本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電，具體涉及一種可以直接并網(wǎng)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、風(fēng)能運(yùn)用已經(jīng)有幾千年歷史，風(fēng)能是由于空氣運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的能量。屬于可更新的、干凈的能源。但是風(fēng)能的利用受到地理?xiàng)l件的限制，風(fēng)速較大、風(fēng)向穩(wěn)定、變幅較小的風(fēng)才宜于風(fēng)力發(fā)電站發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電是最近幾百年發(fā)展起來(lái)的，其中以荷蘭風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)最為著名，并且被各個(gè)國(guó)家引用開發(fā)。但是上述風(fēng)力發(fā)電有以下幾方面不盡如人意的地方，具體說(shuō)明如下：

2、（1）上述風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)以三片槳葉驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)為代表，同等迎風(fēng)面積，槳葉受風(fēng)面積較小，風(fēng)能得不到充分利用。

3、（2）上述風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)建造成本很高，通常需要幾十米高的鐵塔柱和大面積的基礎(chǔ)。

4、（3）上述風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)需要一個(gè)沉重升速機(jī)械。

5、（4）上述風(fēng)力發(fā)動(dòng)系統(tǒng)一般不配置儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)。風(fēng)力波動(dòng)，發(fā)電輸出也波動(dòng)。就是這種波動(dòng)發(fā)電為電網(wǎng)所不能承受。這造成了許多棄風(fēng)和棄電。

6、（5）上述風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)由于沒(méi)有儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)，自然風(fēng)大的時(shí)候，電網(wǎng)要承受大電量沖擊。自然風(fēng)小的時(shí)候，電網(wǎng)反過(guò)來(lái)要回輸能量給發(fā)電機(jī)組，以保持發(fā)電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，?所以形成了我國(guó)大面積風(fēng)電的處于停機(jī)狀態(tài)。

7、（6）上述風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)、變速箱、槳葉都要安裝在離地面幾十米的高空，重心不穩(wěn)。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，還要承受大風(fēng)時(shí)橫向推力，所以系統(tǒng)整體安全系數(shù)不高，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)倒塌事故時(shí)有發(fā)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種聚風(fēng)型的，帶有儲(chǔ)能裝置的，平穩(wěn)釋放儲(chǔ)存能量的高速無(wú)變速箱的可以直接并網(wǎng)的高效風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。

2、本發(fā)明所述的一種可以直接并網(wǎng)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，采用如下步驟：

3、s10：建立聚風(fēng)文丘里管：為變型文丘里管，并且形成環(huán)狀喉部；

4、s20：在聚風(fēng)文丘里管上安裝風(fēng)向尾舵、轉(zhuǎn)向阻尼器，穩(wěn)定系統(tǒng)風(fēng)向跟蹤；

5、s30：建立風(fēng)能轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)：渦輪為定制葉片構(gòu)成，與導(dǎo)向葉片安置在變型文丘里管的環(huán)狀喉部，組合成高效風(fēng)能轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)；

6、s40：通過(guò)超越離合器高效傳送渦輪的機(jī)械能至儲(chǔ)能飛輪；

7、s50：儲(chǔ)能飛輪上安裝有永磁體，形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)；

8、s60：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中電磁線圈的感應(yīng)電流輸送到高頻斬波逆變器和儲(chǔ)能電池；

9、s70：高頻斬波逆變器輸出正弦波交流電直接并網(wǎng)；

10、s80：電磁線圈根據(jù)風(fēng)力大小進(jìn)行串并聯(lián)切換，以適應(yīng)高頻斬波逆變器工作電壓區(qū)間。高頻斬波逆變器通過(guò)斬波脈沖寬度調(diào)制，進(jìn)一步地穩(wěn)定了系統(tǒng)的輸出電壓；

11、s90：在聚風(fēng)罩外殼的外側(cè)面四周均勻設(shè)置有若干個(gè)風(fēng)閥，在聚風(fēng)罩外殼的內(nèi)壁頂端處安裝風(fēng)速計(jì)和plc單片機(jī)，plc單片機(jī)的供電由本設(shè)計(jì)的發(fā)電產(chǎn)生的電能供應(yīng)，根據(jù)風(fēng)速計(jì)實(shí)時(shí)測(cè)試進(jìn)風(fēng)量，設(shè)定當(dāng)外界出現(xiàn)特大風(fēng)時(shí)，特大風(fēng)為10級(jí)風(fēng)，plc單片機(jī)控制打開風(fēng)閥，從而有利于保證本設(shè)備安全，也便于后期的維護(hù)。

12、進(jìn)一步地，所述變型文丘里管包括安裝在山坡上的旋轉(zhuǎn)座，該旋轉(zhuǎn)座的頂面上安裝有旋轉(zhuǎn)軸，該旋轉(zhuǎn)軸上安裝有導(dǎo)風(fēng)外殼；所述導(dǎo)風(fēng)外殼的一側(cè)面為錐形筒狀的聚風(fēng)罩殼，該導(dǎo)風(fēng)外殼的另一側(cè)面為錐形筒狀的擴(kuò)散罩殼，聚風(fēng)罩殼和擴(kuò)散罩殼形成文丘里管形狀的導(dǎo)風(fēng)外殼。

13、進(jìn)一步地，所述聚風(fēng)罩殼包括聚風(fēng)罩外殼和安裝在聚風(fēng)罩外殼內(nèi)的內(nèi)側(cè)端處的聚風(fēng)罩內(nèi)殼；所述擴(kuò)散罩殼包括擴(kuò)散罩外殼和安裝在擴(kuò)散罩外殼內(nèi)的內(nèi)側(cè)端處的擴(kuò)散罩內(nèi)殼；所述聚風(fēng)罩內(nèi)殼、擴(kuò)散罩內(nèi)殼形成導(dǎo)風(fēng)外殼內(nèi)中間的環(huán)形喉部。

14、進(jìn)一步地，所述風(fēng)能轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)包括安裝在環(huán)形喉部區(qū)中的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸的兩端安裝有軸承，兩個(gè)軸承安裝在環(huán)形喉部區(qū)的兩側(cè)面上；所述轉(zhuǎn)軸上安裝有多層渦輪葉片，每?jī)蓚€(gè)渦輪葉片中間安裝引導(dǎo)流體方向的導(dǎo)向葉片，渦輪葉片與轉(zhuǎn)軸之間安裝有單向超越離合器，用以傳導(dǎo)渦輪的機(jī)械能住儲(chǔ)能飛輪，轉(zhuǎn)軸中部安裝有至少兩片儲(chǔ)能飛輪。

15、進(jìn)一步地，所述感應(yīng)線圈安裝在導(dǎo)向葉片的輪轂上。

16、進(jìn)一步地，所述聚風(fēng)罩外殼的形狀為錐形筒狀，聚風(fēng)罩外殼的外側(cè)端為開口大的筒口；聚風(fēng)罩內(nèi)殼的形狀為錐形筒狀，聚風(fēng)罩內(nèi)殼的內(nèi)側(cè)端為開口大的筒口。

17、進(jìn)一步地，所述聚風(fēng)罩外殼的外端口上安裝有防護(hù)網(wǎng)。

18、進(jìn)一步地，所述擴(kuò)散罩外殼的形狀為錐形筒狀，擴(kuò)散罩外殼的外側(cè)端為開口大的筒口；擴(kuò)散罩內(nèi)殼的形狀為錐形筒狀，擴(kuò)散罩內(nèi)殼的內(nèi)側(cè)端為開口大的筒口。

19、進(jìn)一步地，風(fēng)向尾舵安裝在擴(kuò)散罩外殼的尾部，風(fēng)向尾舵為t形形狀的風(fēng)舵，控制聚風(fēng)發(fā)電系統(tǒng)始終處于迎風(fēng)狀態(tài)；轉(zhuǎn)向阻尼器安裝在旋轉(zhuǎn)座的旋轉(zhuǎn)梁與旋轉(zhuǎn)座的旋轉(zhuǎn)軌道梁之間，用來(lái)穩(wěn)定轉(zhuǎn)向。

20、采用上述結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明有益效果為：本發(fā)明所述的一種可以直接并網(wǎng)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，它利用山坡和地面的自然坡度和平面，作為聚風(fēng)的一個(gè)聚風(fēng)面，形成多種聚風(fēng)機(jī)構(gòu)，類似于一種大型的文丘里管，在文丘里管的喉部，設(shè)置有多層渦輪、氣流導(dǎo)向葉輪，從而節(jié)省了原來(lái)風(fēng)電系統(tǒng)中的變速機(jī)構(gòu)；它具有風(fēng)能利用率高，建造成本低，控制精確，可以大規(guī)模無(wú)縫對(duì)接并網(wǎng)發(fā)電等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種可以直接并網(wǎng)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：采用如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可以直接并網(wǎng)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：所述變型文丘里管包括安裝在山坡上的旋轉(zhuǎn)座，該旋轉(zhuǎn)座的頂面上安裝有旋轉(zhuǎn)軸，該旋轉(zhuǎn)軸上安裝有導(dǎo)風(fēng)外殼；所述導(dǎo)風(fēng)外殼的一側(cè)面為錐形筒狀的聚風(fēng)罩殼，該導(dǎo)風(fēng)外殼的另一側(cè)面為錐形筒狀的擴(kuò)散罩殼，聚風(fēng)罩殼和擴(kuò)散罩殼形成文丘里管形狀的導(dǎo)風(fēng)外殼。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可以直接并網(wǎng)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：所述聚風(fēng)罩殼包括聚風(fēng)罩外殼和安裝在聚風(fēng)罩外殼內(nèi)的內(nèi)側(cè)端處的聚風(fēng)罩內(nèi)殼；所述擴(kuò)散罩殼包括擴(kuò)散罩外殼和安裝在擴(kuò)散罩外殼內(nèi)的內(nèi)側(cè)端處的擴(kuò)散罩內(nèi)殼；所述聚風(fēng)罩內(nèi)殼、擴(kuò)散罩內(nèi)殼形成導(dǎo)風(fēng)外殼內(nèi)中間的環(huán)形喉部。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可以直接并網(wǎng)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：所述風(fēng)能轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)包括安裝在環(huán)形喉部區(qū)中的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸的兩端安裝有軸承，兩個(gè)軸承安裝在環(huán)形喉部區(qū)的兩側(cè)面上；所述轉(zhuǎn)軸上安裝有多層渦輪葉片，每?jī)蓚€(gè)渦輪葉片中間安裝引導(dǎo)流體方向的導(dǎo)向葉片，渦輪葉片與轉(zhuǎn)軸之間安裝有單向超越離合器，用以傳導(dǎo)渦輪的機(jī)械能至儲(chǔ)能飛輪，轉(zhuǎn)軸中部安裝有至少兩片儲(chǔ)能飛輪。

5.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可以直接并網(wǎng)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：?所述感應(yīng)線圈安裝在導(dǎo)向葉片的輪轂上。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可以直接并網(wǎng)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：所述聚風(fēng)罩外殼的形狀為錐形筒狀，聚風(fēng)罩外殼的外側(cè)端為開口大的筒口；聚風(fēng)罩內(nèi)殼的形狀為錐形筒狀，聚風(fēng)罩內(nèi)殼的內(nèi)側(cè)端為開口大的筒口。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可以直接并網(wǎng)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：所述聚風(fēng)罩外殼的進(jìn)風(fēng)端口上安裝有防護(hù)網(wǎng)。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可以直接并網(wǎng)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：所述擴(kuò)散罩外殼的形狀為錐形筒狀，擴(kuò)散罩外殼的外側(cè)端為開口大的筒口；擴(kuò)散罩內(nèi)殼的形狀為錐形筒狀，擴(kuò)散罩內(nèi)殼的內(nèi)側(cè)端為開口大的筒口。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可以直接并網(wǎng)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可以直接并網(wǎng)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，采用如下步驟：S10：建立聚風(fēng)文丘里管：為變型文丘里管，并且形成環(huán)狀喉部；S20：在聚風(fēng)文丘里管上安裝風(fēng)向尾舵、轉(zhuǎn)向阻尼器，穩(wěn)定系統(tǒng)風(fēng)向跟蹤；S30：建立風(fēng)能轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)：渦輪為定制葉片構(gòu)成，與導(dǎo)向葉片安置在變型文丘里管的環(huán)狀喉部，組合成高效風(fēng)能轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)；S40：通過(guò)超越離合器高效傳送渦輪的機(jī)械能至儲(chǔ)能飛輪；S50：儲(chǔ)能飛輪上安裝有永磁體，形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)；S60：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中電磁線圈的感應(yīng)電流輸送到高頻斬波逆變器和儲(chǔ)能電池；S70：高頻斬波逆變器輸出正弦波交流電直接并網(wǎng)；它具有風(fēng)能利用率高，建造成本低，控制精確，可以大規(guī)模無(wú)縫對(duì)接并網(wǎng)發(fā)電等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：曹建禮,曹陽(yáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：啟來(lái)新能源環(huán)保（南通）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2