40 гелиопреобразующего пространства и пяти вытянутых ветроконцентрирующих конфузоров 41, образующих совместно ветронаправляющее пространство, которые сходятся от периферии ко входной полости 26 ветротурбины и внутренней полости 7 воздухоотводящей тяговой трубы 8 (проекция тяговой трубы и блока ветротурбины в плане совпадают, и они обозначены одной цифрой). Следует отметить, что ветротурбина естественного ветропотока, охватывающая снаружи, по диаметру, первую ветротурбину, может располагаться и на другом уровне - выше первой, но итоговое суммирование воздушного потока в трубе 8 остается. Периферийные окончания ветронаправляющего пространства не имеют стационарного светопроницаемого теплоизолирующего покрытия, стенок - они свободны для забора естественного приземного ветра. Периферийные окончания гелиопреобразующего пространства имеют наклонное светопроницаемое теплоизолирующее покрытие 42. Оно выполнено посредством образования канатных строп между периферийным несущим канатом 43 и фундаментными основаниями 44 с закреплением на этих стропах форм повышенной прочности, в которых размещен светопроницаемый пленочный материал с усиливающей сеткой из прочных нитей. Эта конструкция является, с учетом ее наклонного размещения, устойчивой до скорости ветра 40-50 м/с, а также может быть усилена до скоростей 60-70 м/с. При возможности больших скоростей ветра эта конструкция может быть усилена применением других материалов. Указанное усиление ветрозащиты не требует применения специальных материалов по всему периметру: достаточно иметь его площадь в относительном количестве 25% с системой скользящего перемещения и автоматизированного складирования защитного материала (в периоды маловетренной погоды). Последнее относится и для предохранения конструкции ветронаправляющего пространства от разрушения особо мощными ураганными ветрами. В данном техническом решении предусмотрено размещение на его периферии приспособлений для закрепления и автоматического перемещения в ветровую зону ветроотражающих поверхностей. В зависимости от скорости естественного ветра положение высокопрочного материала на периферии ветронаправляющего пространства регулируется таким образом,чтобы входная скорость концентрированного ветропотока в турбину соответствовала заданному постоянному значению. В ветронаправляющем пространстве 41 показаны пунктиром технологические площадки 45, где размещается мобильное, перемонтируемое оборудование сезонного назначения. Однако под обозначением 45 можно понимать размещение всей технологической инфраструктуры ветронаправляющего пространства, включая также технологические помещения, размещенные под наклонным периферийным ветрозаборным проемом 46, где размещены указанные ветрорегулирующие устройства. Например, по периферии, под наклонными воздухозаборами 46 могут быть размещены животноводческие фермы со своими относительно низкими покрытиями, с ветронаправляющими пригрунтовыми поверхностями. Могут иметь место варианты с полным совмещением ветронаправляющих и гелиопреобразующих пространств, в том числе с развитием первого вверх - над светопроницаемыми или комбинированными потолками - гелиопреобразующего пространства. В частности, у поверхности управляемой надстройки к тяговой трубе может быть создано специальное ветронаправляющее пространство. Работает гелиоветроэнергетический комплекс согласно предполагаемому изобретению следующим образом. Солнечные лучи, поступая через светопроницаемое теплоизолирующее покрытие в гелиопреобразующее пространство 40, вызывают нагрев находящегося там воздуха посредством темных гелиопоглощающих поверхностей. Последние представляют собой грунтовые поверхности, культивируемые сельскохозяйственные плантации, водные поверхности теплоизолированных прудов и водотеплоаккумуляторов, вертикальные и наклонные гелиопоглощающие поверхности, выполненные, например, в виде регулируемых жалюзи, а также поверхности расположенного в гелиопреобразующем пространстве экзотермического оборудования, которые на представленных фигурах не показаны в силу ясности и многовариантности исполнения. Кроме того, солнечные лучи проявляют свое действие в гелиопреобразующем пространстве через подачу в него нагретого отдельно рабочего тела в высокотемпературных тепличных комплексах. Гелиопреобразующее пространство, преимущественно, оснащается и лученаправляющими поверхностями, расположенными как внутри него, так и снаружи. Лученаправляющие поверхности ориентируют отраженные (зеркальным материалом) солнечные лучи на соответствующие специальные тех- 16007635 нологические средства с целью увеличения в них удельной интенсивности энергопреобразований. Воздух из окружающей пригрунтовой среды поступает, в данном примере, в гелиопреобразующее пространство через управляемые проемы в наклонных периферийных стенках 42 и/или через подземные воздухоканалы. Приобретая дополнительный нагрев, а далее - скорость вихревого вращательного движения и насыщение парами и микрочастицами воды с помощью специальных технологических средств в гелиопреобразующем пространстве, аэродинамический, теперь уже высокоскоростной воздухопоток поступает во входную полость 26 (см. фиг. 7, 1) ветротурбины, а точнее, первой, термовоздушной ветротурбины и далее во внутреннюю полость 7 воздухоотводящей трубы 8 по параллельным воздухоподводящим каналам через регулируемые заслонки 28 (одновременно из пяти автономных секций 40 гелиопреобразующего пространства). Так как скорости воздушных энергетических потоков, проходящих через ветротурбины, весьма велики, на поверхностях аэродинамических лопастей создаются лунки, которые играют важную роль при взаимодействии воздушных потоков и лопастей. В частности, на набегающих поверхностях лопастей (тыльных сторонах последних) выполняются лунки - углубления в шахматном порядке диаметром около 10 мм и глубиной 2-3 мм, что резко снижает силу трения воздухопотока благодаря возникновению в области лунок "вихревой смазки". На фронтальных, ветроприемных, "убегающих" поверхностях лопастей необходимо создание повышенной силы трения воздухопотока. Этому может способствовать создание на них поля мелких лунок диаметром около 2 мм и глубиной около 0,5 мм либо ребристых поверхностей близких параметров, что способствует возникновению полезных в данном случае квазикавитационных процессов, в том числе на основе попадания в них микрочастиц воды. Вместе с этим приземный естественный ветер, в данном примере, поступает в секции - ветроконцентрирующие конфузоры ветронаправляющего пространства 41. Таких секций на фиг. 7 представлено также пять, и они образованы поверхностями боковых граней секций 40 гелиопреобразующего пространства, которые могут быть покрыты и лучеотражающим материалом, светопроницаемыми теплоизолирующими потолками, которые на фиг. 7 в ветронаправляющем пространстве 41 отмечены поперечной штриховкой (условнее представление поперечных канатов, на которых закреплено светопроницаемое теплоизолирующее покрытие ветропотолков), а также пригрунтовыми ветронаправляющими поверхностями. В ветронаправляющем пространстве 41 размещается также экзотермическое оборудование по переработке отходов, например по переработке и сжиганию бытового мусора (в отдельной секции), что на фиг. 7 показано условно (45). В ветронаправляющих пространствах ветропоток также дополнительно нагревается, в том числе посредством солнечных лучей, проникающих через ветропотолок, посредством теплопотерь гелиопреобразующего пространства 40, тепловыделений экзотермического оборудования, др. Естественный ветер концентрируется в ветронаправляющем пространстве 41 благодаря ветронаправляющим поверхностям и поступает через регулируемые заслонки 27 во внутреннюю полость 26 ветротурбины (точнее, в ветротурбину естественного ветропотока). При осредненной за год скорости естественного ветра 5-6 м/с сконцентрированный ветропоток, при площади гелиоэнергетического комплекса 50 Га, достигает скорости на входе в ветротурбину в осредненном за год значении 50-60 м/с (с учетом меняющегося направления ветра). Во внутренней полости 26 обеих ветротурбин сконцентрированный ветропоток и воздушный поток из секций 40 гелиопреобразующего пространства разделены между собой регулируемыми заслонками 29 и соединяются в параллель после прохождения ветротурбины, можно сказать, объединенной ветротурбины посредством внутренней полости 7 воздухоотводящей тяговой трубы. Режимы взаимодействия и ориентации в энергетических каналах 4 обеих ветротурбин ветропотока 6 и нагретого термовоздушного потока 5 (фиг. 1) регулируются компьютерным управляющим центром посредством исполнительных механизмов - регулируемых заслонок 27, 28, 29, 30 и 16. Периферийные окончания 46 ветроконцентрирующих конфузоров - секций ветронаправляющего пространства 41 - являются нормально открытыми по всей ширине и высоте. Они образованы посредством наклонных канатных строп, закрепленных относительно периферийных несущих канатов 43 и фундаментных оснований 44, расположенных на расстоянии 30-50 м от периферийных несущих канатов 43. На этих наклонных несущих канатах закреплена также птицезаграждающая сетка (на фиг. 7 не показана),которая выполнена из высокопрочных нитей, хотя она может быть приближена к центру энергокомплекса. При усилении ветра воздухозаборные проемы ветронаправляющего пространства частично уменьшаются (при помощи средств ураганозащиты), чтобы скорость концентрированного ветра на входе в ветротурбину не превышала 50-60 м/с или другую проектно заданную величину. Ветровоздушный поток, образованный в результате функционирования гелиопреобразующего и ветронаправляющего пространств 40, 41, поступает через входную полость 26 объединенной ветротурбины в автономные воздушные энергопреобразующие каналы 4, образованные корпусами 2 энергодифференцирующих втулок 31 (фиг. 1, 2). Ветровоздушный поток воздействует на лопасти 9 ветротурбины посредством своих входных энергетических параметров: скорости Vo и давления Ро. На аэродинамических поверхностях лопастей возникают нормальные усилия F, которые являются результатом воздействия общего перепада давления воздушного потока, его кинетической энергии, а также нормальных давлений, приложенных к поверхностям лопастей из-за различия в модулях скоростей V2 и V21, обусловленных объемными профилями лопастей.- 17007635 На выходе ветротурбины во внутреннюю полость 7 воздухоотводящей тяговой трубы ветровоздушный поток выходит со скоростью V211, которая имеет вращательную и поступательную (тангенциальную и осевую) компоненты, используемые далее при управлении технологическими процессами в самой воздухоотводящей трубе и на ее выходе. С целью формирования единого воздухопотока в последней осуществлена еще одна ступень конструктивно-технологической интеграции обеих ветротурбин (или различных секций одной ветротурбины) в один общий комплекс посредством того, что формируются расчетные углы наклона поверхностей аэродинамических лопастей в них и в их воздушных энергопреобразующих каналах 4. Эти углы в соответствующих фазовых положениях лопастей (при вращении) выполняются одинаковыми или нарастающими к периферийным энергодифференцирующим втулкам. Усилие F на аэродинамических лопастях создает вращающий момент, и каждая пара энергодифференцирующих втулок 31, между которыми закреплены лопасти 9 (в ветроэнергетических каналах 4), начинает вращаться. Смежные пары соединенных лопастями 9 энергодифференцирующих втулок 31 имеют различные угловые скорости, но приблизительно одинаковые, максимально: возможные при определенной величине Vo линейные скорости их поверхностей, что способствует максимальному повышению КПД, снижению расхода активных материалов при проектировании и строительстве ветротурбин и электрогенерирующих секций. Момент и скорость вращения энергодифференцирующих втулок, возникшие через воздействие ветроэнергетического потока на аэродинамические лопасти 9, приводит к линейному перемещению магнитных систем - вращающихся энергопреобразующих элементов 24 - относительно их неподвижных ответных энергопреобразующих элементов - электрических катушек с магнитопроводами 25, в результате чего в электрических катушках возникает электродвижущая сила. При замыкании силовых электрических цепей через управляемые полупроводниковые устройства возникает электрический ток, и электрогенерирующие секции, распределенные в пространстве, передают соответствующую мощность внешним потребителям. Кроме того, часть электрической энергии направляется на собственные нужды гелиоветроэнергетического комплекса, основная мощность которых расходуется в водотеплоаккумулирующих устройствах и сооружениях. В водотеплоаккумуляторах, в случае использования морской воды, происходит извлечение в промышленных объемах полезных примесей из морской воды и ее опреснение, очистка наиболее дешевым способом. Лопасти ветротурбины 9 приобретают расчетную аэродинамическую форму при установке их посредством штифтов 35 или направляющих пазов, выполненных посредством планок 38 и параллельно расположенных уголков 37, закрепленных относительно маркированных конструктивных модулей 32, из которых составлены корпуса 2 энергодифференцирующих втулок 31, укрепленные бандажными канатами 18 и закладными изделиями 19, например стальными канатными стяжками (фиг. 1-6). На фиг. 2 показано размещение воздушных энергопреобразующих каналов 4, ветроизолированных пространств 12 ветротурбины в плане. В горизонтальной проекции объемных лопастей 9 видны бандажные канаты 11, фиксирующие аэродинамический профиль лопастей, многофункциональные болтовые соединения 10 и внутренняя полость 33 (отмечена горизонтальной штриховкой) объемных лопастей 9. Причем начало каждой лопасти внизу ветротурбины закрыто горизонтальной проекцией внутренней полости 33 предшествующей лопасти, которая образуется двумя ее профилеобразующими поверхностями. Схема размещения многофункциональных болтовых соединений ветротурбины на маркированном конструктивном модуле энергодифференцирующей втулки, их роль во всей конструкции ветротурбины как устройства, соединяющего прочным механическим узлом бандажные канаты 11 и 18 и упрочняющие закладные изделия 19, ясна из фиг. 6 и предшествующего описания. Представленные иллюстративные материалы, описание конструкций и функционирования гелиоветроэнергетического комплекса согласно предполагаемому изобретению вместе с изложением формулы изобретения показывают, что по предложенным взаимосвязанным техническим решениям созданный комплекс легко монтируется из маркированных составных элементов заводского изготовления, удобен в эксплуатации, имеет многоплановые технологические функции, включая энергетическое производство,агропромышленные высокоэффективные технологии и средства системного, в промышленных объемах,оздоровления окружающей среды. Удельные затраты на строительство такого комплекса, как можно понять из изложенного, значительно ниже, чем при строительстве ТЭЦ, ГРЭС и АЭС аналогичной мощности, а эксплуатационные затраты многократно ниже в связи с отсутствием необходимости в закупке дорогих энергоносителей. Предложенный комплекс имеет преимущества перед известными техническими решениями и перед традиционными системами энергопроизводства при реализации пункта формулы изобретения, однако,его эффективность возрастает при одновременном использовании еще нескольких зависимых пунктов формулы изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Гелиоветроэнергетический комплекс, образованный путем отделения части земной поверхности и воздушной среды от окружающего пространства светопроницаемым и теплоизолирующим материалом и- 18007635 содержащий гелиопоглощающие элементы, теплоаккумулирующие, теплогенерирующие и испарительные установки, управляемые воздухозаборные и воздухонаправляющие системы, тепличные и экзотермические сооружения и производства двойного назначения - энергетического и хозяйственно-экономического,термодинамические и аэродинамические устройства для формирования энергонасыщенного воздухопотока в термовоздушном и ветровом каналах; воздухоотводящую тяговую трубу и управляемую надстройку к ней; две ветротурбины, концентрически расположенные друг относительно друга в основании упомянутой тяговой трубы, причем один из каналов энергонасыщенного воздухопотока подключен к входной полости первой ветротурбины, а второй - к входной полости второй ветротурбины, при этом каждая из них включает первую энергодифференцирующую втулку, внутренняя полость которой выполнена в качестве ее вспомогательного рабочего пространства, где размещены периодически обслуживаемые неподвижные электрические катушки с их магнитопроводящими сердечниками и вращающиеся постоянные магниты, закрепленные на внутренней поверхности первой энергодифференцирующей втулки, составляющие электрогенератор, вращающийся совместно с ветротурбиной с применением магнитных опор вращения, вторую энергодифференцирующую втулку, состоящую из состыкованных между собой составных элементов в виде сегментов, выполненных из легкого воздухонепроницаемого материала, которые стянуты между собой по наружной поверхности высокопрочным бандажным канатом, и аэродинамические лопасти, которые закреплены по меньшему радиусу к первой энергодифференцирующей втулке с ее наружной стороны, а по большему радиусу - ко второй энергодифференцирующей втулке с ее внутренней стороны с помощью технологических разъемных соединений, включающих в себя размещенные посредством лопастей с предварительным напряжением канаты, стержни и болтовые соединения, причем лопасти выполнены из состыкованных между собой составных частей, изготовленных из легкого воздухонепроницаемого материала, прижатых друг к другу своими горизонтальными торцевыми поверхностями и удерживаемых под воздействием высокоскоростного энергонасыщенного воздухопотока посредством указанных канатов и/или стрежней, причем обе ветротурбины выполнены кинематически автономными таким образом, что первая вложена во вторую с промежутком между ними в виде второго вспомогательного рабочего пространства, в котором размещены второй электрогенератор и автономные опоры вращения его совместно со второй ветротурбиной, при этом оба электрогенератора выполнены в виде бескорпусных и безвальных электрогенерирующих секций, электрические выходы которых соединены между собой и с внешней электрической сетью посредством полупроводниковых преобразователей и компьютерного центра, за счет чего трансформированы в электрическую форму распределенные в пространстве крутящие моменты технологически совмещенного ветротурбогенератора. Схема образования ветроэнергетических каналов,которые представляют собой конструкцию ветротурбины, а также электрогенерирующего устройства- 19007635 Представление сектора ветротурбины в плане, поясняющее отличительные особенности ветротурбины Фи г. 2 Вид на расположение лопастей ветротурбины,выполненных по подобию поперечного сечения крыла самолета Фиг. 3 Фрагмент конструкции корпуса энергодифференцирующей втулки,которая в совокупности с подобными ей является базовой составной частью ветротурбины- 20007635 Фрагмент фиксации лопасти ветротурбины Фиг. 5 Схема размещения многофункционального крепежного (болтового) соединения ветротурбины, а также основные конструктивные элементы в качестве связующего технологического приспособления ветротурбины Фиг. 6 Схема компоновки гелиоветрообразующего и ветронаправляющего пространств гелиоветроэнергетического комплекса

МПК / Метки

МПК: F03D 3/00, F24J 2/42

Метки: комплекс, гелиоветроэнергетический

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/22-7635-geliovetroenergeticheskijj-kompleks.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Гелиоветроэнергетический комплекс</a>

Похожие патенты