風(fēng)電場和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]于此描述的實(shí)施例通常涉及風(fēng)電場和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]一個風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)具有風(fēng)力渦輪機(jī)，其中葉片(風(fēng)力渦輪機(jī)葉片)被附連到轉(zhuǎn)子，且所述風(fēng)力渦輪機(jī)通過利用風(fēng)力能源旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子發(fā)電，所述風(fēng)力能源是可再生能源。
[0003]在該風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，分開的氣流有時形成在葉片的表面上以改變發(fā)電量。例如，當(dāng)風(fēng)速或風(fēng)向突然變化時，圍繞葉片的速度三角形大大偏離額定點(diǎn)，所以分開的氣流在寬的范圍內(nèi)形成。不易于通過調(diào)整偏轉(zhuǎn)角或俯仰角充分地應(yīng)對風(fēng)速和風(fēng)向的突然變化。因此，在該風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，穩(wěn)定地保持發(fā)電輸出是困難的，因此有時不易于提高效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]作為這個的對策，已提出在葉片的表面上安裝氣流產(chǎn)生裝置。氣流產(chǎn)生裝置設(shè)有一對彼此經(jīng)由電介質(zhì)分開的電極，并通過在所述一對電極之間加電壓而產(chǎn)生氣流。這可抑制分開的氣流的產(chǎn)生以增加葉片的升力，這可以提高發(fā)電輸出。也就是說，通過在葉片的表面上安裝氣流產(chǎn)生裝置，有可能獲得“升力增加效果”。
[0005]特別地，已經(jīng)證實(shí)，在中型風(fēng)力渦輪機(jī)(額定30kW)和大型風(fēng)力渦輪機(jī)(兆瓦級)中，通過在葉片的表面上安裝氣流產(chǎn)生裝置，有可能充分地提高發(fā)電輸出。進(jìn)一步地，已經(jīng)證實(shí)，通過使用氣流產(chǎn)生裝置來抑制分開的氣流將在葉片的下游區(qū)域上的壓力損失減少至I/2到 I/3。
[0006]圖8是圖示地示出了在根據(jù)相關(guān)技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的其中安裝有氣流產(chǎn)生裝置的風(fēng)力渦輪機(jī)的透視圖。
[0007]風(fēng)力渦輪機(jī)I是例如迎風(fēng)型螺旋槳風(fēng)力渦輪機(jī)，并且如圖8所示，包括塔2、艙3、轉(zhuǎn)子4以及風(fēng)向風(fēng)速儀單元5。
[0008]在風(fēng)力渦輪機(jī)I中，塔2沿豎直方向延伸，且它的下端部固定到埋在地下的底座(未示出)。
[0009]在風(fēng)力渦輪機(jī)I中，艙3被安裝在塔2的上端部。艙3被支撐在塔2的上端部以致可繞豎直方向軸線旋轉(zhuǎn)，以便調(diào)整偏轉(zhuǎn)角0y。
[0010]在風(fēng)力渦輪機(jī)I中，轉(zhuǎn)子4在艙3的一側(cè)端部被可旋轉(zhuǎn)地支撐，并繞水平方向旋轉(zhuǎn)軸線沿旋轉(zhuǎn)方向R旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子4包括轂41和多個葉片42。
[0011]在轉(zhuǎn)子4中，轂4包括半橢圓體形狀的端蓋，并且如此形成以至于隨著它從迎風(fēng)側(cè)移向背風(fēng)側(cè)，它的外周緣表面的外直徑增加。在轉(zhuǎn)子4中，多個葉片42被附連在轂41周圍以致在旋轉(zhuǎn)方向R上彼此分開。例如，設(shè)有三片葉片42，且它們中的每個具有被轂41可旋轉(zhuǎn)地支撐的一端，為的是調(diào)整俯仰角α。
[0012]圖9是示出了在該風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的葉片42中的一個的視圖。圖9示出了沿葉片42的葉片厚度方向的橫截面。
[0013]如圖9所示，氣流產(chǎn)生裝置61被安裝在葉片42上。進(jìn)一步地，如圖8所示，在多個葉片42中的每個上，多個氣流產(chǎn)生裝置61被如此安裝以致被布置在展向方向上。氣流產(chǎn)生裝置61將在下面詳細(xì)描述。
[0014]如圖8所示，在風(fēng)力渦輪機(jī)I中，風(fēng)向風(fēng)速儀單元5在葉片42的背風(fēng)側(cè)上被附連到艙3的上表面上。由風(fēng)向風(fēng)速儀單元5測量的風(fēng)速和風(fēng)向的數(shù)據(jù)被輸出至控制單元(未示出)。然后，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，控制單元調(diào)整偏轉(zhuǎn)角和俯仰角α。進(jìn)一步地，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，控制單元控制氣流產(chǎn)生裝置61的運(yùn)行。
[0015]圖10、圖1lA和圖1lB是圖示地示出了在該風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的氣流產(chǎn)生裝置61的視圖。圖10是透視圖。圖1IA是截面圖而圖1IB是俯視圖。圖1IA對應(yīng)圖1IB中X-X部分中的橫截面。圖10、圖1lA和圖1lB示出了氣流產(chǎn)生裝置61在它被安裝在葉片42上(參照圖9)之前的狀
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[0016]如圖10、圖1IA和圖1IB所示，氣流產(chǎn)生裝置61包括基底611、第一電極621以及第二電極622。氣流產(chǎn)生裝置61具有設(shè)在基底611上的第一電極621和第二電極622，并且具有例如幾個毫米的厚度。氣流產(chǎn)生裝置61通過不同加工形成，例如壓力加工和擠壓成型加工。
[0017]在氣流產(chǎn)生裝置61中，基底611由介電材料(絕緣體)形成。例如，基底611通過使用樹脂形成，例如聚酰亞胺樹脂、硅樹脂(硅橡膠)、環(huán)氧樹脂或氟碳樹脂，并且基底611是柔性的。作為替代，例如，基底611可由多個預(yù)浸片的堆疊層構(gòu)成，其中云母紙浸有環(huán)氧樹脂。
[0018]在氣流產(chǎn)生裝置61中，第一電極621和第二電極622中的每個由導(dǎo)電材料例如金屬材料形成。
[0019]第一電極621是線性延伸的板形體。第一電極621是表面電極并設(shè)在基底611的表面(上表面)上。這里，第一電極621被如此布置以致其上表面暴露且它的除了上表面之外的表面(下表面、側(cè)表面)與基底611接觸。
[0020]與第一電極621相似，第二電極622是線性延伸的板形體。第二電極622是內(nèi)電極，并且不同于第一電極621的是，第二電極622設(shè)在基底611內(nèi)部。也就是說，第二電極622具有與基底611相接觸的上表面、下表面以及側(cè)表面，并且第二電極622被布置在與第一電極621相比更深的位置上。進(jìn)一步地，第二電極622在與第一電極621延伸于其中的延伸方向(第一方向、長度方向)相同的方向上線性延伸。這里，第二電極622被如此布置以致第二電極622和第一電極621被布置在垂直于第一電極621的延伸方向(第一方向)的方向(第二方向)中。
[0021]如圖9所示，氣流產(chǎn)生裝置61設(shè)在葉片42的表面上。氣流產(chǎn)生裝置61結(jié)合到葉片42以便它的與其上設(shè)有第一電極621(參照圖11Α)的表面(上表面)相反的表面(下表面)與葉片42的葉片背側(cè)表面緊密接觸。進(jìn)一步地，氣流產(chǎn)生裝置61的第一電極621和第二電極622被安裝在葉片42的葉片背側(cè)表面(上表面)的前緣LE側(cè)部。第一電極621和第二電極622被如此安裝以致從前緣LE朝向后緣TE按順序布置。
[0022]進(jìn)一步地，如圖8所示，多個氣流產(chǎn)生裝置61被安裝在多個葉片42中的每一個上以便被布置在展向(翼展)方向上。這里，多個氣流產(chǎn)生裝置61彼此分開安裝，并且第一電極621和第二電極622的延伸方向(第一方向)沿著展向(翼展)方向。
[0023]在氣流產(chǎn)生裝置61中，第一電極621和第二電極622中的每個經(jīng)由連接線(未示出)電連接至電壓施加單元(未示出)，盡管省略它們的附圖。電壓施加單元是等離子電源，并且根據(jù)來自控制單元(未示出)的控制信號輸出在第一電極621和第二電極622之間施加電壓，借此由電介質(zhì)阻擋放電導(dǎo)致的等離子氣流形成在氣流產(chǎn)生裝置61的表面(上表面)上。例如，由低頻脈沖調(diào)制波脈沖調(diào)制的高頻電壓被加在第一電極621和第二電極622之間，以便間斷地形成氣流。氣流被誘導(dǎo)以致例如從第一電極621—側(cè)流向第二電極622—側(cè)，這抑制了分開的氣流的形成。
[0024]風(fēng)電場是其中多個風(fēng)力渦輪機(jī)被安裝在預(yù)定安裝區(qū)域中以便獲得大的發(fā)電量的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。在風(fēng)電場中，比如有可能為了降低成本，氣流產(chǎn)生裝置不能被安裝在多個風(fēng)力渦輪機(jī)的全部上。因此，有時難以充分提高發(fā)電輸出。
[0025]進(jìn)一步地，在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，在氣流產(chǎn)生裝置被安裝在葉片上時，氣流產(chǎn)生裝置有時被腐蝕以致?lián)p壞。
[0026]因此，本發(fā)明將解決的一個問題是提供一個風(fēng)電場和一個風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，所述風(fēng)電場和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)提高發(fā)電輸出、防止腐蝕的發(fā)生等等中的至少一個。
【附圖說明】
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