Изобретение принадлежит к нетрадиционной энергетике, а именно к энергетическим машинам, предназначенным для преобразования энергии ветра на механическую, и далее, например, на электрическую.

Известна ветроустановка [Патент США 4818180. MKU4FO3O7/06UU Hsun-Fa, Опубликовано 04.04.1989 г.] карусельного типа с вертикальной осью вращения и имеет ротор, который состоит из двух соосных двухярусно размещенных четырёхлопастных ветроколёс. Лопасти каждого из них поворотно установлены на горизонтальных консолях, эксцентрично установленных относительно оси вращения. С помощью регулированного важельно-пружинного механизма лопасти обоих ветроколёс кинематически связаны между собой таким образом, что при движении по кругу в направлении ветрового потока они устанавливаются вертикально, а при движении против направления ветрового потока - горизонтально, вразрез ветру. Крутящий момент, который развивается ротором, передаётся через зубчатую передачу с зубчатым венцом на нижнем ветроколесе и клеммоременную передачу к генератору установленного в основе ветроэнергетической установки. Недостатком известной установки есть её сложность при относительной невысокой эффективности.

Известна также бытовая ветроэнергетическая установка с вертикальной осью вращения ветродвигателя, которая содержит не менее трёх лопастей, расположенных на траверсе, которая отличается тем, что для саморегулированного вращения каждой лопасти они крепятся к пружинам на концах траверсы под углом 60 градусов (Патент Украины на полезную модель Ns 29594, F0305/00. Опуб. 25.08.2008).

Недостатком известной установки есть невысокая её эффективность.

Известна также ветроэнергетическая установка с вертикальным силовым валом, что имеет лопасти с вертикальными осями вращения, отличается тем, что имеет удлинённые консоль-рамы, на которых расположены вертикальные оси с лопастями, которые могут иметь выступы, а на консоль-рамах расположены фиксаторы, которые при необходимости в активной фазе фиксируют некоторые или все лопасти в неподвижном относительно консоль- рам положении, в пассивной фазе, свободно вращаясь на своих осях, лопасти не фиксируются фиксаторами и не обеспечивают значительного сопротивления ветровому потоку , при этом к вертикальному силовому валу консоль-рамы крепятся на горизонтальных уровнях, размещённых один над одним, в которых нижние стороны верхних консоль-рам могут размещаться на уровне верхних сторон нижних консоль-рам под углом отклонения, ещё консоль рамы могут соединяться между собой перегородками и крепиться к вертикальному валу, например, тросами, расположенными к ним под углом крепления (заявка на изобретение F0303/00 N2 а 201807248, бюллетень N224, 2019).

Эта установка имеет недостаточно хорошие эксплуатационные характеристики.

Целью изобретения есть улучшение эксплуатационных и технических характеристик при относительно небольшой стоимости.

Поставленная цель достигается тем, что ветроэнергетическая установка, которая имеет вертикальный силовой вал, на котором размещены на горизонтальных уровнях одна над одной удлинённые консоль-элементы с поворотными лопастями и фиксаторами, которые в активной фазе фиксируют положение лопастей в пассивной фазе лопасти занимают положение с минимальным сопротивлением ветровому потоку, ещё содержит в качестве консоль-элементов удлинённые фермы в вертикальной плоскости, или другой формы, например, в виде двутавра, прямоугольника, какие соединяются между собой тросами, расположенными в горизонтальных уровнях между лопастями напрямую, или через дополнительные консоль-элементы , термокомпенсирующие элементы. Поворотные оси лопастей размещаются на фермах как вертикально, так и под углом к вертикали и имеют форму прямоугольника или другую форму, например, треугольника. Ещё на силовом валу расположен подъёмник, который имеет возможность двигаться между фермами верхнего уровня до ферм нижнего уровня и далее до уровня над генераторной частью, при этом направляющие, на которых расположен подъёмник, имеет возможность двигаться вокруг мачты, а вокруг силового вала размещаются грузопассажирские переходы, которые соединяют между собой фермы одного уровня. На фермах сбоку или посредине размещаются грузопассажирские платформы, кабины, или они имеют возможность доставляться подъёмником и через переходы отдельно до каждой фермы и далее двигаться самостоятельно.

Суть предложенного изобретения поясняется схематическим чертежом на Фиг. 1 - вид спереди, Фиг. 2 - вид сверху, где показан вариант установки с двумя вертикальными фермами на одном уровне и на двух уровнях. Установка имеет вертикальный силовой вал 1, удлинённые фермы 2, на которых расположены лопасти 3 с осями 4, фиксаторы 5. Фермы соединены основными тросами б, дополнительными тросами 7 через дополнительные консоль-элементы 8. Однг ферма верхнего уровня содержит направляющие 9, на которых размещена кабина 10. Установка содержит переходной механизм 11, электрогенератор 12, запускающее устройство 14. На Фиг. 1 показаны места присоединения 15 тросов. Переходной механизм, электрогенератор, запускающее устройство на Фиг. 2 не показаны. На Фиг. 1, Фиг. 2 не показаны вторая ферма верхнего уровня, подъёмник, мачта и переходы между фермами.

В рабочем режиме установки под воздействием ветрового потока В лопасти 3, зафиксированные фиксаторами 5 в активной фазе АФ создают на силовом валу крутящий момент W, который передаётся через переходный механизм 11 электрогенератору 12. В начале пассивной фазы ПФ лопасти под действием ветра выполняют поворот приблизительно на 180 градусов и в пассивной фазе не составляют значительного сопротивления потоку ветра. Если ни одна лопасть не зафиксирована, крутящий момент не формируется. Для запуска установки необходимо хотя бы несколько фиксаторов установить в активное положение (когда можно зафиксировать лопасти) и с помощью запускающего устройства провернуть силовой вал на один оборот, за который соответствующие лопасти автоматически зафиксируются, после чего установка переходит в автоматический режим.

Установка имеет возможность многоуровнего размещения лопастей (пять, десять и более уровней), что обеспечивает эффективное использование энергии ветра, а наличие значительного количества лопастей на одной ферме обеспечивает эффективное регулирование величины крутящего момента, например, в зависимости от силы ветра.

При работе установки возникают две основные силы - одна, - вертикально и обусловлена весом ферм и есть относительно небольшой. Ещё одна сила - горизонтальная. Она достигает значительных величин, но с помощью ферм и тросов, которые могут располагаться по всей длине ферм, успешно формируется крутящий момент на силовом валу.

С помощью приведённой установки возможно строительство относительно недорогих ветроэлектрогенераторов большой мощности (больше 10 МВт), притом с возможностью простого обслуживания, поскольку высота мачты может быть всего 10-15 метров, а с помощью подъёмника и платформы, или кабины обеспечивается хороший доступ к элементам установки.