專利名稱：新型垂直旋轉(zhuǎn)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種垂直旋轉(zhuǎn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
風(fēng)力發(fā)電是當(dāng)前最具有開發(fā)前景的綠色新能源之一，也是世界投資熱點(diǎn)之一?，F(xiàn)在國內(nèi)外建立的大型風(fēng)力發(fā)電場，基本都是釆用了水平軸、上風(fēng)向、三葉片的設(shè)計(jì)方式。盡管水平軸設(shè)計(jì)方式己經(jīng)被大規(guī)模應(yīng)用，但是這種水平軸風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)還是有一些無法解決的缺點(diǎn)，具體表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面
1、 水平軸風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的葉片在旋轉(zhuǎn)一周的過程當(dāng)中，葉片受到重力和離心力的綜合作用，由于離心力方向不斷變化，所以葉片承受的是交變載荷，對(duì)于葉片力學(xué)結(jié)構(gòu)壽命非常不利。
2、 水平軸風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的葉片以及發(fā)電機(jī)都安裝在塔筒的頂部，對(duì)于安裝、維護(hù)都不是非常便利。
3、 另外水平軸風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)對(duì)于發(fā)展大功率直驅(qū)式的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在空間上具有一定難度。
4、 水平軸風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中對(duì)葉片的設(shè)計(jì)、制作工藝、材料都有著非常嚴(yán)
格的要求，稍有偏差可能會(huì)導(dǎo)致機(jī)組的發(fā)電能力大幅下降。
水平軸風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)雖然是現(xiàn)有應(yīng)用最多的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，但是由于上
述缺陷的存在，隨著風(fēng)力發(fā)電持續(xù)發(fā)展，將會(huì)要求發(fā)電效率更高、工作條件
降低、正常運(yùn)行平穩(wěn)的發(fā)電系統(tǒng)。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種新型垂直旋轉(zhuǎn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，該垂直旋轉(zhuǎn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)從風(fēng)力發(fā)電的捕風(fēng)原理出發(fā)重新設(shè)計(jì)了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，降低了風(fēng)能損失，提高平穩(wěn)運(yùn)行的能力。本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的
一種新型垂直旋轉(zhuǎn)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，包括發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)組垂直安裝，通過塔筒與地基連接，發(fā)電機(jī)組上還設(shè)有葉片。所述的葉片軸對(duì)稱形式分布。所述的葉片至少有3片。所述葉片是由葉片框架和葉片風(fēng)門構(gòu)成。
所述的葉片風(fēng)門根據(jù)風(fēng)向自動(dòng)控制調(diào)整開度，當(dāng)葉片內(nèi)側(cè)正對(duì)風(fēng)向時(shí)葉片風(fēng)門完全閉合，當(dāng)葉片外側(cè)正對(duì)風(fēng)向時(shí)葉片風(fēng)門完全打開。
所述葉片風(fēng)門從完全閉合到完全打開的循環(huán)，葉片風(fēng)門逐步打開或閉合，減小對(duì)風(fēng)向的擾動(dòng)而降低旋轉(zhuǎn)阻力。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益的技術(shù)效果
1、 與現(xiàn)有水平軸風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的水平軸、上風(fēng)向、三葉片的設(shè)計(jì)方式相比，垂直旋轉(zhuǎn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)采用了垂直軸、迎風(fēng)向、軸對(duì)稱多葉片的設(shè)計(jì)方式，葉片的捕風(fēng)由機(jī)翼差壓方式改變?yōu)閯?dòng)量變化方式，提高了葉片的捕風(fēng)能力。
2、 垂直旋轉(zhuǎn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)更符合大功率直驅(qū)式的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)展趨勢(shì)。
3、 垂直旋轉(zhuǎn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的葉片在旋轉(zhuǎn)一周的過程當(dāng)中，垂直軸葉片的受力情況比較均衡，有益于葉片力學(xué)結(jié)構(gòu)壽命的延長。
4、 垂直旋轉(zhuǎn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)對(duì)葉片的設(shè)計(jì)要求也沒有水平軸風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)那么苛刻，容易維護(hù)和安裝，運(yùn)行平穩(wěn)，發(fā)電能力能夠保證。


圖1為垂直旋轉(zhuǎn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為垂直旋轉(zhuǎn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)葉片工作示意其中l(wèi)為發(fā)電機(jī)組；2為葉片；3為塔筒；4為地基；5為葉片框架；6為葉片風(fēng)門。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述，所述是對(duì)本發(fā)明解釋而 不是限定。
參見圖1，垂直旋轉(zhuǎn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，包括發(fā)電機(jī)組1，發(fā)電機(jī)組1垂直安
裝，在葉片旋轉(zhuǎn)的帶動(dòng)下發(fā)電；通過塔筒3與地基4連接，地基4為整個(gè)風(fēng) 力發(fā)電系統(tǒng)的基礎(chǔ)支撐，塔筒3用來支撐發(fā)電機(jī)組1，使葉片達(dá)到足夠的高 度，捕捉更多的風(fēng)能；發(fā)電機(jī)組上設(shè)有四片軸對(duì)稱分布的葉片2。葉片2是 由葉片框架5和葉片風(fēng)門6構(gòu)成，根據(jù)風(fēng)向可以控制調(diào)整開度。
參見圖2，葉片2是由葉片框架5和可以自動(dòng)控制開閉的葉片風(fēng)門6組 成，由于是迎風(fēng)型垂直安裝，在葉片旋轉(zhuǎn)一周捕捉風(fēng)能發(fā)電時(shí)，葉片會(huì)迎向 或逆向風(fēng)向。本實(shí)用新型通過對(duì)葉片風(fēng)門6根據(jù)風(fēng)向可以控制調(diào)整開度來達(dá) 到最大的捕風(fēng)效果，以圖2所示的風(fēng)力發(fā)電葉片循環(huán)系統(tǒng)俯視圖，從A到D 的一個(gè)循環(huán)來具體說明
在位置A時(shí)，由于葉片內(nèi)側(cè)正對(duì)風(fēng)向，所以葉片風(fēng)門完全閉合，可以捕 捉最大的風(fēng)能；從位置A經(jīng)位置B到位置C時(shí)，葉片逐步打開，減小對(duì)風(fēng) 向的擾動(dòng)從而降低旋轉(zhuǎn)阻力；在位置C時(shí)，此時(shí)葉片外側(cè)正對(duì)風(fēng)向，葉片風(fēng) 門完全打開，把旋轉(zhuǎn)阻力降到最低；從位置C經(jīng)位置D到位置A時(shí)，控制 葉片逐步閉合，降低旋轉(zhuǎn)阻力和為捕捉風(fēng)能做準(zhǔn)備，至位置A完成一個(gè)周期 循環(huán)。 上述垂直旋轉(zhuǎn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的葉片的風(fēng)門根據(jù)風(fēng)向自動(dòng)調(diào)整葉片風(fēng)門的 開度，從而在整體上保證了機(jī)組旋轉(zhuǎn)阻力最低，對(duì)風(fēng)能捕捉能力最高的特性。 同時(shí)由于葉片是軸對(duì)稱設(shè)計(jì)，相對(duì)于水平軸運(yùn)行方式免除了偏航系統(tǒng)，提高 了機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性。
權(quán)利要求1、一種新型垂直旋轉(zhuǎn)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，包括發(fā)電機(jī)組(1)，其特征在于，發(fā)電機(jī)組(1)垂直安裝，通過塔筒(3)與地基(4)連接，發(fā)電機(jī)組(1)上還設(shè)有葉片(2)。
2、 如權(quán)利要求1所述的垂直旋轉(zhuǎn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，葉片(2) 軸對(duì)稱形式分布。
3、 如權(quán)利要求1所述的垂直旋轉(zhuǎn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，葉片(2) 至少有3片。
4、 如權(quán)利要求1所述的垂直旋轉(zhuǎn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，葉片(2) 是由葉片框架(5)和葉片風(fēng)門(6)構(gòu)成。
5、 如權(quán)利要求4所述的垂直旋轉(zhuǎn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述的葉片 風(fēng)門(6)根據(jù)風(fēng)向自動(dòng)控制調(diào)整開度，當(dāng)葉片內(nèi)側(cè)正對(duì)風(fēng)向時(shí)葉片風(fēng)門完全閉 合，當(dāng)葉片外側(cè)正對(duì)風(fēng)向時(shí)葉片風(fēng)門完全打開。
6、 如權(quán)利要求5所述的垂直旋轉(zhuǎn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述葉片風(fēng) 門(6)從完全閉合到完全打開的循環(huán)，葉片風(fēng)門逐步打開或閉合，減小對(duì)風(fēng)向 的擾動(dòng)而降低旋轉(zhuǎn)阻力。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種垂直旋轉(zhuǎn)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，包括發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)組垂直安裝，通過塔筒與地基連接，發(fā)電機(jī)組上還設(shè)有葉片；葉片軸對(duì)稱形式分布。葉片是由葉片框架和葉片風(fēng)門構(gòu)成；所述的葉片風(fēng)門根據(jù)風(fēng)向自動(dòng)控制調(diào)整開度，減小對(duì)風(fēng)向的擾動(dòng)而降低旋轉(zhuǎn)阻力。垂直旋轉(zhuǎn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)采用了垂直軸、迎風(fēng)向、軸對(duì)稱多葉片的設(shè)計(jì)方式，提高了葉片的捕風(fēng)能力。葉片在旋轉(zhuǎn)一周的過程當(dāng)中，垂直軸葉片的受力情況比較均衡，有益于葉片力學(xué)結(jié)構(gòu)壽命的延長；垂直旋轉(zhuǎn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)對(duì)葉片的設(shè)計(jì)要求也沒有水平軸風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)那么苛刻，容易維護(hù)和安裝，運(yùn)行平穩(wěn)，發(fā)電能力能夠保證；更符合大功率直驅(qū)式的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)展趨勢(shì)。
文檔編號(hào)F03D3/06GK201412270SQ20092015787
公開日2010年2月24日 申請(qǐng)日期2009年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月4日
發(fā)明者張寶全, 段宇平, 申景泉, 魏子杰 申請(qǐng)人:中能電力科技開發(fā)有限公司