[發明專利]一種利用風帆風力發電的方法及其風力發電系統

無效

• 申請號: 200910147612.2
• 申請日: 2009-06-09
• 公開（公告）號: CN101922417A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發明（設計）人: 王德恒
• 申請（專利權）人: 王德恒
• 主分類號: F03D9/00
• 分類號: F03D9/00;F03D3/00;F03D3/06;F03D3/04;F03D7/06
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• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及的是一種新型的風帆立軸式風力發電系統。特別是一種利用風帆風力發電的方法和步驟以及實現這種方法和步驟的一種新型的風帆立軸式風力發電系統。

背景技術：

利用潔凈的能源(可再生能源)是人類社會文明進步的表現、是科學技術的發展、是環保理念的體現。也是一個地區環保的重要指標。潔凈能源包括太陽能、風能、潮汐能、生物能等，這都是可再生取之不盡的能源。天不會無風、不會無太陽......風能是取之不盡、源源不斷的可再生的能源。是技術最為成熟，經濟可行性較高，是一種較理想的發展能源。

地球風能約為2.74×109MW，可利用風能為2×107MW，是地球水能的十倍。只要利用上地球1％的風能就能滿足全球能源的需要。我國探明風能理論儲量為32.26億KW，而可發利用為2.53億KW，近海可利用風能7.5億KW。目前東南沿海是最大風能資源區，風能密度為200W/M2～300W/M2，大于6m/s的風速時間全年3000小時以上就可取得較大經濟利潤效益。

就風能的商業利用價值來說，風力越大價值越高。地點稍有變化對發電都有很大影響，因為電能和風速的立方成正比。這意味著即使是同一臺蝸輪發電機，在風速為每小時12英里時，發電量比每小時11英里的發電量高30％。風力發電的前提條件是離地面10m的風速必須達到每秒4-5m。海濱地區的風速大多超過這個數值，但越往內地，隨著風力不斷減弱，可生產的電能也就越少。

如何在內地風速弱的地區同樣達到良好的發電效果如何能夠將復雜的昂貴的風力發電系統通過簡單的實用的結構，改變成經濟實用的風力發電系統就是本發明的目的。

發明內容：

本發明克服了現有風力發電技術中的不足，改變了傳統的風力發電對風的流向、風的強弱的苛刻要求。把現有的風力發電復雜的流程改變成簡單的流程，把昂貴的風力發電系統改造成廉價的實用的風力發電系統。本發明的風力發電系統能夠滿足我國絕大多數地區風力資源不太發達的地區風力發電的需要。

為了達到上述目的，

本發明提供了一種利用風帆風力發電的方法及其新型的風帆立軸式風力發電系統，包含以下步驟：

(a)將風力發電機轉子方向垂直于地面的安裝在風力發電機塔架上。在風力發電機外安裝一個鼠籠狀的風帆支架，鼠籠狀的風帆支架圍繞在發電機外、與發電機轉子同軸，且能夠隨發電機轉子自由轉動。在鼠籠狀的風帆支架內安裝多個兜風的風帆。

(b)在鼠籠狀風帆支架外安裝桶裝的整流罩，整流罩是安裝在風帆支架外的用于使兜風風帆迎風面與風向保持最佳角度以及在遇到臺風或颶風時保護整個發電機系統。整流罩由兩組組成，張開時兩組合一呈半桶狀，關閉時兩組分開呈桶狀。正常使用時整流罩呈張開狀，并與風向保持最佳角度，使迎風面的兜風風帆在整流罩外，使背風的兜風風帆處于整流罩內。在遇到臺風或颶風時整流罩呈關閉狀，形成一個圓桶，將整個立軸式帆式風力發電系統包在整流罩內，防止立軸式帆式風力發電系統的部件遭到臺風或颶風的毀壞。

(c)風向翼安裝在整流罩的頂端并且可以自由轉動，風向翼隨著風向的變化而變化并始終與風向呈平行狀，風向翼安裝有傳感裝置，隨時將風向的變化信息傳送給計算機系統，計算機系統將變化了的信息經過處理指示執行機構——整流罩調整電機對整流罩進行調整，使整流罩切面與風向翼保持水平狀態，整流罩始終與風向保持最佳角度，保證兜風風帆處于迎風面時在整流罩外，兜風風帆處于背風面時在整流罩內。

(d)風帆立軸式風力發電機系統配備計算機，計算機系統的主要作用是接收、處理風向翼傳感器的指令并發送給執行機構——整流罩調整電機對整流罩進行調整，使整流罩切面與風向翼保持水平狀態，使整流罩始終與風向保持最佳角度。在遇到超級風速時指示整流罩呈關閉狀態，保證立軸式風力發電機系統的安全。

(e)計算機系統的另一個重要作用是調整、協調發電機發出的電力的頻率、相位與大電網保持同步，或者與終端用戶的用電器保持同步。

為了達到上述目的，

本發明提供了一種新型的風帆立軸式風力發電系統，包括：

發電機，發電機塔架、鼠籠狀風帆支架，多個用于兜風的風帆，整流罩，風向翼，計算機系統，整流罩調整電機等；

風帆立軸式風力發電系統采用了與傳統風力發電系統完全不同的獲取風力資源的方法，由葉片式獲取風力資源的模式改變成風帆式獲取風力資源的模式，使得獲取風力資源的面積最大化。兜風的風帆面積越大，獲取的風力資源越多，得到的動能就越大，轉換的電能就越多。

為了達到上述目的，