專利名稱：風(fēng)力發(fā)電站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及發(fā)電領(lǐng)域，具體涉及一種風(fēng)力發(fā)電站。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的一種磁懸浮風(fēng)力發(fā)電站包括多個(gè)豎軸，每個(gè)豎軸包括多根短軸，每根短軸上安裝一個(gè)風(fēng)輪，每個(gè)豎軸底端連接一個(gè)發(fā)電機(jī)。每個(gè)豎軸上的多個(gè)風(fēng)輪以相同的轉(zhuǎn)速同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)豎軸帶動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。由于高空和低空風(fēng)速不同，而每個(gè)豎軸上的多個(gè)風(fēng)輪轉(zhuǎn)速相同，限制了對(duì)不同風(fēng)速下的風(fēng)能的利用
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型提供一種風(fēng)力發(fā)電站，能夠更有效地利用風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電。本實(shí)用新型提供了一種風(fēng)力發(fā)電站，包括豎直風(fēng)輪組，每組豎直風(fēng)輪包括豎直方向排列的多個(gè)風(fēng)輪，每個(gè)風(fēng)輪通過(guò)豎軸連接一個(gè)發(fā)電機(jī)；或者，水平風(fēng)輪組，每組水平風(fēng)輪包括水平方向排列的多個(gè)風(fēng)輪，每個(gè)或每組水平風(fēng)輪通過(guò)橫軸連接一個(gè)發(fā)電機(jī)；支撐框架，其包括從低到高排列的多層，每組豎直風(fēng)輪中的多個(gè)風(fēng)輪分別安裝在多層，或者，每組水平風(fēng)輪中的多個(gè)風(fēng)輪安裝在支撐框架的同一層；其中，每個(gè)豎直風(fēng)輪或每個(gè)水平風(fēng)輪包括多個(gè)風(fēng)葉，多個(gè)風(fēng)葉圍繞所述豎軸或所述橫軸設(shè)置并圍繞所述豎軸或所述橫軸旋轉(zhuǎn)。在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，優(yōu)選地，每組所述豎直風(fēng)輪的連接所述發(fā)電機(jī)的所述豎軸位于同一軸線上；或者，當(dāng)每個(gè)所述水平風(fēng)輪通過(guò)橫軸連接一個(gè)發(fā)電機(jī)時(shí)，每組所述水平風(fēng)輪的連接所述發(fā)電機(jī)的所述橫軸位于同一軸線上。在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述豎軸或所述橫軸通過(guò)萬(wàn)向節(jié)與所述發(fā)電機(jī)連接。在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述支撐框架包括鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，優(yōu)選地，在垂直于所述豎軸或所述橫軸的軸線方向上，所述風(fēng)葉具有直形截面或弧形截面。在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述風(fēng)葉包括鋁鎂合金結(jié)構(gòu)。在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，優(yōu)選地，當(dāng)每個(gè)風(fēng)輪的所有風(fēng)葉在垂直于所述豎軸或所述橫軸的軸線方向上具有所述弧形截面時(shí)，每個(gè)風(fēng)葉具有相同的弧度和相同的外延形狀。在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述風(fēng)力發(fā)電站進(jìn)一步包括固定或可動(dòng)的風(fēng)導(dǎo)向系統(tǒng)，其包括多個(gè)風(fēng)導(dǎo)向單元，每個(gè)所述風(fēng)導(dǎo)向單元與每個(gè)所述豎直風(fēng)輪或所述水平風(fēng)輪相互配合；[0018]其中，每個(gè)所述風(fēng)導(dǎo)向單元包括第一風(fēng)口和第二風(fēng)口，所述豎直風(fēng)輪或所述水平風(fēng)輪位于所述第一風(fēng)口和所述第二風(fēng)口之間；風(fēng)從所述第一風(fēng)口流入并經(jīng)過(guò)所述豎直風(fēng)輪或所述水平風(fēng)輪后從所述第二風(fēng)口流出，或者，風(fēng)從所述第二風(fēng)口流入并經(jīng)過(guò)所述豎直風(fēng)輪或所述水平風(fēng)輪后從所述第一風(fēng)口流出；風(fēng)從所述第一風(fēng)口或所述第二風(fēng)口流入所述風(fēng)力發(fā)電站，并被匯聚至所述豎直風(fēng)輪的豎軸一側(cè)或所述水平風(fēng)輪的橫軸的一側(cè)。在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述第一風(fēng)口和所述第二風(fēng)口具有沿風(fēng)的進(jìn)入方向漸縮的形狀。在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述風(fēng)導(dǎo)向單元包括一對(duì)風(fēng)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，所述一對(duì)風(fēng)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)分別設(shè)置在所述第一風(fēng)口處和所述第二風(fēng)口處，所述風(fēng)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)包括直面 風(fēng)導(dǎo)向板和曲面風(fēng)導(dǎo)向板；所述直面風(fēng)導(dǎo)向板從所述第一風(fēng)口處向所述豎直風(fēng)輪或所述水平風(fēng)輪延伸，所述曲面風(fēng)導(dǎo)向板從所述直面風(fēng)導(dǎo)向板的末端朝向所述第二風(fēng)口處延伸，所述曲面風(fēng)導(dǎo)向板朝向風(fēng)輪的一面為凹面；或者，所述直面風(fēng)導(dǎo)向板從所述第二風(fēng)口處向所述豎直風(fēng)輪或所述水平風(fēng)輪延伸，所述曲面風(fēng)導(dǎo)向板從所述直面風(fēng)導(dǎo)向板的末端朝向所述第一風(fēng)口處延伸，所述曲面風(fēng)導(dǎo)向板朝向風(fēng)輪的一面為凹面。通過(guò)本實(shí)用新型的各實(shí)施例提供的風(fēng)力發(fā)電站，能夠帶來(lái)以下至少一種有益效果I.更有效地利用風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電。本實(shí)用新型通過(guò)在每個(gè)豎直風(fēng)輪上都配備一個(gè)發(fā)電機(jī)，或在每個(gè)水平風(fēng)輪或每組水平風(fēng)輪上配備一個(gè)發(fā)電機(jī)，更適應(yīng)高空風(fēng)大、低空風(fēng)小的特點(diǎn)，讓不同高度的風(fēng)輪能在不同風(fēng)速的帶動(dòng)下以不同轉(zhuǎn)速進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，讓每組發(fā)電機(jī)和風(fēng)輪都能充分利用其所在高度的風(fēng)能。2.便于檢修。當(dāng)每個(gè)豎直風(fēng)輪上分別配備一個(gè)發(fā)電機(jī)，或每個(gè)水平風(fēng)輪上分別配備一個(gè)發(fā)電機(jī)時(shí)，每個(gè)風(fēng)輪之間相互獨(dú)立，每個(gè)發(fā)電機(jī)之間也相互獨(dú)立，當(dāng)有風(fēng)輪或發(fā)電機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，只需對(duì)出現(xiàn)故障的風(fēng)輪和發(fā)電機(jī)停下檢修即可，不影響其它風(fēng)輪和發(fā)電機(jī)的使用。3.建造成本低，耐久性能好。支撐框架采用鋼筋混凝土制成，相比鋼材的支撐框架，成本大幅降低。同時(shí)，鋼筋混凝土比鋼材的支撐框架耐久性能好，使用年限可達(dá)30年以上。且鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)不會(huì)生銹，維護(hù)費(fèi)用低，受力狀況好，能夠承受較大的橫向力。4.降低了風(fēng)輪質(zhì)量，提高了風(fēng)輪轉(zhuǎn)速，進(jìn)而提高了發(fā)電效率。風(fēng)輪采用鋁鎂合金制造，質(zhì)量輕、強(qiáng)度高，在同等風(fēng)速下可高速旋轉(zhuǎn)，收集更多的風(fēng)能，提高發(fā)電效率。同時(shí)鋁鎂合金能夠避免風(fēng)輪出現(xiàn)生銹的情況，改善了風(fēng)輪的使用效果。

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，以下將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，以下描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖所示實(shí)施例得到其它的實(shí)施例及其附圖。[0030]圖I為本實(shí)用新型的風(fēng)力發(fā)電站的一種實(shí)施例的主視圖；圖2為本實(shí)用新型的風(fēng)力發(fā)電站的一種實(shí)施例的左視圖；圖3為本實(shí)用新型的風(fēng)力發(fā)電站的一種實(shí)施例的俯視圖。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型各實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所得到的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型所保護(hù)的范圍。本實(shí)用新型提供了一種風(fēng)力發(fā)電站，包括豎直風(fēng)輪組，每組豎直風(fēng)輪包括豎直方向排列的多個(gè)風(fēng)輪，每個(gè)風(fēng)輪通過(guò)豎軸連 接一個(gè)發(fā)電機(jī)；或者，水平風(fēng)輪組，每組水平風(fēng)輪包括水平方向排列的多個(gè)風(fēng)輪，每個(gè)或每組水平風(fēng)輪通過(guò)橫軸連接一個(gè)發(fā)電機(jī)；支撐框架，其包括從低到高排列的多層，每組豎直風(fēng)輪中的多個(gè)風(fēng)輪分別安裝在多層，或者，每組水平風(fēng)輪中的多個(gè)風(fēng)輪安裝在支撐框架的同一層；其中，每個(gè)豎直風(fēng)輪或每個(gè)水平風(fēng)輪包括多個(gè)風(fēng)葉，多個(gè)風(fēng)葉圍繞所述豎軸或所述橫軸設(shè)置并圍繞所述豎軸或所述橫軸旋轉(zhuǎn)。本實(shí)用新型的發(fā)電站是在類似于樓層的支撐框架上安裝風(fēng)輪，通過(guò)風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。本實(shí)用新型的發(fā)電站可以使用豎直風(fēng)輪組，也可使用水平風(fēng)輪組。發(fā)電站設(shè)置在與當(dāng)?shù)刂黠L(fēng)向垂直的方向。例如，北京郊區(qū)在夏天的主風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)，冬天的主風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)，發(fā)電站就要設(shè)置在西南向東北方向延伸的方向。在豎直風(fēng)輪組中，從低到高排列的多個(gè)風(fēng)輪為一組，每個(gè)風(fēng)輪通過(guò)豎軸連接一個(gè)發(fā)電機(jī)。由于從低到高的風(fēng)速不同，每個(gè)風(fēng)輪以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，風(fēng)輪在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生力矩，風(fēng)輪通過(guò)豎軸將力矩傳遞給發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。在水平風(fēng)輪組中，水平排列的多個(gè)風(fēng)輪為一組，由于每組風(fēng)輪的水平高度相同，同等高度的風(fēng)速相差不大，可將每組的多個(gè)風(fēng)輪通過(guò)同一根橫軸連接至一個(gè)發(fā)電機(jī)，也可分別將每個(gè)風(fēng)輪通過(guò)橫軸分別連接至一個(gè)發(fā)電機(jī)。豎直風(fēng)輪組和水平風(fēng)輪組中的風(fēng)輪包括圍繞豎軸或橫軸設(shè)置的多個(gè)風(fēng)葉，優(yōu)選地，設(shè)置8個(gè)風(fēng)葉，也可設(shè)置8個(gè)以上的風(fēng)葉。風(fēng)葉在風(fēng)力推動(dòng)作用下圍繞豎軸或橫軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。支撐框架類似于常見(jiàn)的樓層，包括從低到高分布的多層。每組的豎直風(fēng)輪可分別分布在支撐框架的每一層，每組的水平風(fēng)輪可分布在支撐框架的同一層。在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，優(yōu)選地，每組所述豎直風(fēng)輪的連接所述發(fā)電機(jī)的所述豎軸位于同一軸線上；或者，當(dāng)每個(gè)所述水平風(fēng)輪通過(guò)橫軸連接一個(gè)發(fā)電機(jī)時(shí)，每組所述水平風(fēng)輪的連接所述發(fā)電機(jī)的所述橫軸位于同一軸線上。每組的豎直風(fēng)輪的豎軸位于同一軸線，或每組的水平風(fēng)輪的橫軸位于同一軸線，使發(fā)電站的結(jié)構(gòu)整齊，便于制造，同時(shí)便于設(shè)置一體的風(fēng)導(dǎo)向系統(tǒng)。[0047]在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述豎軸或所述橫軸通過(guò)萬(wàn)向節(jié)與所述發(fā)電機(jī)連接；和/ 或，所述支撐框架包括鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。萬(wàn)向節(jié)可調(diào)節(jié)豎軸或橫軸與發(fā)電機(jī)的軸不同心的情況。在本實(shí)用新型中，支撐框架可采用鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，建設(shè)成本低、不生銹、維護(hù)費(fèi)用低，且受力狀況好，能夠承受較大的橫向力，耐久性能好，使用年限可達(dá)到30年以上。在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，優(yōu)選地，在垂直于所述豎軸或所述橫軸的軸線方向上，所述風(fēng)葉具有直形截面或弧形截面。在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述風(fēng)葉包括鋁鎂合金結(jié)構(gòu)；和/ 或當(dāng)每個(gè)風(fēng)輪的所有風(fēng)葉在垂直于所述豎軸或所述橫軸的軸線方向上具有所述弧形截面時(shí)，每個(gè)風(fēng)葉具有相同的弧度和相同的外延形狀。鋁鎂合金結(jié)構(gòu)的風(fēng)葉，不生銹，強(qiáng)度更高，耐磨性更好，質(zhì)量更輕，能夠更高速地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，風(fēng)葉使用完整的、沒(méi)有鏤空的矩形面板或弧形面板，可利用較多的風(fēng)力并進(jìn)行快速旋轉(zhuǎn)。較佳地，風(fēng)葉使用弧形面板，即風(fēng)葉在垂直于風(fēng)輪轉(zhuǎn)軸方向的截面為弧形，即在沿風(fēng)輪轉(zhuǎn)軸的方向上，風(fēng)葉為凹面或凸面，弧形面板類似于船帆的形狀，更易兜風(fēng)，利用更多的風(fēng)力進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)。當(dāng)風(fēng)葉為矩形面板時(shí)，即風(fēng)葉在垂直于風(fēng)輪轉(zhuǎn)軸方向的截面為直形，即在沿風(fēng)輪轉(zhuǎn)軸的方向上，風(fēng)葉為矩形面，較佳地，每個(gè)風(fēng)輪上的所有風(fēng)葉大小相同，能夠勻速旋轉(zhuǎn)，為發(fā)電機(jī)提供均勻的力矩。當(dāng)風(fēng)葉為弧形面板時(shí)，較佳地，每個(gè)風(fēng)輪上的所有風(fēng)葉具有相同的弧向和弧度，所有風(fēng)葉在從風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸向風(fēng)輪四周延伸的方向上具有相同的外延形狀。相同的弧向朝向可以使風(fēng)輪在旋轉(zhuǎn)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生反向力矩，相同的弧度能夠使風(fēng)輪勻速旋轉(zhuǎn)，為發(fā)電機(jī)提供均勻的力矩。當(dāng)風(fēng)輪轉(zhuǎn)過(guò)一定角度時(shí)，例如，一個(gè)風(fēng)輪上具有8片弧形面板的風(fēng)葉，當(dāng)風(fēng)輪轉(zhuǎn)過(guò)45°后，風(fēng)葉與旋轉(zhuǎn)前其相鄰風(fēng)葉的位置重合。在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述風(fēng)力發(fā)電站進(jìn)一步包括固定或可動(dòng)的風(fēng)導(dǎo)向系統(tǒng)，其包括多個(gè)風(fēng)導(dǎo)向單元，每個(gè)所述風(fēng)導(dǎo)向單元與每個(gè)所述豎直風(fēng)輪或所述水平風(fēng)輪相互配合；其中，每個(gè)所述風(fēng)導(dǎo)向單元包括第一風(fēng)口和第二風(fēng)口，所述豎直風(fēng)輪或所述水平風(fēng)輪位于所述第一風(fēng)口和所述第二風(fēng)口之間；風(fēng)從所述第一風(fēng)口流入并經(jīng)過(guò)所述豎直風(fēng)輪或所述水平風(fēng)輪后從所述第二風(fēng)口流出，或者，風(fēng)從所述第二風(fēng)口流入并經(jīng)過(guò)所述豎直風(fēng)輪或所述水平風(fēng)輪后從所述第一風(fēng)口流出；風(fēng)從所述第一風(fēng)口或所述第二風(fēng)口流入所述風(fēng)力發(fā)電站，并被匯聚至所述豎直風(fēng)輪的豎軸一側(cè)或所述水平風(fēng)輪的橫軸的一側(cè)。在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述第一風(fēng)口和所述第二風(fēng)口具有沿風(fēng)的進(jìn)入方向漸縮的形狀。由于風(fēng)向不定且較分散，可設(shè)置風(fēng)導(dǎo)向系統(tǒng)將風(fēng)導(dǎo)向并匯聚至風(fēng)輪處，對(duì)風(fēng)力進(jìn)行有效的利用。風(fēng)導(dǎo)向系統(tǒng)固定設(shè)置在支撐框架上，也可根據(jù)當(dāng)?shù)仫L(fēng)向的改變進(jìn)行改動(dòng)，以有效配合當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)向。風(fēng)導(dǎo)向系統(tǒng)包括多個(gè)風(fēng)導(dǎo)向單元，每個(gè)風(fēng)導(dǎo)向單元與一個(gè)風(fēng)輪進(jìn)行配合。每個(gè)風(fēng)導(dǎo)向單元都設(shè)置兩個(gè)風(fēng)口，兩個(gè)風(fēng)口分別為進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口可在兩個(gè)風(fēng)口之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。優(yōu)選地，進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口相對(duì)設(shè)置，進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口的方向平行，風(fēng)從進(jìn)風(fēng)口流入后經(jīng)過(guò)風(fēng)輪即從出風(fēng)口流出。優(yōu)選地，進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口可設(shè)置成相同的結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)風(fēng)向改變后風(fēng)的流動(dòng)。例如北京郊區(qū)在從夏天的東南風(fēng)轉(zhuǎn)成冬天的西北風(fēng)時(shí)，風(fēng)導(dǎo)向單元在夏天時(shí)的進(jìn)風(fēng)口即變?yōu)槎鞎r(shí)的出風(fēng)口，夏天時(shí)的出風(fēng)口即變?yōu)槎鞎r(shí)的進(jìn)風(fēng)口。優(yōu)選地，風(fēng)輪設(shè)置在從進(jìn)風(fēng)口到出風(fēng)口的風(fēng)的通路的中間位置。優(yōu)選地，進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口設(shè)置成喇叭形狀，沿風(fēng)的進(jìn)入方向漸縮，即在出風(fēng)口處為沿風(fēng)的流出方向擴(kuò)大。優(yōu)選地，風(fēng)從進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入后，被導(dǎo)向至豎軸或橫軸的一側(cè)，以使風(fēng)輪在旋轉(zhuǎn)時(shí)全部產(chǎn)生正向力矩，不產(chǎn)生反向力矩。例如，當(dāng)豎直風(fēng)輪設(shè)置有8個(gè)風(fēng)葉，風(fēng)從進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入后被導(dǎo)向至豎軸一側(cè)的4個(gè)風(fēng)葉，不僅可以更大限度的利用風(fēng)力，同時(shí)能夠避免 反向力矩的產(chǎn)生。在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述風(fēng)導(dǎo)向單元包括一對(duì)風(fēng)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，所述一對(duì)風(fēng)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)分別設(shè)置在所述第一風(fēng)口處和所述第二風(fēng)口處，所述風(fēng)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)包括直面風(fēng)導(dǎo)向板和曲面風(fēng)導(dǎo)向板；所述直面風(fēng)導(dǎo)向板從所述第一風(fēng)口處向所述豎直風(fēng)輪或所述水平風(fēng)輪延伸，所述曲面風(fēng)導(dǎo)向板從所述直面風(fēng)導(dǎo)向板的末端朝向所述第二風(fēng)口處延伸，所述曲面風(fēng)導(dǎo)向板朝向風(fēng)輪的一面為凹面；或者，所述直面風(fēng)導(dǎo)向板從所述第二風(fēng)口處向所述豎直風(fēng)輪或所述水平風(fēng)輪延伸，所述曲面風(fēng)導(dǎo)向板從所述直面風(fēng)導(dǎo)向板的末端朝向所述第一風(fēng)口處延伸，所述曲面風(fēng)導(dǎo)向板朝向風(fēng)輪的一面為凹面。優(yōu)選地，直面風(fēng)導(dǎo)向板具有一定的斜度，可將風(fēng)有效導(dǎo)向至風(fēng)輪處。直面風(fēng)導(dǎo)向板也可具有一定的曲度，只要能將風(fēng)平滑導(dǎo)向至風(fēng)輪即可。優(yōu)選地，將直面風(fēng)導(dǎo)向板的末端向出風(fēng)口處沿平滑的曲面延伸，可將平滑的曲面一直延伸至出風(fēng)口處，也可至延伸一段距離，使風(fēng)吹過(guò)風(fēng)輪時(shí)被曲面包圍即可，曲面在朝向風(fēng)輪的一面為凹面，可在風(fēng)吹過(guò)風(fēng)輪時(shí)起到兜風(fēng)作用，使風(fēng)輪能夠利用更多的風(fēng)力。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述風(fēng)力發(fā)電站進(jìn)一步包括豎向風(fēng)導(dǎo)向系統(tǒng)，其包括多個(gè)風(fēng)導(dǎo)向單元，每個(gè)所述風(fēng)導(dǎo)向單元之間通過(guò)擋板隔開(kāi)，每個(gè)所述風(fēng)導(dǎo)向單元與每個(gè)所述豎直風(fēng)輪相互配合；其中，每個(gè)所述風(fēng)導(dǎo)向單元包括一對(duì)風(fēng)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，每對(duì)所述風(fēng)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)圍繞所述豎直風(fēng)輪相對(duì)分布，所述風(fēng)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)包括相互連接的豎向矩形風(fēng)導(dǎo)向板和豎向弧形風(fēng)導(dǎo)向板，所述豎向矩形風(fēng)導(dǎo)向板從所述支撐框架的邊界沿當(dāng)?shù)氐闹黠L(fēng)向的方向延伸，所述豎向弧形風(fēng)導(dǎo)向板的朝向所述豎直風(fēng)輪的一面為凹面，所述凹面沿圍繞所述豎直風(fēng)輪的方向延伸，所述凹面的兩端分別延伸至相鄰的所述風(fēng)導(dǎo)向單元之間的所述擋板和所述豎向矩形風(fēng)導(dǎo)向板；沿所述豎直矩形風(fēng)導(dǎo)向板的方向，所述豎直風(fēng)輪的所述豎軸被包裹在所述豎向弧形風(fēng)導(dǎo)向板的凹面內(nèi)部。在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述風(fēng)力發(fā)電站進(jìn)一步包括橫向風(fēng)導(dǎo)向系統(tǒng)，所述橫向風(fēng)導(dǎo)向系統(tǒng)包括橫梁和斜面，所述橫梁設(shè)置在所述豎直風(fēng)輪的頂部，所述斜面從所述橫梁的底部延伸至所述支撐框架的邊界。在如圖1、2、3所示的本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，在北京郊區(qū)設(shè)置本實(shí)用新型的風(fēng)力發(fā)電站，當(dāng)?shù)氐闹黠L(fēng)向?yàn)槲髂巷L(fēng)和東北風(fēng)。風(fēng)力發(fā)電站使用豎直風(fēng)輪組，支撐框架4包括多層，每層設(shè)置有多個(gè)豎直風(fēng)輪。每個(gè)風(fēng)輪包括8個(gè)弧形面板狀的風(fēng)葉3，風(fēng)葉3圍繞豎軸2均勻分布，風(fēng)輪通過(guò)豎軸2連接至發(fā)電機(jī)I。風(fēng)葉3由鋁鎂合金結(jié)構(gòu)制成。在夏天時(shí)，風(fēng)從風(fēng)口 6處流入，經(jīng)過(guò)風(fēng)輪后從風(fēng)口 5流出。在冬天時(shí)，風(fēng)從風(fēng)口 5處流入，經(jīng)過(guò)風(fēng)輪后從風(fēng)口 6流出。風(fēng)在從進(jìn)風(fēng)口流入時(shí)，被直面風(fēng)導(dǎo)向板7導(dǎo)向至風(fēng)輪處，并在流經(jīng)風(fēng)輪時(shí)，從曲面風(fēng)導(dǎo)向板8平滑流過(guò)，后從出風(fēng)口流出。發(fā)電站設(shè)置的方向必須和當(dāng)?shù)氐闹黠L(fēng)向相垂直，假如發(fā)電站設(shè)置在北京郊區(qū)，夏天以東南風(fēng)為主，冬天以西北風(fēng)為主，這兩個(gè)方向來(lái)的風(fēng)，經(jīng)過(guò)發(fā)電站的風(fēng)導(dǎo)向墻吹向風(fēng)輪都能產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻牧亍Ｊ茱L(fēng)面積大，風(fēng)經(jīng)過(guò)導(dǎo)向墻以后，能夠同時(shí)吹向風(fēng)輪的四個(gè)風(fēng)葉，對(duì)豎軸產(chǎn)生較大 的力矩。發(fā)電機(jī)是采用交流豎軸低轉(zhuǎn)速的，額定轉(zhuǎn)速每分種約100轉(zhuǎn)，低轉(zhuǎn)速交流發(fā)電機(jī)，更適合低風(fēng)速發(fā)電。采用變頻器和逆變器調(diào)整供電質(zhì)量，向電網(wǎng)輸送質(zhì)量好的電。我們研發(fā)的帆輪式組合風(fēng)力發(fā)電站在多方面都進(jìn)行了改進(jìn)，它的特點(diǎn)是I、發(fā)電成本低據(jù)統(tǒng)計(jì)，
三葉式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，每度的成本是0.60元/KW167%
帆輪式組合風(fēng)力發(fā)電站每度的成本是0.15元/KW42%
煤電成本是0.36元/KW 100% 核電是0.33元/KW92%
水電是0.25元/KW69%按設(shè)備攤銷計(jì)算，每千瓦發(fā)電成本僅0.15元/kw，是所有發(fā)電方式成本最低的。我們采取的措施是①支撐系統(tǒng)為鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，受力狀況好。根部彎矩小，不需要那么大的根基。所以基礎(chǔ)成本低、支撐系統(tǒng)成本也低。②我們的風(fēng)輪直徑小，用鋁鎂合金來(lái)做，重量輕，有效功率大。2、發(fā)電質(zhì)量好，可以入網(wǎng)，可以調(diào)度我們采取的措施是，當(dāng)電網(wǎng)需要電時(shí)我們通過(guò)變頻器和逆變器將電變成50赫茲，直接入網(wǎng)。當(dāng)電廠不需要電時(shí)，我們就用電解氫的辦法蓄能。電解氫技術(shù)成熟，設(shè)備費(fèi)用不高，是儲(chǔ)能的好辦法。氫可以有兩種用法其一是，通過(guò)燃料電池再發(fā)出質(zhì)量好的電，直接入網(wǎng)，比系統(tǒng)中現(xiàn)有的蓄能電站更好。另一個(gè)方法是，將氫氣與天然氣并網(wǎng)。解決天然氣的供應(yīng)缺口。用燃料電池再發(fā)電，是可以調(diào)度的，對(duì)電網(wǎng)的削峰能起到很大作用。3、風(fēng)能利用系數(shù)高，裝機(jī)容量大。[0089]我們的豎軸帆式風(fēng)輪組合風(fēng)力發(fā)電站，安裝的方向只要和當(dāng)?shù)氐闹黠L(fēng)向相垂直就可以了，由于我們的發(fā)電站是有風(fēng)導(dǎo)向裝置的，所以不論哪個(gè)方向來(lái)風(fēng)都能直接吹向風(fēng)葉的最佳受力位置，產(chǎn)生較大的力矩。同等的過(guò)風(fēng)面積，帆輪式組合風(fēng)力發(fā)電站產(chǎn)生的扭矩是三葉式的9倍，三葉式發(fā)電機(jī)發(fā)電功率是I. 5兆瓦，帆輪式組合風(fēng)力發(fā)電站裝機(jī)容量是13. 5兆瓦。4、能夠改善生態(tài)環(huán)境。大量的建起了帆輪式組合風(fēng)力發(fā)電站后，相當(dāng)于建起了相當(dāng)多的防護(hù)林，地面風(fēng)速能夠降低到5米/秒以下，在沙漠地區(qū)，風(fēng)速降低后會(huì)制止沙山的流動(dòng)，防止沙塵暴的生成，其實(shí)改造沙漠并不難，新疆和內(nèi)蒙地區(qū)有相當(dāng)豐富的地下水資源，大部分地區(qū)不透水層很深，植物吸不到水，我們只要在地面以下I米左右，鋪上一層防滲地膜，再把肥和水供應(yīng)上就可以把沙漠變成良田。這對(duì)這對(duì)我們的國(guó)家和我們的子孫后代都是極大的貢獻(xiàn)。5、由于我們的豎軸帆式風(fēng)輪組合風(fēng)力發(fā)電站風(fēng)輪直徑小，震動(dòng)小，幾乎沒(méi)有噪音。6、投資少，經(jīng)濟(jì)效益高。我們采取的方式是，自己管理豎軸帆式風(fēng)輪組合風(fēng)力發(fā)電站，向電網(wǎng)公司賣電，長(zhǎng)期效益也很好I、新疆的阿克蘇地區(qū)的風(fēng)場(chǎng)，每年大風(fēng)天氣約250天2、每個(gè)帆輪式組合風(fēng)力發(fā)電站的功率是；50kw x 60個(gè)=3000kw3、當(dāng)?shù)氐纳暇W(wǎng)電價(jià)為O. 581元/kw4、每個(gè)發(fā)電站年發(fā)電3000 X 250 x 24 = 1800萬(wàn)kw5、每個(gè)發(fā)電站年發(fā)電收入1800 X O. 581 = 1046萬(wàn)元/年6、每個(gè)發(fā)電總成本；1500萬(wàn)元7、每個(gè)發(fā)電站每年攤銷成本為；①結(jié)構(gòu)部分每年攤銷費(fèi)用為1000萬(wàn)元+30年=33萬(wàn)元/年②貸款利息120萬(wàn)元/年③運(yùn)行管理費(fèi)用20萬(wàn)元/年④發(fā)電機(jī)及配電設(shè)備每年攤銷費(fèi)用為760萬(wàn)元+8 = 95萬(wàn)元/年⑤攤銷成本合計(jì)268萬(wàn)元/年
、[0107]⑥每度電的成本268萬(wàn)元+1800萬(wàn)千瓦=O. 15元/千瓦8、每個(gè)發(fā)電站每年凈利潤(rùn)778萬(wàn)元/年通過(guò)本實(shí)用新型的各實(shí)施例提供的風(fēng)力發(fā)電站，能夠帶來(lái)以下至少一種有益效果I.更有效地利用風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電。本實(shí)用新型通過(guò)在每個(gè)豎直風(fēng)輪上都配備一個(gè)發(fā)電機(jī)，或在每個(gè)水平風(fēng)輪或每組水平風(fēng)輪上配備一個(gè)發(fā)電機(jī)，更適應(yīng)高空風(fēng)大、低空風(fēng)小的特點(diǎn)，讓不同高度的風(fēng)輪能在不同風(fēng)速的帶動(dòng)下以不同轉(zhuǎn)速進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，讓每組發(fā)電機(jī)和風(fēng)輪都能充分利用其所在高度的風(fēng)能。2.便于檢修。當(dāng)每個(gè)豎直風(fēng)輪上分別配備一個(gè)發(fā)電機(jī)，或每個(gè)水平風(fēng)輪上分別配備一個(gè)發(fā)電機(jī)時(shí)，每個(gè)風(fēng)輪之間相互獨(dú)立，每個(gè)發(fā)電機(jī)之間也相互獨(dú)立，當(dāng)有風(fēng)輪或發(fā)電機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，只需對(duì)出現(xiàn)故障的風(fēng)輪和發(fā)電機(jī)停下檢修即可，不影響其它風(fēng)輪和發(fā)電機(jī)的使用。[0112]3.建造成本低，耐久性能好。支撐框架采用鋼筋混凝土制成，相比鋼材的支撐框架，成本大幅降低。同時(shí)，鋼筋混凝土比鋼材的支撐框架耐久性能好，使用年限可達(dá)30年以上。且鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)不會(huì)生銹，維護(hù)費(fèi)用低，受力狀況好，能夠承受較大的橫向力。4.降低了風(fēng)輪的質(zhì)量，提高了風(fēng)輪轉(zhuǎn)速，進(jìn)而提高了發(fā)電效率。風(fēng)輪采用鋁鎂合金制造，質(zhì)量輕、強(qiáng)度高，在同等風(fēng)速下可高速旋轉(zhuǎn)，收集更多的風(fēng)能，提高發(fā)電效率。同時(shí)鋁鎂合金能夠避免風(fēng)輪出現(xiàn)生銹的情況，改善了風(fēng)輪的使用效果。本實(shí)用新型提供的各種實(shí)施例可根據(jù)需要以任意方式相互組合，通過(guò)這種組合得到的技術(shù)方案，也在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用新 型的精神和范圍。這樣，倘若對(duì)本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種風(fēng)力發(fā)電站，其特征在于，包括 豎直風(fēng)輪組，每組豎直風(fēng)輪包括豎直方向排列的多個(gè)風(fēng)輪，每個(gè)風(fēng)輪通過(guò)豎軸連接一個(gè)發(fā)電機(jī)；或者，水平風(fēng)輪組，每組水平風(fēng)輪包括水平方向排列的多個(gè)風(fēng)輪，每個(gè)或每組水平風(fēng)輪通過(guò)橫軸連接一個(gè)發(fā)電機(jī)； 支撐框架，其包括從低到高排列的多層，每組豎直風(fēng)輪中的多個(gè)風(fēng)輪分別安裝在多層，或者，每組水平風(fēng)輪中的多個(gè)風(fēng)輪安裝在支撐框架的同一層； 其中，每個(gè)豎直風(fēng)輪或每個(gè)水平風(fēng)輪包括多個(gè)風(fēng)葉，多個(gè)風(fēng)葉圍繞所述豎軸或所述橫軸設(shè)置并圍繞所述豎軸或所述橫軸旋轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求I所述的風(fēng)力發(fā)電站，其特征在于， 每組所述豎直風(fēng)輪的連接所述發(fā)電機(jī)的所述豎軸位于同一軸線上； 或者， 當(dāng)每個(gè)所述水平風(fēng)輪通過(guò)橫軸連接一個(gè)發(fā)電機(jī)時(shí)，每組所述水平風(fēng)輪的連接所述發(fā)電機(jī)的所述橫軸位于同一軸線上。
3.如權(quán)利要求I所述的風(fēng)力發(fā)電站，其特征在于，所述豎軸或所述橫軸通過(guò)萬(wàn)向節(jié)與所述發(fā)電機(jī)連接。
4.如權(quán)利要求I所述的風(fēng)力發(fā)電站，其特征在于，所述支撐框架包括鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求I所述的風(fēng)力發(fā)電站，其特征在于，在垂直于所述豎軸或所述橫軸的軸線方向上，所述風(fēng)葉具有直形截面或弧形截面。
6.如權(quán)利要求I所述的風(fēng)力發(fā)電站，其特征在于，所述風(fēng)葉包括鋁鎂合金結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求5所述的風(fēng)力發(fā)電站，其特征在于，當(dāng)每個(gè)風(fēng)輪的所有風(fēng)葉在垂直于所述豎軸或所述橫軸的軸線方向上具有所述弧形截面時(shí)，每個(gè)風(fēng)葉具有相同的弧度和相同的外延形狀。
8.如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的風(fēng)力發(fā)電站，其特征在于，進(jìn)一步包括 固定或可動(dòng)的風(fēng)導(dǎo)向系統(tǒng)，其包括多個(gè)風(fēng)導(dǎo)向單元，每個(gè)所述風(fēng)導(dǎo)向單元與每個(gè)所述豎直風(fēng)輪或所述水平風(fēng)輪相互配合； 其中，每個(gè)所述風(fēng)導(dǎo)向單元包括第一風(fēng)口和第二風(fēng)口，所述豎直風(fēng)輪或所述水平風(fēng)輪位于所述第一風(fēng)口和所述第二風(fēng)口之間； 風(fēng)從所述第一風(fēng)口流入并經(jīng)過(guò)所述豎直風(fēng)輪或所述水平風(fēng)輪后從所述第二風(fēng)口流出，或者，風(fēng)從所述第二風(fēng)口流入并經(jīng)過(guò)所述豎直風(fēng)輪或所述水平風(fēng)輪后從所述第一風(fēng)口流出； 風(fēng)從所述第一風(fēng)口或所述第二風(fēng)口流入所述風(fēng)力發(fā)電站，并被匯聚至所述豎直風(fēng)輪的豎軸一側(cè)或所述水平風(fēng)輪的橫軸的一側(cè)。
9.如權(quán)利要求8所述的風(fēng)力發(fā)電站，其特征在于，所述第一風(fēng)口和所述第二風(fēng)口具有沿風(fēng)的進(jìn)入方向漸縮的形狀。
10.如權(quán)利要求8所述的風(fēng)力發(fā)電站，其特征在于，所述風(fēng)導(dǎo)向單元包括一對(duì)風(fēng)導(dǎo)向結(jié) 構(gòu)，所述一對(duì)風(fēng)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)分別設(shè)置在所述第一風(fēng)口處和所述第二風(fēng)口處，所述風(fēng)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)包括直面風(fēng)導(dǎo)向板和曲面風(fēng)導(dǎo)向板； 所述直面風(fēng)導(dǎo)向板從所述第一風(fēng)口處向所述豎直風(fēng)輪或所述水平風(fēng)輪延伸，所述曲面風(fēng)導(dǎo)向板從所述直面風(fēng)導(dǎo)向板的末端朝向所述第二風(fēng)口處延伸，所述曲面風(fēng)導(dǎo)向板朝向風(fēng)輪的一面為凹面；或者，所述直面風(fēng)導(dǎo)向板從所述第二風(fēng)口處向所述豎直風(fēng)輪或所述水平 風(fēng)輪延伸，所述曲面風(fēng)導(dǎo)向板從所述直面風(fēng)導(dǎo)向板的末端朝向所述第一風(fēng)口處延伸，所述曲面風(fēng)導(dǎo)向板朝向風(fēng)輪的一面為凹面。
專利摘要本實(shí)用新型涉及能量轉(zhuǎn)換領(lǐng)域，具體涉及一種風(fēng)力發(fā)電站，能夠更有效地利用風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電，并降低建造成本，延長(zhǎng)使用年限，便于檢修。風(fēng)力發(fā)電站包括豎直風(fēng)輪組，每組豎直風(fēng)輪包括豎直方向排列的多個(gè)風(fēng)輪，每個(gè)風(fēng)輪通過(guò)豎軸連接一個(gè)發(fā)電機(jī)；或者，水平風(fēng)輪組，每組水平風(fēng)輪包括水平方向排列的多個(gè)風(fēng)輪，每個(gè)或每組水平風(fēng)輪通過(guò)橫軸連接一個(gè)發(fā)電機(jī)；支撐框架，其包括從低到高排列的多層，每組豎直風(fēng)輪中的多個(gè)風(fēng)輪分別安裝在多層，或者，每組水平風(fēng)輪中的多個(gè)風(fēng)輪安裝在支撐框架的同一層；其中，每個(gè)豎直風(fēng)輪或每個(gè)水平風(fēng)輪包括多個(gè)風(fēng)葉，多個(gè)風(fēng)葉圍繞所述豎軸或所述橫軸設(shè)置并圍繞所述豎軸或所述橫軸旋轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)F03D3/02GK202483800SQ20122012813
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月29日
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