風(fēng)力發(fā)電轉(zhuǎn)型于水庫次生發(fā)電的并網(wǎng)供電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種風(fēng)力發(fā)電轉(zhuǎn)型于水庫次生發(fā)電的并網(wǎng)供電系統(tǒng)，包括水葉、發(fā)電機(jī)、鐵塔。發(fā)電機(jī)包括磁幄、線圈，所述磁幄由兩部分永磁塊組成，一部分永磁塊N極全部朝向磁幄內(nèi)，另一部分永磁塊S極全部朝向磁幄內(nèi)，兩部分永磁塊合成徑向磁場(chǎng)。所述線圈通過轉(zhuǎn)軸置于磁幄內(nèi)，轉(zhuǎn)軸處于兩部分永磁塊的間隔處。所述線圈作為定子，磁幄作為轉(zhuǎn)子，線圈鐵芯為圓形鐵芯。其技術(shù)特征是：水葉置于磁幄，線圈定子固定于鐵塔上端，水葉為槳式結(jié)構(gòu)，徑向承受水力。其技術(shù)特征是：由水葉、發(fā)電機(jī)、鐵塔組成的發(fā)電裝置通過鐵塔置于水庫之下的河道或沿岸。本發(fā)明并網(wǎng)于水庫原生輸電系統(tǒng)可最大限度地整合資源并實(shí)現(xiàn)利益最大化。
【專利說明】 風(fēng)力發(fā)電轉(zhuǎn)型于水庫次生發(fā)電的并網(wǎng)供電系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電轉(zhuǎn)型于水庫次生發(fā)電的并網(wǎng)供電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國(guó)的重視。其蘊(yùn)量巨大，全球的風(fēng)能約為2.74X109MW，其中可利用的風(fēng)能為2X107MW，比地球上可開發(fā)利用的水能總量還要大10倍。中國(guó)風(fēng)能儲(chǔ)量很大、分布面廣，僅陸地上的風(fēng)能儲(chǔ)量就有約2.53億千瓦。
[0003]隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，風(fēng)能市場(chǎng)也迅速發(fā)展起來。自2004年以來，全球風(fēng)力發(fā)電能力翻了 一番，2006年至2007年間，全球風(fēng)能發(fā)電裝機(jī)容量擴(kuò)大27 %。2007年已有9萬兆瓦，這一數(shù)字到2010年將是16萬兆瓦。預(yù)計(jì)未來20-25年內(nèi)，世界風(fēng)能市場(chǎng)每年將遞增25 %。隨著技術(shù)進(jìn)步和環(huán)保事業(yè)的發(fā)展，風(fēng)能發(fā)電在商業(yè)上將完全可以與燃煤發(fā)電競(jìng)爭(zhēng)。
[0004]“十五”期間，中國(guó)的并網(wǎng)風(fēng)電得到迅速發(fā)展。2006年，中國(guó)風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量已經(jīng)達(dá)到260萬千瓦，成為繼歐洲、美國(guó)和印度之后發(fā)展風(fēng)力發(fā)電的主要市場(chǎng)之一。2007年我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)規(guī)模延續(xù)暴發(fā)式增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，截至2007年底全國(guó)累計(jì)裝機(jī)約600萬千瓦。2008年8月，中國(guó)風(fēng)電裝機(jī)總量已經(jīng)達(dá)到700萬千瓦，占中國(guó)發(fā)電總裝機(jī)容量的1%，位居世界第五，這也意味著中國(guó)已進(jìn)入可再生能源大國(guó)行列。
[0005]2008年以來，國(guó)內(nèi)風(fēng)電建設(shè)的熱潮達(dá)到了白熱化的程度。2009年，中國(guó)(不含臺(tái)灣地區(qū))新增風(fēng)電機(jī)組10129臺(tái)，容量13803.2麗，同比增長(zhǎng)124% ;累計(jì)安裝風(fēng)電機(jī)組21581臺(tái)，容量25805.3MW。2009年，臺(tái)灣地區(qū)新增風(fēng)電機(jī)組37臺(tái)，容量77.9MW ;累計(jì)安裝風(fēng)電機(jī)組 227 臺(tái)，容量 436.05MW。
[0006]然而，風(fēng)電在發(fā)展中也遇到不少問題:1、噪聲，視覺污染；2、占用大片土地；3、不穩(wěn)定，不可控；4、目前成本仍然很高；5、影響鳥類(尤其是遷徒)。
[0007]顯然，風(fēng)電的發(fā)展是具有局限性的。中國(guó)是一個(gè)水庫眾多的國(guó)家，2010年，我國(guó)(水庫)水電裝機(jī)規(guī)模達(dá)到2.11億千瓦，新增核準(zhǔn)(水庫)水電規(guī)模1322萬千瓦，在建規(guī)模7700萬千瓦。根據(jù)我國(guó)對(duì)國(guó)際社會(huì)做出的“2020年非石化能源將達(dá)到能源總量15%”承諾，我國(guó)(水庫)水電行業(yè)2020年裝機(jī)容量須達(dá)到3.8億千瓦。而即使按照我國(guó)公布的《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》，確定到2020年(水庫)水電裝機(jī)容量要達(dá)到3億千瓦，國(guó)內(nèi)11年內(nèi)將新增單機(jī)容量50千瓦以上的大型水電機(jī)組近300臺(tái)，每年平均新裝25臺(tái)50萬千瓦及以上大型(水庫)水電機(jī)組。若按2020年達(dá)到3.8億千瓦的裝機(jī)容量，我國(guó)所需的(水庫)水輪機(jī)及輔機(jī)設(shè)備將進(jìn)一步增加，我國(guó)(水庫)水輪機(jī)及輔機(jī)行業(yè)發(fā)展前景廣闊。
[0008]顯然，水庫發(fā)電之后的非落差式水流是非常大的，該非落差式水流發(fā)電的蘊(yùn)量將是無比巨大的。一般說來，三級(jí)風(fēng)才有利用的價(jià)值。但從經(jīng)濟(jì)合理的角度出發(fā)，風(fēng)速大于每秒4米才適宜于發(fā)電。在一般情況下，雖然風(fēng)速大于水流的速度，但水庫發(fā)電之后的非落差式水流的沖力往往數(shù)倍于風(fēng)力，因此，將風(fēng)力發(fā)電轉(zhuǎn)型于水庫次生發(fā)電無疑可以獲得同等的發(fā)電能力甚至優(yōu)于前者。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是提出一種風(fēng)力發(fā)電轉(zhuǎn)型于水庫次生發(fā)電的并網(wǎng)供電系統(tǒng)，以解決上述問題。
[0010]本發(fā)明提供的風(fēng)力發(fā)電轉(zhuǎn)型于水庫次生發(fā)電的并網(wǎng)供電系統(tǒng)，包括水葉、發(fā)電機(jī)、鐵塔。發(fā)電機(jī)包括磁幄、線圈，所述磁幄由兩部分永磁塊組成，一部分永磁塊N極全部朝向磁幄內(nèi)，另一部分永磁塊S極全部朝向磁幄內(nèi)，兩部分永磁塊合成徑向磁場(chǎng)。所述線圈通過轉(zhuǎn)軸置于磁幄內(nèi)，轉(zhuǎn)軸處于兩部分永磁塊的間隔處。所述線圈作為定子，磁幄作為轉(zhuǎn)子，線圈鐵芯為圓形鐵芯。其技術(shù)特征是:水葉置于磁幄，線圈定子固定于鐵塔上端，水葉為槳式結(jié)構(gòu)，徑向承受水力。其技術(shù)特征是:由水葉、發(fā)電機(jī)、鐵塔組成的發(fā)電裝置通過鐵塔置于水庫之下的河道或沿岸。水庫之下的河道或沿岸布置有數(shù)組或數(shù)十組發(fā)電裝置，發(fā)電裝置之間通過輸電線連接且并網(wǎng)于水庫原生輸電系統(tǒng)。
[0011]所述永磁磁幄為柱形或方形或箱形。
[0012]所述永磁塊為釹鐵硼或強(qiáng)磁材料。
[0013]所述圓形鐵芯由硅鋼材料構(gòu)成。
[0014]所述置于磁幄的水葉為八片或多片。
[0015]所述葉輪直徑為10-30m。
[0016]所述鐵塔高為10-30m。
[0017]所述水庫之下的河道布置有10-100組發(fā)電裝置。
[0018]所述水庫之下的河道布置的發(fā)電裝置的間隔為100-200m。
[0019]鐵塔通過水泥墩或打樁的方式固定于水庫之下的河道底部，也可樹立于水庫之下的岸邊或橫擔(dān)于岸上。固定于河道的鐵塔為圓柱形，以防水面垃圾的積累。水葉的工作(運(yùn)動(dòng))為劃船式的，因而葉片不會(huì)積累水面垃圾，無須人工維護(hù)。本發(fā)明并網(wǎng)于水庫原生輸電系統(tǒng)可最大限度地整合資源并實(shí)現(xiàn)利益最大化。同時(shí)，在不占用大片土地、不破壞生態(tài)平衡的情況下充分利用了水庫的次生水力資源(非落差式水流發(fā)電)，以聯(lián)網(wǎng)的方式充分開發(fā)了水庫的次生非落差式水流發(fā)電蘊(yùn)藏的能量。
[0020]發(fā)電機(jī)采用圓形鐵芯線圈，磁幄呈現(xiàn)“無級(jí)”轉(zhuǎn)動(dòng)，即使微弱的水流也能推得動(dòng)水葉，從而實(shí)現(xiàn)低速發(fā)電機(jī)的低流速發(fā)電(水流越快發(fā)電效率越高。低流速發(fā)電確保發(fā)電機(jī)常年發(fā)電)。水葉帶動(dòng)磁幄轉(zhuǎn)動(dòng)，定子線圈發(fā)出的電為交流電(無刷)，因而風(fēng)力發(fā)電轉(zhuǎn)型于水流發(fā)電的低速發(fā)電機(jī)免維修使用年限可達(dá)25年以上。
[0021]實(shí)施方式
[0022]下面通過實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。
[0023]本發(fā)明包括水葉、發(fā)電機(jī)、鐵塔。發(fā)電機(jī)包括磁幄、線圈，所述磁幄由兩部分永磁塊組成，一部分永磁塊N極全部朝向磁幄內(nèi)，另一部分永磁塊S極全部朝向磁幄內(nèi)，兩部分永磁塊合成徑向磁場(chǎng)。所述線圈通過轉(zhuǎn)軸置于磁幄內(nèi)，轉(zhuǎn)軸處于兩部分永磁塊的間隔處。所述線圈作為定子，磁幄作為轉(zhuǎn)子，線圈鐵芯為圓形鐵芯。其技術(shù)特征是:水葉置于磁幄，線圈定子固定于鐵塔上端，水葉為槳式結(jié)構(gòu)，徑向承受水力。由水葉、發(fā)電機(jī)、鐵塔組成的發(fā)電裝置通過鐵塔置于水庫之下的河道或沿岸。其技術(shù)特征是:水庫之下的河道或沿岸布置有數(shù)組或數(shù)十組發(fā)電裝置，發(fā)電裝置之間通過輸電線連接且并網(wǎng)于水庫原生輸電系統(tǒng)。[0024]置于磁幄的槳式水葉為16片，葉輪直徑為30m，塔高13m。磁幄流線型圓筒狀，由片狀釹鐵硼永磁塊構(gòu)成。水庫之下的河道布置有30組發(fā)電裝置，發(fā)電裝置之間的間隔為10m通輸電線連接且并網(wǎng)于岸上輸電系統(tǒng)。
[0025]鐵塔通過水泥墩固定于水庫之下的河道底部，采用圓柱形結(jié)構(gòu)，以防水面垃圾被卡而停留不前。鐵塔單側(cè)設(shè)置發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)通過電線向岸上輸送交流電。
[0026]本實(shí)施例所述的河道或沿岸為長(zhǎng)江三峽水庫之下的河道或沿岸。長(zhǎng)江三峽水庫是當(dāng)今世界上在建的最大水利樞紐水庫工程。這項(xiàng)工程由攔江大壩和水庫、發(fā)電站、通航建筑物等部分組成；水庫:大壩總長(zhǎng)3035米，壩頂高程185米；正常蓄水位初期156米，后期175米；總庫容393億立方米，其中防洪庫容221.5億立方米；電站:安裝32臺(tái)單機(jī)容量為70萬千瓦的水電機(jī)組，裝機(jī)總量2250萬千瓦；年發(fā)電量847億千瓦時(shí)。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)力發(fā)電轉(zhuǎn)型于水庫次生發(fā)電的并網(wǎng)供電系統(tǒng)，包括水葉、發(fā)電機(jī)、鐵塔。發(fā)電機(jī)包括磁幄、線圈，所述磁幄由兩部分永磁塊組成，一部分永磁塊N極全部朝向磁幄內(nèi)，另一部分永磁塊S極全部朝向磁幄內(nèi)，兩部分永磁塊合成徑向磁場(chǎng)。所述線圈通過轉(zhuǎn)軸置于磁幄內(nèi)，轉(zhuǎn)軸處于兩部分永磁塊的間隔處。所述線圈作為定子，磁幄作為轉(zhuǎn)子，線圈鐵芯為圓形鐵芯。其技術(shù)特征是:水葉置于磁幄，線圈定子固定于鐵塔上端，水葉為槳式結(jié)構(gòu)，徑向承受水力。由水葉、發(fā)電機(jī)、鐵塔組成的發(fā)電裝置通過鐵塔置于水庫之下的河道或沿岸。水庫之下的河道或沿岸布置有數(shù)組或數(shù)十組發(fā)電裝置，發(fā)電裝置之間通過輸電線連接且并網(wǎng)于水庫原生輸電系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】F03B13/08GK104037980SQ201410155411
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月18日
【發(fā)明者】李揚(yáng)遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:李揚(yáng)遠(yuǎn)