風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，尤其涉及一種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 為獲取穩(wěn)定、高速的風(fēng)力資源以及降低度電成本，當(dāng)前的風(fēng)力發(fā)電越來越向高塔 架、單機(jī)大容量方向發(fā)展。但是，適宜建設(shè)此類風(fēng)電場的地區(qū)（例如，新疆北部、內(nèi)蒙古、甘 肅北部等）往往遠(yuǎn)離用電中心，這導(dǎo)致發(fā)電與用電之間的脫節(jié)，遠(yuǎn)距離大規(guī)模輸電也會給 電網(wǎng)帶來沉重的負(fù)擔(dān)。
[0003] 在低風(fēng)速發(fā)電領(lǐng)域，通常采用永磁發(fā)電機(jī)來將風(fēng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，但受到 材料、技術(shù)和成本等因素的限制，永磁發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速通常不低于75轉(zhuǎn)/分（rpm)，而且轉(zhuǎn)速 越低，發(fā)電機(jī)的體積和每千瓦成本越大。
[0004] 中國發(fā)明專利申請CN104660153A提出了一種風(fēng)光互補(bǔ)的太陽能發(fā)電系統(tǒng)。如圖 1所示，該風(fēng)光互補(bǔ)的太陽能發(fā)電系統(tǒng)包括：布置于基礎(chǔ)面上的光伏發(fā)電系統(tǒng)和/或光熱發(fā) 電系統(tǒng)；傾斜集風(fēng)面；以及風(fēng)力發(fā)電裝置，其中風(fēng)力發(fā)電裝置布置在傾斜集風(fēng)面與基礎(chǔ)面 之間的通風(fēng)間隙形成的集風(fēng)口處、或者布置在相鄰傾斜集風(fēng)面之間的通風(fēng)間隙形成的集風(fēng) 口處。該風(fēng)光互補(bǔ)的太陽能發(fā)電系統(tǒng)存在如下問題：1)風(fēng)力發(fā)電裝置設(shè)置在光伏板下方， 高度太低（通常，風(fēng)速隨著高度的增加而增加），而且地面不平整，所以風(fēng)能會被障礙物等 降低，并且由于邊界層效應(yīng)產(chǎn)生湍流，風(fēng)能質(zhì)量低下；2)風(fēng)能經(jīng)過光伏板后會降低，因而基 本無可利用的風(fēng)能；3)風(fēng)力發(fā)電裝置若有一半處在光伏板上方，那么這半風(fēng)力發(fā)電裝置會 對光伏板造成遮擋，因而可能會導(dǎo)致被遮擋的光伏板短路燒損；4)風(fēng)力發(fā)電裝置不具備時 時對風(fēng)的能力，對風(fēng)能的有效利用率低下。
[0005]中國實(shí)用新型專利申請CN202673571U提出了一種框架式水平風(fēng)力發(fā)電機(jī)。如圖 2所示，該框架式水平風(fēng)力發(fā)電機(jī)經(jīng)由塔架結(jié)構(gòu)被安裝在圓形軌道基礎(chǔ)上，塔架結(jié)構(gòu)的多組 支撐桿的上部裝有方形的風(fēng)輪框架，風(fēng)輪框架迎風(fēng)面下部裝有導(dǎo)風(fēng)板，在方形的風(fēng)輪框架 中間，裝有帶兩端軸頭的直驅(qū)式發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)兩端與左右兩風(fēng)機(jī)葉輪組相連。該框架式水 平風(fēng)力發(fā)電機(jī)存在如下問題：1)其風(fēng)輪框架處于風(fēng)葉的外圍，并未對風(fēng)葉自身的強(qiáng)度起到 增強(qiáng)作用，而且外圍過多的框架也對空氣的流動存在干擾，不利于有效利用風(fēng)能；2)由于 其"帶兩端軸頭的發(fā)電機(jī)（9)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸通過聯(lián)軸器與所述的風(fēng)機(jī)葉輪組（8)的旋轉(zhuǎn)軸相 連接"，為確保兩側(cè)風(fēng)葉的受風(fēng)，導(dǎo)風(fēng)板的布置位置處于葉片的下邊緣，使得旋轉(zhuǎn)到逆風(fēng)側(cè) 的風(fēng)葉會受到較大的阻力，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)軸輸出的有效扭矩降低。
[0006] 中國實(shí)用新型專利申請CN201513298U提出了 一種全向旋轉(zhuǎn)雙風(fēng)輪風(fēng)力發(fā)電機(jī)。 如圖3所示，該全向旋轉(zhuǎn)雙風(fēng)輪風(fēng)力發(fā)電機(jī)包括發(fā)電機(jī)組，其中，二組五葉片風(fēng)車式風(fēng)輪和 二件傳動軸通過軸承座連接在機(jī)架上。該全向旋轉(zhuǎn)雙風(fēng)輪風(fēng)力發(fā)電機(jī)存在如下問題：1)風(fēng) 葉軸為懸臂結(jié)構(gòu)，不利于形成有效的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；2)風(fēng)葉的幾何形狀導(dǎo)致其風(fēng)能利用效率低 下，整體出力不足。
[0007] 中國發(fā)明專利申請CN102255566A提出了一種風(fēng)光互補(bǔ)的發(fā)電裝置。如圖4所示， 該風(fēng)光互補(bǔ)的發(fā)電裝置包括全自動光伏太陽能發(fā)電機(jī)和垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)兩部分，其中光 伏太陽能發(fā)電機(jī)包括底座、水平旋轉(zhuǎn)軸承、和安裝在水平旋轉(zhuǎn)軸承上的太陽能電池板；太陽 能電池板由微電腦控制，隨陽光入射角的變化改變方位而始終對準(zhǔn)太陽；垂直軸風(fēng)力發(fā)電 機(jī)安裝在底座另一側(cè)，它主要包括風(fēng)機(jī)風(fēng)葉和發(fā)電機(jī)；光伏太陽能發(fā)電機(jī)和垂直軸風(fēng)力發(fā) 電機(jī)所產(chǎn)生的電能被儲存進(jìn)蓄電系統(tǒng)。該風(fēng)光互補(bǔ)的發(fā)電裝置存在如下問題：1)只有當(dāng)風(fēng) 從光伏組件側(cè)面吹過來時，風(fēng)機(jī)才能發(fā)電，風(fēng)向稍微有一點(diǎn)偏移風(fēng)能將被光伏組件所阻擋； 2)豎直安裝垂直軸發(fā)電機(jī)時無法完全利用光伏組件的橫向長度，想要增大風(fēng)力發(fā)電機(jī)的裝 機(jī)功率只能增大其風(fēng)葉直徑，直接影響了整個裝置的安裝面積；3)在低空的風(fēng)速比較低， 該裝置無法集風(fēng)和導(dǎo)風(fēng)，因而發(fā)電效率和發(fā)電量低下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 鑒于以上所述的一個或多個問題，本發(fā)明提供了一種適用于低風(fēng)速的風(fēng)力發(fā)電系 統(tǒng)。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，包括：發(fā)電機(jī)；至少兩套阻力型風(fēng)機(jī)；以及轉(zhuǎn) 動式承載設(shè)備，其中，至少兩套阻力型風(fēng)機(jī)前后相鄰地臥式放置于轉(zhuǎn)動式承載設(shè)備上，并且 帶動發(fā)電機(jī)切割磁力線從而產(chǎn)生電能。
[0010] 在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)動式承載設(shè)備為安裝于地面的轉(zhuǎn)動式 圓盤、或單軸轉(zhuǎn)動式承載設(shè)備。
[0011] 在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，至少兩套阻力型風(fēng)機(jī)在高度方向上成高 低布置。具體地，至少兩套阻力型風(fēng)機(jī)的直徑相等，并且至少兩套阻力型風(fēng)機(jī)中位于上風(fēng)向 的風(fēng)機(jī)與位于下風(fēng)向的風(fēng)機(jī)之間的旋轉(zhuǎn)軸線高度差與它們的半徑相等；或者至少兩套阻力 型風(fēng)機(jī)的直徑不相等，并且至少兩套阻力型風(fēng)機(jī)中位于上風(fēng)向的風(fēng)機(jī)的最高處與位于下風(fēng) 向的風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸線高度相等。
[0012] 在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，至少兩套阻力型風(fēng)機(jī)采用直驅(qū)方式、雙 轉(zhuǎn)子對轉(zhuǎn)方式、增速方式中的任意一種或多種與發(fā)電機(jī)連接。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)還包括：控制模塊；以及電機(jī)，其中，控制模塊 根據(jù)該風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)周圍的風(fēng)力信息擬定調(diào)整策略或者從外部接收調(diào)整策略并驅(qū)動電機(jī) 動作，使得轉(zhuǎn)動式承載設(shè)備水平轉(zhuǎn)動從而實(shí)現(xiàn)對至少兩套阻力型風(fēng)機(jī)的位置的調(diào)整。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)還包括：自檢模塊；以及通訊模塊，其中，自檢 模塊檢測該風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)周圍的風(fēng)力信息，通訊模塊通過有線和/或無線的方式向上級控 制中心發(fā)送風(fēng)力信息并且從上級控制中心接收調(diào)整策略。
[0015] 在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)為雙轉(zhuǎn)子對轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)，其中雙轉(zhuǎn) 子對轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)的兩側(cè)分別設(shè)置有阻力型風(fēng)機(jī)，并且雙轉(zhuǎn)子對轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)兩側(cè)設(shè)置的阻力型風(fēng) 機(jī)的迎風(fēng)方向一致，旋轉(zhuǎn)方向相同。雙轉(zhuǎn)子對轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)一側(cè)的發(fā)電機(jī)軸與該側(cè)的阻力型風(fēng) 機(jī)的軸線重合連接，另一側(cè)的發(fā)電機(jī)軸與該另一側(cè)的阻力型風(fēng)機(jī)軸通過換向部件傳遞扭 矩。
[0016] 在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，當(dāng)至少兩套阻力型風(fēng)機(jī)采用增速方式與 發(fā)電機(jī)連接時，至少兩套阻力型風(fēng)機(jī)的主體結(jié)構(gòu)為框架形式，其上連接金屬板形成風(fēng)葉及 側(cè)板部件。
[0017] 在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)動式承載設(shè)備的驅(qū)動裝置采用外部供 電。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)還包括：至少一套電子設(shè)備，用于將該風(fēng)力發(fā) 電系統(tǒng)輸出的電能控制在其它設(shè)備需要的電能要求范圍內(nèi)。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)通過臥式放置阻力型風(fēng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)了低高度、低 風(fēng)速條件下的風(fēng)力發(fā)電，大大拓展了風(fēng)力發(fā)電的選址范圍，可以最大限度地拉近發(fā)電與用 電環(huán)節(jié)，并可與其他新能源發(fā)電方案有機(jī)結(jié)合，提高單位面積上的新能源發(fā)電總量。
【附圖說明】
[0020] 從下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的描述中可以更好地理解本發(fā)明，其 中：
[0021] 圖1是現(xiàn)有的風(fēng)光互補(bǔ)的太陽能發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖2是現(xiàn)有的框架式水平風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖3是現(xiàn)有的全向旋轉(zhuǎn)雙風(fēng)輪風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖4是現(xiàn)有的風(fēng)光互補(bǔ)的發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖5是塞內(nèi)加爾型葉片結(jié)構(gòu)的風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的示例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的風(fēng)機(jī)與發(fā)電機(jī)的雙向?qū)D(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)方 案的不意圖；
[0028] 圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)采用框架構(gòu)成主體結(jié)構(gòu)時的構(gòu)造示意 圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的各個方面的特征和示例性實(shí)施例。在下面的詳細(xì)描述 中，提出了許多具體細(xì)節(jié)，以便提供對本發(fā)明的全面理解。但是，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說 很明顯的是，本發(fā)明可以在不需要這些具體細(xì)節(jié)中的一些細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施。下面對實(shí)施 例的描述僅僅是為了通過示出本發(fā)明的示例來提供對本發(fā)明的更好的理解。本發(fā)明決不限 于下面所提出的任何具體配置和算法，而是在不脫離本發(fā)明的精神的前提下覆蓋了元素、 部件和算法的任何修改、替換和改進(jìn)。在附圖和下面的描述中，沒有示出公知的結(jié)構(gòu)和技 術(shù)，以便避免對本發(fā)明造成不必要的模糊。
[0030] 本發(fā)明提出了一種適用于低風(fēng)速的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過對發(fā)電風(fēng)速的合理 選擇以及風(fēng)能轉(zhuǎn)化技術(shù)方案的針對性優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了低高度、低風(fēng)速條件下的風(fēng)力發(fā)電，大大 拓展了風(fēng)力發(fā)電的選址范圍，可以最大限度地拉近發(fā)電與用電環(huán)節(jié)，并可與其他新能源發(fā) 電方案有機(jī)結(jié)合，提高單位面積上的新能源發(fā)電總量。
[0031] 首先，簡要說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的風(fēng)機(jī)部件。<