專利名稱：可變風輪直徑的水平軸風力發(fā)電機組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種風力發(fā)電機組，特別涉及一種可變風輪直徑的水平軸風力發(fā)電機組。
背景技術(shù)：
風能作為一種清潔的可再生能源，已經(jīng)成為目前最具開發(fā)價值的新型能源。中國風能儲量很大、分布面廣，有著得天獨厚的風資源優(yōu)勢。自2003年以來，我國的風電行業(yè)步入快速發(fā)展的階段。目前，風力發(fā)電機組的單機功率越來越大，對機組的發(fā)電能力要求不斷提高。根據(jù)公式P = pAV3/2可知，風輪直徑增加10%，機組的發(fā)電功率將增加21%，可見，增加風輪直徑是提高機組發(fā)電量的最直接途徑。然而簡單地將葉片長度延長勢必增加葉根彎矩，為固定葉片必須加厚葉根結(jié)構(gòu)，這樣勢必使葉片的重量大幅度增加，同時帶來葉片及機組制造成本的提聞。目前，國內(nèi)葉片還沒有出現(xiàn)通過調(diào)整葉片葉尖部分的傾斜角來調(diào)整風輪直徑的實際應用。其主要原因還是在于未能提出簡單易行而又可靠的設計方案。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種可變風輪直徑的水平軸風力發(fā)電機組， 以解決風電機組在低風速運行中較難提高發(fā)電量，以及在較高風速下較難避免風輪葉片葉尖部分的功率損失，提出一種較為合理的可變風輪直徑的風電機組方案，以提高機組的發(fā)電量。為解決存在的技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案為可變風輪直徑的水平軸風力發(fā)電機組，包括塔筒、主機、風輪葉片、輪轂，還包括安裝在風輪葉片尖部的可調(diào)傾角的葉尖小翼，通過調(diào)整葉尖小翼的傾角來調(diào)整葉片長度。葉尖小翼與風輪葉片之間的安裝方式之一是葉尖小翼采用柔性材料，葉尖小翼下端插入風輪葉片的葉尖內(nèi)部，并使用膠粘劑與風輪葉片粘接的。葉尖小翼與風輪葉片之間的另一種安裝方式是葉尖小翼與風輪葉片的葉尖采用轉(zhuǎn)軸連接，并通過伺服電動機或者液壓裝置等帶動葉尖小翼繞轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)。

圖I為本實用新型可變風輪直徑的水平軸風力發(fā)電機組示意圖。圖中，I為塔筒， 2為主機,3為風輪葉片,4為葉尖小翼,5為輪轂。圖2為本實用新型可變風輪直徑的水平軸風力發(fā)電機組中安裝葉尖小翼的風輪葉片不意圖。圖3為本實用新型可變風輪直徑的水平軸風力發(fā)電機組風輪直徑變化示意圖。圖中，葉尖小翼的傾角β為小翼與葉片翼型截面之間的夾角。[0012]圖4為本實用新型可變風輪直徑的水平軸風力發(fā)電機組中葉尖小翼的傾角隨風速變化的調(diào)整情況圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細描述請參閱圖I所示，塔筒I下端固定于地面，上端與主機2連接。主機2內(nèi)部布置控制器和發(fā)電機等，通過鋼制軸與輪轂5連接，輪轂5上安裝風輪葉片3，用于將風能轉(zhuǎn)化為機械能，葉尖小翼4安裝于葉片尖部。在風電機組的每個風輪葉片3的尖部安裝葉尖小翼4， 可將葉尖小翼4下端插入風輪葉片3的葉尖內(nèi)部，并使用膠粘劑與風輪葉片3主體粘接，安裝葉尖小翼4后，風輪葉片3的外形圖請參閱圖2。葉尖小翼4的傾角可調(diào)，其運動形式可以是繞轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)或者柔性材料的彎曲， 其動力可以由電動機或者液壓裝置等提供。在達到風輪的起動風速時，風輪通過輪轂5帶動主機2內(nèi)的發(fā)電機工作，此時增大葉尖小翼4的傾角，使葉尖小翼4成為葉片的自然延伸體，請參閱圖3所示，葉尖小翼4由A位置調(diào)整至B位置，增大了風輪直徑，能夠直接提高機組的發(fā)電量。隨著風速的增大，通過控制系統(tǒng)減小葉尖小翼4的傾角。這樣可以減小葉片根部的彎矩，避免葉片在高風速時遭到破壞，同時利用葉尖小翼4的氣動性能增大機組的發(fā)電量?？筛鶕?jù)葉片的實際設計情況作兩次或者更多次減小葉尖小翼4的傾角調(diào)整。當風速增大至機組的額定風速時,將葉尖小翼4再調(diào)整回A位置。此時由于葉尖小翼4傾角為正值，風輪直徑比不安裝葉尖小翼4時有所增大，同時葉尖小翼4上的氣流對葉片尖部的氣流有一定的調(diào)節(jié)作用，減小了葉尖渦的強度，所以能夠有效地提高葉片氣動效率，增大機組的發(fā)電量。葉尖小翼4傾角調(diào)整情況與當?shù)仫L速的對應關(guān)系示意圖請參閱圖4。在此說明書中，提出了本實用新型可變風輪直徑的水平軸風力發(fā)電機組的工作原理和設計方案，但是，很顯然仍可以做出各種修改和變換而不背離本實用新型的精神和范圍。因此，說明書和附圖應被認為是說明性的而非限制性的。
權(quán)利要求1.一種可變風輪直徑的水平軸風力發(fā)電機組，包括塔筒(I)、主機(2)、風輪葉片(3)、 輪轂(5)，其特征在于還包括安裝在風輪葉片(3)尖部的可調(diào)傾角的葉尖小翼(4)，通過調(diào)整葉尖小翼(4)的傾角來調(diào)整葉片長度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可變風輪直徑的水平軸風力發(fā)電機組，其特征在于所述葉尖小翼(4)采用柔性材料，葉尖小翼(4)下端插入風輪葉片(3)的葉尖內(nèi)部，并使用膠粘劑與風輪葉片(3)粘接的。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可變風輪直徑的水平軸風力發(fā)電機組，其特征在于所述葉尖小翼(4)與風輪葉片(3)的葉尖采用轉(zhuǎn)軸連接，并通過伺服電動機或者液壓裝置等帶動葉尖小翼(4)繞轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)。
專利摘要本實用新型涉及一種可變風輪直徑的水平軸風力發(fā)電機組?？勺冿L輪直徑的水平軸風力發(fā)電機組，包括塔筒、主機、風輪葉片、輪轂，還包括安裝在風輪葉片尖部的可調(diào)傾角的葉尖小翼，可以通過繞轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)或者柔性材料的彎曲，調(diào)整葉尖小翼的傾角來調(diào)整葉片長度。本實用新型解決了風電機組在低風速運行中較難提高發(fā)電量，以及在較高風速下較難避免風輪葉片葉尖部分的功率損失，提出一種較為合理的可變風輪直徑的風電機組方案，以提高機組的發(fā)電量。
文檔編號F03D1/06GK202348555SQ20112054497
公開日2012年7月25日 申請日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者李寶利 申請人:內(nèi)蒙古航天億久科技發(fā)展有限責任公司