專利名稱：聚能增速遮蔽排列分布式風(fēng)力發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電裝置，特別是一種聚能增速遮蔽排列分布式風(fēng)力發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
風(fēng)能是可再生能源中發(fā)展最快的清潔能源，也是最具有大規(guī)模開發(fā)和商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電方式。1993年到2003年的10年間，世界風(fēng)力發(fā)電的年增長率達(dá)到29.7％。到2003年末，全球風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到4,030萬千瓦，風(fēng)力發(fā)電量占到世界總電量的0.5％。其中歐洲總裝機(jī)容量為2,871萬千瓦，占世界風(fēng)電裝機(jī)容量的73％。2003年德國風(fēng)力發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到1,461萬千瓦，占全世界的1/3以上。2003年印度累計(jì)風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量也已達(dá)到213萬千瓦，排世界第5位，居發(fā)展中國家的首位。歐洲風(fēng)能協(xié)會在近期的一份報告中，用詳實(shí)的數(shù)據(jù)和精辟的分析描述了未來世界風(fēng)力發(fā)電的情景，并預(yù)計(jì)到2020年風(fēng)力發(fā)電將占世界電力總量的12％。風(fēng)能作為未來能源供應(yīng)重要組成部分的戰(zhàn)略地位受到世界各國的普遍重視。
我國風(fēng)能資源儲量豐富，據(jù)初步估算，我國陸上離地面10米高度層的風(fēng)能資源可開發(fā)量為2.53億千瓦；近海區(qū)域離海面10米高度層的風(fēng)能儲量約為7.5億千瓦。從宏觀上看，我國具備大規(guī)模發(fā)展風(fēng)力發(fā)電的資源條件。到2004年底，我國風(fēng)力發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到76.4萬千瓦，國家發(fā)改委規(guī)劃2005年并網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)將達(dá)到100萬千瓦，2010年達(dá)到300萬千瓦，2020年達(dá)到2,000萬千瓦。
現(xiàn)有的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，如圖1是S型風(fēng)力機(jī)，圖2是多S型風(fēng)力機(jī)，圖3是杯翼型風(fēng)力機(jī)，對于這幾種風(fēng)力機(jī)，當(dāng)風(fēng)向從左向右時，葉輪上半段與下半段都受到向右的氣流作用力，但上半段(AUG)的力顯然會比下半段大，風(fēng)力機(jī)將會順時針旋轉(zhuǎn)，葉輪轉(zhuǎn)過上半段時做功，是做功過程，葉輪轉(zhuǎn)過下半段(GDA)也叫恢復(fù)段，通過消耗一定的能量，使風(fēng)能恢復(fù)到做功段，是耗功過程，也就是說，葉輪下半段所對應(yīng)的風(fēng)能，不但沒有得到利用，反而起到了消耗風(fēng)能的作用。
圖4是遮蔽式板翼型風(fēng)力機(jī)。這種風(fēng)力機(jī)，使得葉輪下半段(恢復(fù)段)所對應(yīng)風(fēng)能不再阻礙葉輪的轉(zhuǎn)動，但這部分風(fēng)能全部損失掉。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于針對上述根本性的問題而提供一種聚能增速遮蔽排列分布式風(fēng)力發(fā)電裝置，能夠最大程度地收集風(fēng)能，并提高風(fēng)能利用率。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案一種聚能增速遮蔽排列分布式風(fēng)力發(fā)電裝置，包括由風(fēng)力機(jī)及其驅(qū)動的發(fā)電機(jī)組成的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其特征在于有1～N個發(fā)電機(jī)組單元排列分布，每個風(fēng)力機(jī)單元位于遮風(fēng)板與聚能板構(gòu)成的氣流通道的下游處。
上述遮風(fēng)板與聚能板形狀完全相同，一個風(fēng)力機(jī)單元的遮風(fēng)板正好就是相鄰風(fēng)力機(jī)單元的聚能板。
上述聚能板和遮風(fēng)板的型線均由一段或多段弧線組成的光滑曲線構(gòu)成，其弧線的曲率圓心與所遮蔽的風(fēng)力機(jī)的旋轉(zhuǎn)中心在同一側(cè)，曲率半徑是風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)子半徑的1.005-100倍，其弧長是風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)子半徑的1.2-200倍。
上述遮風(fēng)板遮風(fēng)側(cè)進(jìn)口，固定一個小的遮風(fēng)-聚能板，遮風(fēng)板與小遮風(fēng)-聚能板一起構(gòu)成對風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪下半段的遮蔽。
上述風(fēng)力機(jī)是S型風(fēng)力機(jī)、或多S型風(fēng)力機(jī)、或板翼型風(fēng)力機(jī)、或杯翼型風(fēng)力機(jī)。
上述每個遮風(fēng)板及其固定連接的小遮風(fēng)-聚能板和聚能板都支撐在滾動支撐機(jī)構(gòu)上，通過風(fēng)向標(biāo)及控制機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)獨(dú)自對風(fēng)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的實(shí)質(zhì)性突出特點(diǎn)和顯著的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明提供的風(fēng)力發(fā)電裝置，由多臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組排列分布構(gòu)成。每臺風(fēng)力發(fā)電裝置處在有遮風(fēng)板與聚能板構(gòu)成的氣流通道的下游處。聚能是較大范圍內(nèi)聚集風(fēng)能并加速，使較小尺寸的風(fēng)力機(jī)輸出較大的功率，遮蔽可以減小風(fēng)力機(jī)能量損失，實(shí)現(xiàn)風(fēng)能的高效利用，排列分布可以大范圍低成本地利用風(fēng)能。


圖1是已有技術(shù)的S型風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)示意2是已有技術(shù)的多S型風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)示意3是已有技術(shù)的杯翼型風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)示意4是已有技術(shù)的遮蔽式板翼型風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)示意5是本發(fā)明聚能增速遮蔽排列分布式風(fēng)力發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意6是用于圖5所示風(fēng)力發(fā)電裝置的主視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例是參見圖5和圖6，本風(fēng)力發(fā)電裝置采用3個直徑100m的多S型(2個S型)垂直軸風(fēng)力機(jī)3與發(fā)電機(jī)8，如圖5，聚能板2或遮風(fēng)板1由一段圓弧構(gòu)成，圓弧直徑為450m，圓心與所遮風(fēng)力機(jī)圓心在同一側(cè)。聚能板2或遮風(fēng)板1水平方向(CD方向上)長度為80m，小聚能-遮風(fēng)板4是聚能板在CD軸上的對稱圖形，CD方向上長為30m。聚能遮風(fēng)板1、4由滾動支撐機(jī)構(gòu)支撐，通過方向標(biāo)5及控制機(jī)構(gòu)6調(diào)節(jié)其方向。
權(quán)利要求
1.一種聚能增速遮蔽排列分布式風(fēng)力發(fā)電裝置，包括由風(fēng)力機(jī)(3)及其驅(qū)動的發(fā)電機(jī)(6)組成的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其特征在于有1～N個風(fēng)力發(fā)電機(jī)組單元排列分布，每個風(fēng)力機(jī)單元位于遮風(fēng)板(1)與聚能板(2)構(gòu)成的氣流通道的下游處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚能增速遮蔽排列分布式風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于遮風(fēng)板(1)與聚能板(2)形狀完全相同，一個風(fēng)力機(jī)單元(3)的遮風(fēng)板(1)正好就是相鄰風(fēng)力機(jī)單元(3)的聚能板(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聚能增速遮蔽排列分布式風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于聚能板(2)和遮風(fēng)板(1)的型線均由一段或多段弧線組成的光滑曲線構(gòu)成，其弧線的曲率圓心與所遮蔽的風(fēng)力機(jī)(3)的旋轉(zhuǎn)中心在同一側(cè)，曲率半徑是風(fēng)力機(jī)(3)轉(zhuǎn)子半徑的1.005-100倍，其弧長是風(fēng)力機(jī)(3)轉(zhuǎn)子半徑的1.2-200倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚能增速遮蔽排列分布式風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于在遮風(fēng)板(1)遮風(fēng)側(cè)進(jìn)口，固定一個小的遮風(fēng)—聚能板(4)，遮風(fēng)板(1)與小遮風(fēng)一聚能板(4)一起構(gòu)成對風(fēng)力機(jī)(3)風(fēng)輪下半段的遮蔽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚能增速遮蔽排列分布式風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于風(fēng)力機(jī)(3)是S型風(fēng)力機(jī)、或多S型風(fēng)力機(jī)、或板翼型風(fēng)力機(jī)、或杯翼型風(fēng)力機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚能增速遮蔽排列分布式風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于每個遮風(fēng)板(1)及其固定連接的小遮風(fēng)—聚能板(4)和聚能板(2)都支撐在滾動支撐機(jī)構(gòu)(7)上，通過風(fēng)向標(biāo)(5)及控制機(jī)構(gòu)(6)實(shí)現(xiàn)獨(dú)自對風(fēng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聚能增速遮蔽排列分布式風(fēng)力發(fā)電裝置。它包括由風(fēng)力機(jī)及其驅(qū)動的發(fā)電機(jī)組成的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，有1～N個發(fā)電機(jī)組單元排列分布，每個風(fēng)力機(jī)單元位于遮風(fēng)板與聚能板構(gòu)成的氣流通道的下游處。能較大幅度地提高風(fēng)速，遮蔽可以減小風(fēng)力機(jī)能量損耗，實(shí)現(xiàn)風(fēng)能的高效利用。
文檔編號F03D9/00GK1746492SQ200510030508
公開日2006年3月15日 申請日期2005年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月14日
發(fā)明者黃典貴 申請人:上海大學(xué)