1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 28581
(51) E02B 9/00 (2006.01)
КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2013/0435.1
(22) 05.04.2013
(45) 16.06.2014, бюл. №6
(72) Бекбаев Амангельды Бекбаевич; Мұңсызбай
Төлеухан Мусалимұлы; Хусаинов Абрик Умарович;
Төлеміс Мəрлен Төлемісұлы; Кəдірбай Қайрат;
Əбдіш Нұршат
(73) Республиканское государственное предприятие
на праве хозяйственного ведения "Казахский
национальный технический университет им.
К.И. Сатпаева" Министерства образования и науки
Республики Казахстан
(56) Шейман Л.Б. Гидроаккумулирующие
электростанции. М: Энергия, 1978, с.184
(54) ГИДРОАККУМУЛИРУЮЩАЯ
ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ "ƏЛЕМСАҚ"
(57) Изобретение относится к области энергетики, а
именно к гидроаккумулирующим электростанциям
(далее ГАЭС), и предназначено для преобразования
энергии воды в электрическую энергию с целью
обеспечения электроэнергией автономных
потребителей различной мощности и назначения.
ГАЭС «Əлемсақ» содержит верхний бассейн,
наполненный водой, гелиоколлектор и нижний
бассейн соединенный водоводами с верхним
бассейном, турбин с гидрогенераторами и
электрический насос.
Расположенные друг над другом бассейны
сообщены между собой через водонапорную трубу,
в которой установлены турбины «Əлемсақ»
связанные с генераторами.
Нижний бассейн также соединен водоводом, со
встроенным электрическим насосом и бойлер с
гелиоколлектором, которые поднимают воду в
верхний бассейн.
Для снижения затрат энергии на электрическом
насосе водовод выполнен с возможностью
обтекания электрогенератора, для охлаждения
генератора и использования энергии тепла для
конвективного движения воды, а также на верхней
части установлен бойлер с гелиоколлектором для
усиления конвективного движения.
Использование данного изобретения позволит
обеспечить максимальное использование энергии
воды, а также даст возможность увеличения
мощности генератора и снижения затрат на подъем
воды в верхний бассейн.
(19)KZ(13)A4(11)28581

2. 28581
2
Изобретение относится к области энергетики, а
именно к гидроаккумулирующим электростанциям,
и предназначено для преобразования энергии воды в
тепловую и электрическую энергию с целью
обеспечения электроэнергией автономных
потребителей различной мощности и назначения.
Известна гидроэлектростанция [Под ред.
Карелина В.Я., Кривченко Г.И. Гидроэлектрические
станции. М: Энергоатомиздат, 1987, с.464],
применяемые в качестве источника электрической
энергии, принцип работы, которой заключается в
преобразовании энергии воды в электрическую
энергию путем создания напора в трубопроводах с
помощью деривации воды, состоящая из:
деривационного канала, плотины, водопровода,
гидротурбины и гидрогенератора.
Недостатком данной гидроэлектростанции (ГЭС)
является то, что напор воды расходуется полностью
на выработку электроэнергии и на выходе из ГЭС он
равен нулю.
Известна гидротурбина «Əлемсақ»
[Инновационный патент РК №25685 приоритет от
31.08.2011г. опубл. 16.04.2012г. МПК F03B 7/00]
для применения в качестве преобразователя энергии
воды в механическую, а затем в электрическую
энергию состоящая из: направляющих лопаток,
турбин, суммирующего редуктора и генератора.
Известна гидроаккумулирующая электростанция
(ГАЭС) [Под ред. Шеймана Л.Б.
Гидроаккумулирующие электростанции. М:
Энергия, 1978, с.184], применяемые для решения
энергетических и водохозяйственных проблем.
Принцип работы, которой заключается в
аккумулировании электрической энергии,
состоящая из: верхнего и нижнего бассейна,
водопроводы турбинного и насосного режима,
турбина и насос.
Недостатком данной гидроаккумулирующей
электростанций является то, что электрическая
станция не полностью использует кинетическую
энергию воды.
Технической задачей изобретения является
увеличение мощности генератора, коэффициента
использований энергии движущейся воды и
минимизацией эксплутационных затрат.
Техническая задача решается за счет
«Гидротурбины Əлемсақ», которая максимально
использует кинетическую энергию воды и
гелиоколлектора для конвективного движения воды
в насосном режиме кроме этого используются
водяные рубашки, обтекающие электрогенераторы
также для конвективного движения воды.
Технически результат на достижение, которого
направлено изобретение, заключается в создании
ГАЭС обладающей более широкими условиями
применения в условиях ограниченного объема воды,
и являющемся автономным комплексным
нетрадиционным возобновляемым источником
электрической энергии с высоким коэффициентом
использовании энергии воды, а также энергии
солнца.
На фиг.1 представлена кинематическая схема
гидроаккумулирующей электростанций «Əлемсақ».
Гидроаккумулирующая электростанция
«Əлемсақ» состоит из верхнего бассейна 1
напорного водовода 2 соединенная с нижним
бассейном 3. В напорном водоводе 2 установлена
гидротурбина «Əлемсақ» состоящая из
направляющих лопаток 4,6 сдвоенных турбин 5,7
соединен с суммирующим редуктором 8, который
сообщен с генератором 9.
Нижний бассейн 3 связан с верхним бассейном 1
через трубопровод 10, в котором установлен
электрический насос 11 и генератор 9. Трубопровод,
где установлен генератор 9, сделан обтекающим
вида водяной рубашки. Далее в трубопроводе 10
установлен бойлер с гелиоколлектором 12.
Вторая и остальные турбины
«Əлемсақ»установлены последовательно с
аналогичными элементами. Количество турбин
зависит от высоты устанавливаемого места.
Гидроаккумулирующая электростанция работает
следующим образом:
Вода из верхнего бассейна 1 поступает по
водонапорной трубе 2 на гидротурбину «Əлемсақ».
Вода, по водонапорной трубе 2 падает на
направляющую лопатку 4, которая направляет и
вращает первую турбину 5. Дальше вода через
направляющую лопатку 6, поступает на вторую
турбину 7 которая вращается относительно первой
турбины 5 в противоположную сторону.
Полученная механическая энергия из двух турбин
через суммирующий редуктор 8 передается на
электрогенератор 9. Работа последующих
гидротурбин аналогична первой турбине.
Далее вода из нижнего бассейна 3 поднимается с
помощью электрического насоса 11, для
уменьшения нагрузки при подъеме воды тепло
гидрогенератора 9 нагревает воду для
конвективного движения воды. Вода далее
нагревается гелиоколлектором 12 также для
конвективного движения и уменьшения затрат при
подъеме воды на верхний бассейн 1. Количество
гидротурбин зависит от высоты и территориальных
особенностей устанавливаемого места.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Гидроаккумулирующая электростанция
«Əлемсақ», содержащая верхний и нижний бассейн,
водовод, турбины и электрический насос,
отличающаяся тем, что вместо турбин
установлены гидротурбины «Əлемсақ»,
гелиоколлектор и водяные рубашки для
электрических генераторов и двигателя насоса.

3. 28581
3
Верстка Ж. Жомартбек
Корректор Е. Барч