一種風力發(fā)電幕墻的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種風力發(fā)電幕墻，其包括幕墻、設置在所述幕墻上的風力發(fā)電裝置、連接所述風力發(fā)電裝置的控制系統(tǒng)，所述風力發(fā)電裝置包括至少一個風輪機、連接所述風輪機的發(fā)電機，所述風輪機包括環(huán)形的風輪機箱、設置在所述風輪機箱內(nèi)的風輪機軸、轉(zhuǎn)動設置在所述風輪機軸上的風輪，所述幕墻上設置有單元格，所述風輪機嵌設在所述單元格內(nèi)。本實用新型利用風能產(chǎn)生電力，實現(xiàn)生態(tài)節(jié)能建筑一體化，不需燃料，不產(chǎn)生廢氣，無碳排放，無環(huán)境污染，可節(jié)約發(fā)電能源消耗，并且能有效降低墻面及屋面升溫，減少室內(nèi)外熱量交換，減輕空調(diào)負荷，降低空調(diào)能耗，并可并網(wǎng)發(fā)電，緩解供電壓力。
【專利說明】—種風力發(fā)電幕墻
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及固定建筑物的【技術領域】，具體涉及一種風力發(fā)電幕墻。
【背景技術】
[0002]隨著科學技術的發(fā)展，越來越多的電子設備被運用到各個領域，然而，隨著各種電子設備的增加，所需的供電量也在不斷增加，有時會造成電網(wǎng)供電不穩(wěn)定。特別是一些大型建筑，為了維持建筑內(nèi)的持續(xù)供電，通常準備多個大型備用發(fā)電機，而一般的發(fā)電機都采用柴油作為燃料，非常的不環(huán)保。因此，綠色環(huán)保的穩(wěn)定電能是被當今社會所迫切需要的。
[0003]在現(xiàn)有技術中，通過在大型建筑物幕墻上安裝太陽能光伏電池組件來實現(xiàn)幕墻發(fā)電補充建筑耗能的問題，如專利號為200920222486.8的中國實用新型專利公開的一種太陽能光電幕墻:包括多個太陽能電池組件、由多根方管組成的方管支架和電纜；所述方管支架的端部安裝在建筑物的鋼梁或水泥柱內(nèi)的鋼筋上；多個所述太陽能電池組件的背面安裝在所述方管支架上預先劃定的安裝線上，所述太陽能電池組件之間的縫隙布置有電纜。又如專利號為200520047675.8的中國實用新型專利公開的光電幕墻玻璃，由兩層鋼化玻璃和電池芯片串熱壓組成，電池芯片串通過兩面的粘膠層設于兩層鋼化玻璃之間，導線由電池芯片串引出兩層鋼化玻璃外。但是太陽電池組件需要較好的日光照射，晚上基本不能發(fā)電，且太陽能發(fā)電幕墻一般設置于屋頂上，覆蓋面積很有限。光電幕墻先高透光率的玻璃的價格昂貴并且多數(shù)還依賴進口，太陽能電池的價格現(xiàn)在也非常昂貴，并且轉(zhuǎn)換效率很低，一般的都不到20%，而且是陽光直射，陰天的時候就發(fā)揮不出作用，并且墻面每天日照時間一般不會很長，而且大部分時間都不是直射，這樣一來，效率幾乎達不到2%。
[0004]因此，光電幕墻很難在市場上大范圍應用，所以需要一種新的綠色能源，既有良好的供電穩(wěn)定性，又能有較低的造價及便利的施工。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，利用率高的風力發(fā)電幕墻，其所發(fā)的直流電既可以直接帶負荷，又可以轉(zhuǎn)換為交流電送入電網(wǎng)。
[0006]為達到上述發(fā)明目的，本實用新型采用的技術方案是:一種風力發(fā)電幕墻，其包括幕墻、設置在所述幕墻上的風力發(fā)電裝置、連接所述風力發(fā)電裝置的控制系統(tǒng)，所述風力發(fā)電裝置包括至少一個風輪機、連接所述風輪機的發(fā)電機，所述風輪機包括環(huán)形的風輪機箱、設置在所述風輪機箱內(nèi)的風輪機軸、轉(zhuǎn)動設置在所述風輪機軸上的風輪，所述幕墻上設置有單元格，所述風輪機嵌設在所述單元格內(nèi)。
[0007]優(yōu)選的技術方案，所述控制系統(tǒng)包括與所述發(fā)電機電連接的變壓控制器、與所述變壓控制器分別電連接的逆變器和用電控制器，與所述逆變器電連接的蓄電池，與所述用電控制器電連接的用電單元。
[0008]優(yōu)選的技術方案，所述風力發(fā)電裝置包括至少兩個風輪機，所述風輪機分為風輪機軸水平設置的水平風輪機和風輪機軸豎直設置的豎直風輪機，所述水平風輪機和豎直風輪機均勻分布在所述幕墻上。
[0009]上述技術方案中，風輪機是一種特殊的結(jié)構(gòu)，根據(jù)流體力學原理和計算流體力學技術，分析模擬建筑環(huán)境中的空氣流動及相關的流體動力學問題，建立的空氣動力學風輪機，該風輪機正面呈現(xiàn)凹陷弧形流線型設計，目的是最大限度利用各個方向的氣流；而且在風輪機箱中安裝了不同于我們常用的水平軸風力發(fā)電機和垂直軸風力發(fā)電機的新設計的風輪，該風輪以三葉弧形水平安裝于流體機箱中，在幕墻框架中既可以水平安裝風輪機，也可以豎直安裝風輪機。在水平安裝時，風輪機中的風輪處于水平狀態(tài)；在豎直安裝時，風輪機中的風輪處于豎直狀態(tài)，從而可以兼顧現(xiàn)在常用的水平軸風力發(fā)電機和垂直軸風力發(fā)電機的優(yōu)點，可得到最佳的氣流組織，而且可以最大限度的利用幕墻外表面的微風力進行發(fā)電。城市風能資源豐富，但大型風力發(fā)電受制于空間、環(huán)保、安全等方面的限制而無法在城市里安裝使用，小型微風力發(fā)電幕墻彌補了這方面的空白。與大型風力發(fā)電不同，利用流經(jīng)建筑表面的風力進行發(fā)電所產(chǎn)生的單機發(fā)電量少，但由于建筑幕墻表面積大，可以組裝大量的微風力發(fā)電模塊，積少成多，累計起來也是非?？捎^的發(fā)電量。
[0010]優(yōu)選的技術方案，所述發(fā)電機為三相永磁同步交流發(fā)電機。
[0011]風能幕墻工作原理:風輪機利用緊固件嵌入式安裝到幕墻上的單元格中，當有風時，風輪轉(zhuǎn)動，帶動風輪機軸和風輪機機箱中的線圈及發(fā)電機旋轉(zhuǎn)，把風能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，?jīng)過每個風輪機后安裝的導線和變壓器連接，組成一個風力發(fā)電變壓器。產(chǎn)生的電壓經(jīng)過變壓器整流，穩(wěn)壓作用，把直流電轉(zhuǎn)換為交流電，再通過控制逆變器給12V/120Ah的蓄電池充電，或者直接連接用電單元并由用電控制器控制220V交流用電的開啟、關閉。
[0012]由于上述技術方案運用，本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有下列優(yōu)點:
[0013]1、本實用新型利用風能產(chǎn)生電力，實現(xiàn)生態(tài)節(jié)能建筑一體化，相對于傳統(tǒng)發(fā)電等方式，風能發(fā)電不需燃料，不產(chǎn)生廢氣，無碳排放，無環(huán)境污染，可節(jié)約發(fā)電能源消耗，另一方面，可有效降低墻面及屋面升溫，減少室內(nèi)外熱量交換，減輕空調(diào)負荷，降低空調(diào)能耗，可任何季節(jié)和環(huán)境下實現(xiàn)微風發(fā)電，并可并網(wǎng)發(fā)電，緩解供電壓力；
[0014]2、本實用新型采用了柔順的外形，可以收集不同方向的風，可得到最佳的氣流組織，從而提高發(fā)電效率。由于特殊的外形設計，使得這款發(fā)電裝置不必拘泥于固定的安裝方式，可以找到合適的風能-機械能-電能轉(zhuǎn)換裝置的部位，也為風能在建筑中利用的關鍵；
[0015]3、本實用新型采用高強度、低維護率的材料制成，即便在嚴酷的自然環(huán)境中也具有長久的使用壽命，進一步降低了能源的消耗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的主視圖；
[0017]圖2為風輪機主視圖；
[0018]圖3為風輪機剖面圖；
[0019]圖4為幕墻風力發(fā)電示意圖。
[0020]其中:1、幕墻；2、風輪機；3、風輪機箱；4、風輪機軸；5、風輪；6、變壓控制器；7、逆變器；8、用電控制器；9、用電單元；10、水平風輪機；11、豎直風輪機；12、蓄電池。
【具體實施方式】[0021]下面結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述:
[0022]實施例一:
[0023]如圖1-4所示，一種風力發(fā)電幕墻，其包括幕墻1、設置在幕墻I上的風力發(fā)電裝置、連接風力發(fā)電裝置的控制系統(tǒng)，風力發(fā)電裝置包括至少一個風輪機2、連接所述風輪機2的發(fā)電機，風輪機2包括環(huán)形的風輪機箱3、設置在風輪機箱3內(nèi)的風輪機軸4、轉(zhuǎn)動設置在風輪機軸4上的風輪5，幕墻I上設置有單元格，風輪機2嵌設在單元格內(nèi)。
[0024]控制系統(tǒng)包括與發(fā)電機電連接的變壓控制器6、與變壓控制器6分別電連接的逆變器7和用電控制器8，與逆變器7電連接的蓄電池12，與用電控制器8電連接的用電單元9。
[0025]風力發(fā)電裝置包括至少兩個風輪機2，風輪機2分為風輪機軸4水平設置的水平風輪機10和風輪機軸豎直設置的豎直風輪機11，水平風輪機10和豎直風輪機11均勻分布在眷墻I上。
[0026]發(fā)電機為三相永磁同步交流發(fā)電機。
[0027]風輪機額定功率為300瓦，最大功率為350瓦，額定電壓為12V或24V，啟動風速為0.5m/s,額定風速為9m/s,最大安全風速為60m/s,主機凈重為7.1kg,風輪直徑為0.9m,葉片數(shù)量為3或4片，葉片材料為鋁合金/碳纖維，潤滑方式為加注潤滑油，工作溫度為-400C -1OO0C0
[0028]本實施例中，風輪機2利用緊固件嵌入式安裝到幕墻I上的單元格中，當有風時，風輪5轉(zhuǎn)動，帶動風輪機軸4和風輪機2機箱中的線圈及風力發(fā)電機旋轉(zhuǎn)，把風能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽?jīng)過每個風輪機后安裝的導線和變壓控制器6連接，組成一個風力發(fā)電變壓器，產(chǎn)生的電壓經(jīng)過變壓控制器6整流，穩(wěn)壓作用，把直流電轉(zhuǎn)換為交流電，再通過控制逆變器7給12V/120Ah的蓄電池12充電，或者直接連接用電單元9并由用電控制器8控制220V交流用電的開啟、關閉。
【權(quán)利要求】
1.一種風力發(fā)電幕墻，其特征在于:包括幕墻、設置在所述幕墻上的風力發(fā)電裝置、連接所述風力發(fā)電裝置的控制系統(tǒng)，所述風力發(fā)電裝置包括至少一個風輪機、連接所述風輪機的發(fā)電機，所述風輪機包括環(huán)形的風輪機箱、設置在所述風輪機箱內(nèi)的風輪機軸、轉(zhuǎn)動設置在所述風輪機軸上的風輪，所述幕墻上設置有單元格，所述風輪機嵌設在所述單元格內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風力發(fā)電幕墻，其特征在于:所述控制系統(tǒng)包括與所述發(fā)電機電連接的變壓控制器、與所述變壓控制器分別電連接的逆變器和用電控制器，與所述逆變器電連接的蓄電池，與所述用電控制器電連接的用電單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風力發(fā)電幕墻，其特征在于:所述風力發(fā)電裝置包括至少兩個風輪機，所述風輪機分為風輪機軸水平設置的水平風輪機和風輪機軸豎直設置的豎直風輪機，所述水平風輪機和豎直風輪機均勻分布在所述幕墻上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風力發(fā)電幕墻，其特征在于:所述發(fā)電機為三相永磁同步交流發(fā)電機。
【文檔編號】F03D9/02GK203374433SQ201320439820
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月23日
【發(fā)明者】肖湘東, 梁秉業(yè), 吳永發(fā), 夏小霏 申請人:蘇州大學