一種風(fēng)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(fēng)力發(fā)電幕墻，其包括幕墻、設(shè)置在所述幕墻上的風(fēng)力發(fā)電裝置、連接所述風(fēng)力發(fā)電裝置的控制系統(tǒng)，所述風(fēng)力發(fā)電裝置包括至少一個風(fēng)輪機(jī)、連接所述風(fēng)輪機(jī)的發(fā)電機(jī)，所述風(fēng)輪機(jī)包括環(huán)形的風(fēng)輪機(jī)箱、設(shè)置在所述風(fēng)輪機(jī)箱內(nèi)的風(fēng)輪機(jī)軸、轉(zhuǎn)動設(shè)置在所述風(fēng)輪機(jī)軸上的風(fēng)輪，所述幕墻上設(shè)置有單元格，所述風(fēng)輪機(jī)嵌設(shè)在所述單元格內(nèi)。本實用新型利用風(fēng)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(fù)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(fēng)力發(fā)電幕墻
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及固定建筑物的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種風(fēng)力發(fā)電幕墻。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的電子設(shè)備被運(yùn)用到各個領(lǐng)域，然而，隨著各種電子設(shè)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(zhǔn)備多個大型備用發(fā)電機(jī)，而一般的發(fā)電機(jī)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(dāng)今社會所迫切需要的。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)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(bǔ)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(yù)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(shè)于兩層鋼化玻璃之間，導(dǎo)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(shè)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(jìn)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(dá)不到2%。
[0004]因此，光電幕墻很難在市場上大范圍應(yīng)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(fēng)力發(fā)電幕墻，其所發(fā)的直流電既可以直接帶負(fù)荷，又可以轉(zhuǎn)換為交流電送入電網(wǎng)。
[0006]為達(dá)到上述發(fā)明目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種風(fēng)力發(fā)電幕墻，其包括幕墻、設(shè)置在所述幕墻上的風(fēng)力發(fā)電裝置、連接所述風(fēng)力發(fā)電裝置的控制系統(tǒng)，所述風(fēng)力發(fā)電裝置包括至少一個風(fēng)輪機(jī)、連接所述風(fēng)輪機(jī)的發(fā)電機(jī)，所述風(fēng)輪機(jī)包括環(huán)形的風(fēng)輪機(jī)箱、設(shè)置在所述風(fēng)輪機(jī)箱內(nèi)的風(fēng)輪機(jī)軸、轉(zhuǎn)動設(shè)置在所述風(fēng)輪機(jī)軸上的風(fēng)輪，所述幕墻上設(shè)置有單元格，所述風(fēng)輪機(jī)嵌設(shè)在所述單元格內(nèi)。
[0007]優(yōu)選的技術(shù)方案，所述控制系統(tǒng)包括與所述發(fā)電機(jī)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(shù)方案，所述風(fēng)力發(fā)電裝置包括至少兩個風(fēng)輪機(jī)，所述風(fēng)輪機(jī)分為風(fēng)輪機(jī)軸水平設(shè)置的水平風(fēng)輪機(jī)和風(fēng)輪機(jī)軸豎直設(shè)置的豎直風(fēng)輪機(jī)，所述水平風(fēng)輪機(jī)和豎直風(fēng)輪機(jī)均勻分布在所述幕墻上。
[0009]上述技術(shù)方案中，風(fēng)輪機(jī)是一種特殊的結(jié)構(gòu)，根據(jù)流體力學(xué)原理和計算流體力學(xué)技術(shù)，分析模擬建筑環(huán)境中的空氣流動及相關(guān)的流體動力學(xué)問題，建立的空氣動力學(xué)風(fēng)輪機(jī)，該風(fēng)輪機(jī)正面呈現(xiàn)凹陷弧形流線型設(shè)計，目的是最大限度利用各個方向的氣流；而且在風(fēng)輪機(jī)箱中安裝了不同于我們常用的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)和垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的新設(shè)計的風(fēng)輪，該風(fēng)輪以三葉弧形水平安裝于流體機(jī)箱中，在幕墻框架中既可以水平安裝風(fēng)輪機(jī)，也可以豎直安裝風(fēng)輪機(jī)。在水平安裝時，風(fēng)輪機(jī)中的風(fēng)輪處于水平狀態(tài)；在豎直安裝時，風(fēng)輪機(jī)中的風(fēng)輪處于豎直狀態(tài)，從而可以兼顧現(xiàn)在常用的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)和垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，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(fēng)力進(jìn)行發(fā)電。城市風(fēng)能資源豐富，但大型風(fēng)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(fēng)力發(fā)電幕墻彌補(bǔ)了這方面的空白。與大型風(fēng)力發(fā)電不同，利用流經(jīng)建筑表面的風(fēng)力進(jìn)行發(fā)電所產(chǎn)生的單機(jī)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(fēng)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(shù)方案，所述發(fā)電機(jī)為三相永磁同步交流發(fā)電機(jī)。
[0011]風(fēng)能幕墻工作原理:風(fēng)輪機(jī)利用緊固件嵌入式安裝到幕墻上的單元格中，當(dāng)有風(fēng)時，風(fēng)輪轉(zhuǎn)動，帶動風(fēng)輪機(jī)軸和風(fēng)輪機(jī)機(jī)箱中的線圈及發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，把風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，?jīng)過每個風(fēng)輪機(jī)后安裝的導(dǎo)線和變壓器連接，組成一個風(fēng)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(guān)閉。
[0012]由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn):
[0013]1、本實用新型利用風(fēng)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(fēng)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(fù)荷，降低空調(diào)能耗，可任何季節(jié)和環(huán)境下實現(xiàn)微風(fēng)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(fēng)，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(shè)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(fēng)能-機(jī)械能-電能轉(zhuǎn)換裝置的部位，也為風(fēng)能在建筑中利用的關(guān)鍵；
[0015]3、本實用新型采用高強(qiáng)度、低維護(hù)率的材料制成，即便在嚴(yán)酷的自然環(huán)境中也具有長久的使用壽命，進(jìn)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(fēng)輪機(jī)主視圖；
[0018]圖3為風(fēng)輪機(jī)剖面圖；
[0019]圖4為幕墻風(fēng)力發(fā)電示意圖。
[0020]其中:1、幕墻；2、風(fēng)輪機(jī)；3、風(fēng)輪機(jī)箱；4、風(fēng)輪機(jī)軸；5、風(fēng)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(fēng)輪機(jī)；11、豎直風(fēng)輪機(jī)；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(jìn)一步描述:
[0022]實施例一:
[0023]如圖1-4所示，一種風(fēng)力發(fā)電幕墻，其包括幕墻1、設(shè)置在幕墻I上的風(fēng)力發(fā)電裝置、連接風(fēng)力發(fā)電裝置的控制系統(tǒng)，風(fēng)力發(fā)電裝置包括至少一個風(fēng)輪機(jī)2、連接所述風(fēng)輪機(jī)2的發(fā)電機(jī)，風(fēng)輪機(jī)2包括環(huán)形的風(fēng)輪機(jī)箱3、設(shè)置在風(fēng)輪機(jī)箱3內(nèi)的風(fēng)輪機(jī)軸4、轉(zhuǎn)動設(shè)置在風(fēng)輪機(jī)軸4上的風(fēng)輪5，幕墻I上設(shè)置有單元格，風(fēng)輪機(jī)2嵌設(shè)在單元格內(nèi)。
[0024]控制系統(tǒng)包括與發(fā)電機(jī)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(fēng)力發(fā)電裝置包括至少兩個風(fēng)輪機(jī)2，風(fēng)輪機(jī)2分為風(fēng)輪機(jī)軸4水平設(shè)置的水平風(fēng)輪機(jī)10和風(fēng)輪機(jī)軸豎直設(shè)置的豎直風(fēng)輪機(jī)11，水平風(fēng)輪機(jī)10和豎直風(fēng)輪機(jī)11均勻分布在眷墻I上。
[0026]發(fā)電機(jī)為三相永磁同步交流發(fā)電機(jī)。
[0027]風(fēng)輪機(jī)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(fēng)速為0.5m/s,額定風(fēng)速為9m/s,最大安全風(fēng)速為60m/s,主機(jī)凈重為7.1kg,風(fēng)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(fēng)輪機(jī)2利用緊固件嵌入式安裝到幕墻I上的單元格中，當(dāng)有風(fēng)時，風(fēng)輪5轉(zhuǎn)動，帶動風(fēng)輪機(jī)軸4和風(fēng)輪機(jī)2機(jī)箱中的線圈及風(fēng)力發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，把風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，?jīng)過每個風(fēng)輪機(jī)后安裝的導(dǎo)線和變壓控制器6連接，組成一個風(fēng)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(guān)閉。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)力發(fā)電幕墻，其特征在于:包括幕墻、設(shè)置在所述幕墻上的風(fēng)力發(fā)電裝置、連接所述風(fēng)力發(fā)電裝置的控制系統(tǒng)，所述風(fēng)力發(fā)電裝置包括至少一個風(fēng)輪機(jī)、連接所述風(fēng)輪機(jī)的發(fā)電機(jī)，所述風(fēng)輪機(jī)包括環(huán)形的風(fēng)輪機(jī)箱、設(shè)置在所述風(fēng)輪機(jī)箱內(nèi)的風(fēng)輪機(jī)軸、轉(zhuǎn)動設(shè)置在所述風(fēng)輪機(jī)軸上的風(fēng)輪，所述幕墻上設(shè)置有單元格，所述風(fēng)輪機(jī)嵌設(shè)在所述單元格內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)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(jī)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(fēng)力發(fā)電幕墻，其特征在于:所述風(fēng)力發(fā)電裝置包括至少兩個風(fēng)輪機(jī)，所述風(fēng)輪機(jī)分為風(fēng)輪機(jī)軸水平設(shè)置的水平風(fēng)輪機(jī)和風(fēng)輪機(jī)軸豎直設(shè)置的豎直風(fēng)輪機(jī)，所述水平風(fēng)輪機(jī)和豎直風(fēng)輪機(jī)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(fēng)力發(fā)電幕墻，其特征在于:所述發(fā)電機(jī)為三相永磁同步交流發(fā)電機(jī)。
【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(xué)