[發(fā)明專利]一種全新型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)及兆瓦級大功率儲能方法和裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710006068.0
• 申請日: 2007-01-26
• 公開（公告）號: CN101100980A
• 公開（公告）日: 2008-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高寰平
• 申請（專利權(quán)）人: 高寰平
• 主分類號: F03D9/02
• 分類號: F03D9/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域：

本創(chuàng)新技術(shù)屬再生能源技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

再生能源風(fēng)能的利用，已有幾百年的歷史了，早期的風(fēng)能利用是局限小功率的風(fēng)力機，如中國的多葉片風(fēng)車、荷蘭風(fēng)車、美國的農(nóng)場風(fēng)車，其應(yīng)用多半應(yīng)用于提水。20世紀70年代美國投入80億美元進行風(fēng)力發(fā)電的大規(guī)模研究，其他發(fā)達國家也相繼投入了研究，先后出現(xiàn)了阻力型平板風(fēng)車、S葉輪風(fēng)車、升力型螺旋槳風(fēng)車、攪蛋器風(fēng)車及D葉輪風(fēng)車，其中以水平軸三葉片螺旋槳風(fēng)車風(fēng)力發(fā)電得到了廣泛的應(yīng)用，這是有魅力的20世紀80年代世界上一大發(fā)明，近二十多年來有了長足發(fā)展，兆瓦級大功率風(fēng)力機得到了廣泛的應(yīng)用。我們國家近些年無論在風(fēng)能開發(fā)，還是在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備制造方面都給予相當重視，但是我國起步較晚，這一領(lǐng)域還是很落后的，特別是風(fēng)力發(fā)電設(shè)備、設(shè)計制造方面更落后。近些年，法國、荷蘭、美國等風(fēng)力發(fā)電商業(yè)巨頭相繼步入中國。瞄準了中國這個大市場，辦了一些合資企業(yè)，總的看，目前中國沒有國家規(guī)模的研究機構(gòu)，沒有獨立知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品。發(fā)改委提出2020年要實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備國產(chǎn)化，這是在這一領(lǐng)域發(fā)展民族工業(yè)有尊嚴的規(guī)劃。本人涉足風(fēng)能研究20余年，從零開始對風(fēng)力發(fā)電的核心部件，風(fēng)力機葉輪進行多方面的試驗研究，是在對現(xiàn)在一統(tǒng)天下世界上非常成熟的螺旋槳葉輪，提出的技術(shù)評價前提下進行的，即目前廣泛應(yīng)用的螺旋槳葉輪有三方面不足：1、葉輪制造工藝復(fù)雜；2、功能容量受到限定高于5兆瓦大功率機在結(jié)構(gòu)強度上難于處理，目前得以應(yīng)用的最大功率為4.5兆瓦，美國通用公司在研制7兆瓦大功率機，但還未見問世；3、造價昂貴(美國的3兆瓦風(fēng)力發(fā)電機組售價1400多萬美元)。為解決這三大弊端本人研制了新型升力型風(fēng)力機葉輪，它即可做為水平軸風(fēng)機也可做垂直軸風(fēng)機接收風(fēng)能，目前世界上尚無這樣的風(fēng)車葉輪，我把它命名為“L型龍騰萬向葉輪”。

另外，目前螺旋槳風(fēng)車發(fā)電控制環(huán)節(jié)它是以不穩(wěn)定的隨機變動的自然風(fēng)速的條件為前提，將風(fēng)車帶動發(fā)電機生成的不規(guī)則的交流電先整流然后再將其逆變成三相合格的交流電，變壓后饋送給電網(wǎng)，還有一種方式，即所謂變槳矩的方式，它是以伺服液壓機構(gòu)及計算機對風(fēng)車葉輪轉(zhuǎn)矩進行調(diào)控，使之轉(zhuǎn)速恒定再帶動發(fā)電機從而得到合格的交流電饋送電網(wǎng)。這一方法自然是以一部分自然風(fēng)能不予接收為代價的，當然整體發(fā)電系統(tǒng)風(fēng)能接收效率也要下降。上述的控制環(huán)節(jié)的技術(shù)難度較大而且造價昂貴。本發(fā)明為解決這一課題，研制一種儲能式中間能量傳遞的調(diào)控環(huán)節(jié)。

能量儲存是持續(xù)能源方面的大課題，如果能得以突破將大大的對提高風(fēng)電的使用價值其意義是非常重要。當然其他方面也會有更多的應(yīng)用，如核電的調(diào)峰，氫載體能源的制備，波浪能量的收集就更有實用價值。目前世界上關(guān)于儲能技術(shù)方面的研究曾做了大量多方面的工作，設(shè)計研究出好多儲能方法和裝置，如早期的電化學(xué)方法蓄電池，近些年的燃料電池，機電方法即高速飛輪儲能，熱儲存，載體能源氫氣儲存，超導(dǎo)磁能量儲存，還有提高水位儲能等等。這些方法除提高水位方法，都存在一個共同的局限即功率都不是很大的，有的是技術(shù)很復(fù)雜的，另外其經(jīng)濟指標也不是很理想，離實際應(yīng)用還要走很長的路。本發(fā)明人研制出兆瓦級的大功率存能裝置。它的技術(shù)經(jīng)濟條件都很好，有堅實的實施的可用性。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明包括三方面內(nèi)容：1、新型的風(fēng)車葉輪，目前應(yīng)用的各類風(fēng)車及資料上所能見到的試驗型風(fēng)車未見有這種類型葉輪我把它命名為：“龍騰萬向葉輪”。它是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)核心部件。其特征是葉輪是由三個葉片組成，葉片葉尖部是弧線型L斷面風(fēng)葉(它不像螺旋葉片表面那種復(fù)雜曲面構(gòu)成)其后半部是支撐風(fēng)葉的臂是強度構(gòu)件。性態(tài)上它是升力型風(fēng)車葉輪，它可用做水平軸風(fēng)車接收風(fēng)能也可用作垂直軸風(fēng)車接收風(fēng)能，它的優(yōu)越性制造工藝簡單，接收風(fēng)能效率高，造價低。

2、風(fēng)力發(fā)電調(diào)控環(huán)節(jié)，本發(fā)明特征是用一種研制的“氣液浮力重錘”儲能中間能量傳遞的方法：即風(fēng)車葉輪在風(fēng)的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動，它帶動液壓泵把能量儲存在“氣液重錘儲能裝置”內(nèi)，再由此裝置輸出帶動液壓馬達其轉(zhuǎn)速可很容易的得到控制，使其恒速。它帶動發(fā)電機，從而得到合格交流電，變壓后饋遞給電網(wǎng)。它的優(yōu)越在于它用目前工程技術(shù)無難度的裝置，很簡單的達到穩(wěn)速的技術(shù)要求。收到了提高系統(tǒng)的風(fēng)能接收效率并大幅度降低了發(fā)電設(shè)備制造成本。