專利名稱：水平軸風力發(fā)電機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及風力發(fā)電機，該風力發(fā)電機通過風力渴輪機驅(qū)動發(fā)電機。所述渦輪機補充 有一 系列也能產(chǎn)生電流的光伏面板，當風力不足以驅(qū)動渦輪機時，則使所述光伏面板朝向 太陽來實現(xiàn)面板的發(fā)電功能。
背景技術：
風力發(fā)電機有幾種模式，既有水平軸式的，也有垂直軸式的。已知大多為水平軸風力 發(fā)電機，該發(fā)電機具有位于其上部的大桅桿，并由三個大葉片帶動。這種類型的風力發(fā)電 機會對周圍環(huán)境造成重大影響，特別是視覺影響，并且不能容許混合發(fā)電系統(tǒng)，因為在這 種高度下太陽能面板不能工作，也不能合適地調(diào)整所述面板的方向、使之向陽。
專利文獻中曾有人嘗試將兩種技術應用在同 一個機器中，但這種設想并未得出實際成 果，估計主要難點在于如何對風力發(fā)電機的機理作必要改變，以使之能與光伏面板共存。

發(fā)明內(nèi)容
雖然造成的環(huán)境影響較大，但是風力發(fā)電比光伏面板發(fā)電的產(chǎn)能高，因此本發(fā)明的目 的是提供 一種混合發(fā)電形式的風力發(fā)電機，只有當沒有足夠的風力來帶動所述發(fā)電機時， 所述發(fā)電機才引導太陽能面板朝向太陽，使該面板最大限度地發(fā)揮作用。
所述發(fā)電機安裝在混凝土底座上，該混凝土底座上為一繞豎向軸旋轉(zhuǎn)的平臺，該平臺 上安裝有用于支撐風力渦輪機的水平軸的支撐結構，所述風力渦輪機帶動發(fā)電機。與葉片 相連的電控裝置根據(jù)風向來對所述底座的所述旋轉(zhuǎn)平臺進行導向。
所述渦輪機由幾片具有月牙形輪廓的葉片構成，葉片空腔向著風以實現(xiàn)其旋轉(zhuǎn)。為了 改進發(fā)電操作，在每個葉片的迎風方向上分別設有面板，包括可降低的上部面板和另一個 下部面板，該下部面板固定在一個封閉所述渦輪機的下部區(qū)域的斜坡上、傾斜，在所述上 部面板和下部面板之間形成有將空氣導向渦輪機的上部區(qū)域的漏斗，在該上部區(qū)域，所述 葉片位于驅(qū)動方向，在所述下部區(qū)域，處于返回方向上的葉片的凸面受到保護。所述上部
面板被鉸接于渦輪機的上方區(qū)域，位于向上打開位置，其上方空氣環(huán)境最不利于風力渦輪 機的工作；但是當風力極大，發(fā)電機達到最大發(fā)電量時，該上部面板位于水平位置或者向 下傾斜，封住通向渦輪機的空氣入口 ，以免過大的風速作用于機器。
根據(jù)本發(fā)明，所述可將空氣導入渦輪機的上部面板和下部面板均由光伏面板
(photovoltaic plate)構成。所述上部面板繞一根軸旋轉(zhuǎn)，如上所述，當有足夠的風驅(qū)動 所述渦輪機時，該上部面板的位置決定于風速。但是，當風速不足以驅(qū)動渦輪機時，所述 上部面板位于向下傾斜或水平位置、與太陽光線垂直，跟蹤太陽光線的任務由太陽跟蹤器 來完成，該太陽跟蹤器還為下部旋轉(zhuǎn)平臺導向。當風速再次達到預先計算過的、能使風力 渦輪機正確運轉(zhuǎn)的最小風力時，所述上部面板回到打開位置，且所述平臺的方位變?yōu)槭顾?述渦輪機面向風，這些已在上文述及。
最初，設有兩塊與水平軸鉸接的光伏面板，即位于渦輪機后方的后方面板和位于渦輪 機前方的前方面板，該前方面板控制空氣開口 (如上文所述)，當該前方面板工作時，所 述渦輪機采取水平或這稍孩i向下傾斜的向上打開位置；而當整個一幾器作為光伏發(fā)電機運轉(zhuǎn) 時，所述前方面板傾斜適當?shù)慕嵌?，該角度由所述機器的太陽跟蹤器標定；此時，所述后 方面板作為所述機器的延伸，構成整個的連續(xù)表面。當所迷機器由于風速過大而采取保護 位置時，使所述前方面板傾斜、直到該前方面板與固定于下方的所述下部面板鄰接、從而 封住渦輪機中的空氣輸入管道時為止。
為了防止所述機器在大風或強風中損壞，設有電子控制裝置，該電子控制裝置將所述 空氣輸入管道導向有利于空氣輸入的方位，而向下傾斜的所述上部面板則封住所述空氣輸 入管道，使該管道向上偏轉(zhuǎn)。
另一種在風力極強時保護所述機器的方法是設置一后方偏轉(zhuǎn)器，該后方偏轉(zhuǎn)器位于所 述風力渦輪機的下部，當風速超過設定的極限值時，所述后方偏轉(zhuǎn)器位于迎風位置，而此 時渦輪機的葉片位于背風位置，避免強風損壞。在這些情形下，太陽能面板位于水平位置， 不對風造成任何積極或消極影響，或者位于后方位置，封住渦輪機的上部，從而保護渦輪 機免受風的損害，如前一段所述。
所述機器的視覺影響遠小于傳統(tǒng)的風力發(fā)電機，因為其高度最多為傳統(tǒng)風力發(fā)電機的 三分之一。由于在沒有風時也可用太陽能光伏面板發(fā)電，而夏天通常沒有風，因此與傳統(tǒng) 機器相比，本發(fā)明機器的效率大大提高。
以下結合附圖和具體實施例，以例證而非限定的方式，對本發(fā)明作詳細說明

圖1為本發(fā)明的機器的側(cè)視圖，特別是當所述機器為風力發(fā)電機時的側(cè)視圖； 圖2為圖1中機器的側(cè)視圖，但圖中該機器作為光伏發(fā)電機運轉(zhuǎn)； 圖3為前兩圖中所述機器的主視圖； 圖4為所述機器的俯視圖5為所述機器的側(cè)視圖，圖中，由于風速過大，所述機器處于其保護位置； 圖6為當風速過大時，所述機器的保護系統(tǒng)的另一實施例的側(cè)視圖。
具體實施例方式
從附圖中可以看出，本發(fā)明的發(fā)電機器安裝在混凝土結構11,該混凝土結構11的上 部具有旋轉(zhuǎn)平臺2，該旋轉(zhuǎn)平臺2在齒輪發(fā)動機15的作用下繞豎向軸1旋轉(zhuǎn)，所述齒輪 發(fā)動機15由一電子裝置控制。所述平臺2上為支撐風力渦輪片幾5的水平軸4的支撐結構 3,該風力渦輪機5由若干葉片6構成，當所述平臺2自由轉(zhuǎn)動時，葉片6處于迎風位置。
構成渦輪機5的所述葉片6為具有月牙形輪廓的長形板，所有葉片6設置在沿旋轉(zhuǎn)方 向的相同位置，使葉片的位于迎風面上部的區(qū)域為凹面，而位于下部的區(qū)域為凸面。為了 使渦輪機達到最佳工作狀態(tài)，轉(zhuǎn)動平臺2,直到使得渦輪機5的葉片6位于風的吹入方向 上為止；在該風的吹入方向上設有每個葉片各自的面板，即下部面板7和上部面板8,所 述下部面板7固定于斜坡上并傾斜、封住渦輪機5的下部區(qū)域，所述上部面板8處于工作 位置時向上打開，如圖1所示，此時該上部面板8與所述下部面板7之間形成一個漏斗， 該漏斗將空氣導向渦輪機的上部區(qū)域，此時渦輪機中葉片6位于驅(qū)動位置，在所述下部區(qū) 域，處于返回方向上的葉片的凸面受到保護。
當風力不足以驅(qū)動所述風力渦輪機5時，所迷機器作為光伏發(fā)電機運轉(zhuǎn)，此時，在上 方封住渦輪機的所述上部面板8為鉸接在軸9上的太陽能面板，該軸9上還鉸接有第二太 陽能面板10,該第二太陽能面板10的下方具有偏轉(zhuǎn)器14,該偏轉(zhuǎn)器14可作為渦輪機的 排氣導向件。這些面板8、 10分別由各自的拉桿12、 13支撐，且拉桿可改變所述面板的 傾斜度，從而使得當所述機器作為風力發(fā)電機工作時(見圖1)和當所述機器作為光伏發(fā) 電機工作時，根據(jù)季節(jié)階段控制太陽跟蹤器，可調(diào)節(jié)所述面板使其具有合適的傾斜度以更 好的適應太陽的方位，類似地，所述太陽跟蹤器還可決定平臺2的旋轉(zhuǎn)，以在任何時候?qū)?br> 所述面板8、 10調(diào)節(jié)到合適的東-西方位(見圖2)。
圖5中所述機器由于風速過大，而處于其保護位置，過大的風速可能嚴重損害風力渦 輪機的操作。此時，所述機器的電子控制裝置使面板8向下傾斜，直到完全封住通向渦輪 機的空氣輸入管道時為止，同時，所述電子控制裝置使所述平臺2旋轉(zhuǎn)，迎著風為渦輪機 的入口進行導向，直到該入口偏向上方為止。
圖6也展示了在風力過大時對所述機器進行保護的情況，但該圖中的技術方案與圖5 中不同。在圖6中，偏轉(zhuǎn)器16位于入口 7的對立面上，這樣當風速過大時，迎風面為所 述機器的背面(即圖6中的右邊面)，因此渦輪機由葉片的凸面驅(qū)動，此時受到的驅(qū)動力 顯著低于由葉片的活性面(凹面)驅(qū)動的情形。
'以上實施例詳細描述了本發(fā)明的性質(zhì)，但是實施例中各部件的材料、形狀、尺寸和排 列方式等可以改變，這些均包括在本發(fā)明的精神實質(zhì)之內(nèi)，屬于本發(fā)明權利要求的保護范 圍。
權利要求
1、水平軸風力發(fā)電機，包括:底座結構，在該底座結構上安裝有驅(qū)動發(fā)電機的風力渦輪機，一系列光伏面板，該光伏面板在風力不足以使所述風力發(fā)電機運轉(zhuǎn)時工作，其特征在于，所述風力發(fā)電機還包括可繞豎向軸(1)旋轉(zhuǎn)的平臺(2)，該平臺與用于支撐風力渦輪機(5)的水平軸(4)的支撐結構(3)結合，所述渦輪機(5)驅(qū)動發(fā)電機(15)，該渦輪機(5)由若干葉片(6)構成，當用于確定最合適方位的、與風標相連的電子控制裝置使所述平臺(2)旋轉(zhuǎn)時，所述葉片(6)處于迎風位置；所述渦輪機(5)在每個葉片(6)的進風方向上分別設有下部面板(7)和上部面板(8)，所述下部面板(7)傾斜為一斜坡、封住所述渦輪機的下部區(qū)域，所述上部面板(8)鉸接于所述渦輪機的上方區(qū)域，且處于水平或向下傾斜的向上打開位置，該上部面板(8)根據(jù)風力情況封住通向所述渦輪機的空氣入口，在該上部面板(8)與所述下部面板(7)之間形成一漏斗結構，當風從任意方向吹來時，該漏斗結構將空氣導向所述渦輪機(5)的上部區(qū)域、幫助驅(qū)動所述渦輪機(5)。
2、 根據(jù)權利要求1所述的發(fā)電機，其特征在于至少用于將空氣導入所述渦輪機(5)的 所述上部面板(8)由一塊或多塊光伏面板組成，所述光伏面板繞軸(9)旋轉(zhuǎn)，通過 太陽跟蹤器將所述光伏面板導向到與太陽光線垂直的位置，所述太陽跟蹤器還控制位 于下部的所述平臺(2)的旋轉(zhuǎn)，當任何方向上沒有可感知的風時，所述太陽跟蹤器將 所述平臺(2)引導到合適的東-西方向上。
3、 根據(jù)前面任意一項權利要求所述的發(fā)電機，其特征在于所述渦輪機(5)由若千葉片(6) 構成，所述葉片(6)為呈放射狀安裝的、具有月牙形輪廓的長形板，當葉片處 于工作位置時，該葉片的空腔面向著風，而在返回區(qū)域，所述葉片的凸面部分向著風， 該返回區(qū)域由傾斜為斜面的下部面板(7)封住。
4、 根據(jù)前面任意一項權利要求所述的發(fā)電機，其特征在于當風速超過預先設定的極限 值時，所述電子控制裝置將所述渦輪機的空氣輸入管道引導到有利于空氣輸入的方位， 而向下傾斜的所述上部面板(8)則封住所述空氣輸入管道，使該管道向上偏轉(zhuǎn)，以免 由于風速過大而損壞所述發(fā)電機。
5、 根據(jù)權利要求1~3任意一項所述的發(fā)電機，其特征在于當風速超過預先設定的極限 值時，所述電子控制裝置將所述渦輪機的空氣輸入管道引導到背風方位，此時后下部 偏轉(zhuǎn)器(16 )處于迎風位置，而渦輪機的葉片處于背風位置。
6、 根據(jù)權利要求2所述的發(fā)電機，其特征在于所述上部光伏面板被分為鉸接在水平軸 (9)上、由各自的拉桿(12, 13)支撐的上部面板(8)和后部面板(10),該上部面板(8)和后部面板(10)傾斜設置、彼此延伸，形成連續(xù)表面，當所述發(fā)電機作為光 伏發(fā)電機工作時，太陽跟蹤器使得所述連續(xù)表面垂直于太陽光線，當所述發(fā)電機作為 風力發(fā)電機工作時，后部面板(10)處于水平位置，且具有拱形的下方偏轉(zhuǎn)器(14)， 該偏轉(zhuǎn)器引導所述渦輪機的排氣。
全文摘要
本發(fā)明涉及水平軸風力發(fā)電機，該發(fā)電機包括可繞豎向軸(1)旋轉(zhuǎn)的平臺(2)，該平臺與用于支撐風力渦輪機(5)的水平軸(4)的支撐結構(3)相結合，所述渦輪機(5)驅(qū)動發(fā)電機(15)，該渦輪機(5)由若干葉片(6)構成，當用于確定最合適方位的、與風標相連的電子控制裝置使所述平臺(2)旋轉(zhuǎn)時，所述葉片(6)處于迎風位置；所述渦輪機(5)在每個葉片(6)的進風方向上分別設有下部面板(7)和上部面板(8)，所述下部面板(7)傾斜為一斜坡、封住所述渦輪機的下部區(qū)域，所述上部面板(8)鉸接于所述渦輪機的上方區(qū)域，且處于水平或向下傾斜的向上打開位置，該上部面板(8)根據(jù)風力情況封住通向所述渦輪機的空氣入口。
文檔編號F03D3/04GK101387270SQ20081017343
公開日2009年3月18日 申請日期2008年10月20日 優(yōu)先權日2007年10月19日
發(fā)明者恩里克·厄其佩爾·賀蘭得茲 申請人:泰羅阿拉巴特公司