Страница 3 из 8

     ТЕХНОЛОГИЯ и (ИЛИ) направление прикладных исследований

     Приведите описание базовой технологии и (или) направления Прикладных Исследований:

Конструкция "Небохода" представляет собой сферу, каркас которой строится в виде геодезической сферы (структуры из треугольных компонентов, покрывающих поверхность сферы) по принципу который изобрел инженер Бакминстер Фуллер. Жесткий, прочный и в то же время лёгкий каркас, удерживает собственный вес без какого либо дополнительного усиления и кроме этого может нести дополнительно значительную нагрузку. Форма сферического дизайна обладает такой прочностью, потому что напряжение равномерно распределяется на все точки конструкции. В сочетании с использованием таких материалов как углепластики, это позволит конструкции быть очень легкой в соотношении объема к массе и прочной, нести значительные нагрузки при порывах ветра, а также иметь хорошую износоустойчивость.

На верху конструкции находятся гелиоконцентраторы предназначенные для нагрева воздуха с помощью концентрированной солнечной энергии. Внутри, конструкция горизонтально разделена на две части термоизоляционной перегородкой. Часть конструкции, которая находится выше термоизоляционной перегородки, под гелиоконцентраторами, предназначена для наполнения горячим воздухом. В части конструкции, которая находится ниже термоизоляционной перегородки, располагается ветрогенератор для производства электроэнергии с помощью силы ветра. Эти элементы конструкции дополняют друг друга, находятся во взаимодействии, по принципу который используется в тепловом двигателе Стирлинга, где перепад в температурах между объемами используется для преобразования тепловой энергии в механическую. Благодаря этому, энергосистема сможет эффективно работать даже в регионах где часто бывает безветренная солнечная погода. Таким образом можно строить стационарные энергосистемы, которые будут намного эффективнее нынешних альтернативных источников энергии.

Обшивка конструкции над гелиоконцентраторами будет прозрачной для доступа солнечного света внутрь гелиоконцентраторов. Обшивка каркаса между гелиоконцентраторами и термоизоляционной перегородкой будет также термоизоляционной, для лучшего сохранения тепла внутри объёма для горячего воздуха. Обшивка остальной части конструкции может дополнять систему воздуховодов ветроустановки, но в принципе может вообще отсутствовать.

Гелиоконцентраторы - подвижные, ориентируемые оптимально на солнце устройства, предназначенные для нагрева воздуха, внутри объёма для горячего воздуха, посредством концентрированной солнечной энергии. Они закрепляются к каркасу не жестко, а подвешиваются на систему, которая регулирует наклон гелиоконцентратора в соответствии с положением солнца, для лучшей концентрации солнечной энергии.

Ветрогенератор - оборудование для преобразования кинетической энергии ветра в механическую либо электрическую энергию, размещается внутри конструкции под термоизоляционной перегородкой. Ветрогенератор может быть оборудован воздуховодами с конфузорами, для усиления давления воздушного потока на лопасти ветрогенератора. Воздуховоды устанавливаются с выводами по всей окружности конструкции, это позволит использовать воздушный поток с любого направления. Они направлены своей широкой частью в сторону воздушного потока, а узкой частью на лопасти ветрогенератора. Воздуховоды также оборудуются заслонками для прекращения поступления воздушного потока на лопасти ветрогенератора, на случай шквального усиления ветра.

Если сделать эту конструкцию из легких материалов, такие как углепластики, она будет работать как аэростат-энергосистема, которая за счет большей скорости и стабильности ветра на высоте, позволит получать на порядок больше электроэнергии. Горячий воздух от гелиоконцентраторов будет обеспечивать основную подъемную силу для аэростата во время взлета, чтобы оторваться от земли и достигнуть определенной высоты. Далее идет только поддержание необходимой температуры, а на высоте в основном работает принцип воздушного змея или эффект Магнуса. Благодаря такому устройству конструкции в целом и расположению ветрогенератора в частности, в той части конструкции где расположена ветроустановка, появляется эффект Магнуса (возникновение поперечной силы при обтекании воздухом вращающегося цилиндра), который оказывает благоприятное воздействие на ветроустановку, дополнительно увеличивая скорость вращения ротора, а также повышает стабильность всего аппарата, и служит как дополнительная подъемная сила. Так, при росте скорости ветра, "Небоход" будет стремиться подняться выше, вместо того чтобы прижиматься к земле, благодаря чему, аэростату не потребуется какого-либо специального управления.

На основе этой конструкции возможно строить летательные аппараты по типу гибридного дирижабля. Технология такого летательного аппарата, в принципе, описана выше, потребуется провести лишь некоторые модификации аэростата-энергосистемы, добавить двигатель и систему управления. Но этот вариант на данный момент менее актуален, для начала хотелось бы разработать и внедрить стационарную и аэростат-энергосистему такого проекта.

     Приведите научные публикации членов команды проекта по теме проекта:

Название публикации: Новая конструкция гибридной ветросолнечной энергосистемы.

Авторы: Сергей Харченко

Год: 2011

Издание: Научная соцсеть «Science-Community.org»

Ссылка на веб ресурс (если есть): www.science-community.org/ru/node/3652