[發明專利]風力發電飛機

有效

• 申請號: 201010244282.1
• 申請日: 2010-08-03
• 公開（公告）號: CN102582819A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 王慶源;王茜
• 申請（專利權）人: 王慶源;王茜
• 主分類號: B64C1/00
• 分類號: B64C1/00;B64D27/24;F03D9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

利用現代航空技術制成特異飛行器，承載風力發電裝置，組成可飛行的風力發電裝置，生產交流頻率、電壓、波動性能都能與煤電、核電競爭的優質風力電能。?

背景技術：

中國氣象局公布了我國風能資源詳查和評價成果：陸上離地50米高度3級以上風能資源潛在開發量約為23.8億千瓦，5～25米水深線以內近海海平面以上50米高度可裝風機容量約2億千瓦，風能資源巨大，是無碳可再生綠色能源，用之不竭。但人類利用風能幾千年歷史證明，風能并不美麗，只因環境壓力，近幾十年才大力研究風力發電技術，本專利克服目前風力發電技術的諸多缺陷，為人類利用風能出力。?

目前已建成的風力發電站，已經占據優質風能的地理位置，每年發電約2000小時，與常規發電裝置對比實在太少：水電3000～5000小時，煤電5000～7000小時，核電7000小時以上。本專利的風力發電飛機可以“找風”發電，在風速小于經濟風速時，依據氣象資料和“在線風速報告”即時轉場，飛到有風區域發電，大大提高年發電小時數。在破壞性臺風到來之前，依據氣象資料及時飛回機庫，避免損失。顯然，風力發電飛機比目前的被動等風發電和挺胸抵抗颶風的塔式風力發電機優越得多。本專利風力發電飛機還有很多技術優勢在發明內容中敘述。?

發明內容：

可逆機組由可逆螺旋槳和可逆電機組成，前者是對轉雙螺旋槳，參照槳扇發動機的螺旋槳設計，但必須可逆，既可吸收風能產生機械能，拖動發電機發電；又可被電動機拖動產生向前的拉力。可逆電機是線繞轉子式異步電機，在定子通入三相交流電時，調節電壓、頻率或轉子電阻，都能調節電動機轉速，是調速性能極好的電動機。電動機拖動可逆螺旋槳產生前飛拉力，這時可逆機組是電力發動機。若可逆電機轉子通入直流電流，產生磁極，可逆螺旋槳接受風能產生機械能拖動電機轉動，生產三相交流電能，經整流后的直流電能儲于蓄電池中，這時可逆機組是風力發電機。可逆機組的結構必須細長，以減小阻力。這種可逆螺旋槳-可逆電機組成的風力發電機-電力發動機可逆機組是目前效率、體積、重量、成本等綜合最優的組合，系本專利首次概念設計。?

三角飛翼的下底面為三角形平板，利于產生升力。平板下固定n艘船艙，n為大于1的自然數。飛機降落水面時，吃水0.5米左右，底面距水面2米，小于2米的海浪對飛機影響很小。船艙下底面也是平板，有利于產生升力，也有利于飛機在海面或陸地降落。飛機漂浮海面時，可進行海上風力發電。這時船艙浮力支持飛機總重，內嵌電動風扇發電機全部關停。調整前伸電動涵道風扇發動機的數量和轉速，使向前拉力與風力對飛機推力平衡，維持飛機原址發電，這時飛機耗電最少，生產的電能絕大部分儲于蓄電池中。或者，在三角主翼下安裝鐵錨，拋錨海底，錨纜系曳飛機于海面，前伸電動涵道風扇發動機也全部關停，仍可漂浮海面確定位置迎風發電，這時生產電量全部儲于蓄電池中，發電效率最高。電池充滿后，收卷錨纜，提起鐵錨后，飛機向上起飛再向陸地飛去。?

風力發動機生產的三相交流電的電壓、頻率因風能波動性、間歇性而時刻變化，必須根據蓄電池電壓，用電子調壓器變成適宜的數值后對電池充電，調節過程用單板機實現自動化。蓄電池組裝入特制箱內。飛機底板的艙門打開后，運輸機械快速卸下已充滿電的蓄電池箱，裝上待充電的蓄電池箱。本專利用蓄電池儲能，風能的隨意性、間隙性與電網沒有直接關系而阻隔在電網之外。風能的波動和有無，只影響電池的充電時間長短，電池的電能經逆變器變換成電壓、頻率都合格的三相交流電，并入電網。電能質量與煤電、核電相當，其調峰性能，備用電源功能，低谷時的停發功能都比煤電、核電好得多，必定受到各方歡迎。?

飛機的總升力包含：飛翼、襟翼產生的升力，內嵌電動風扇產生的升力，豎直狀態的前伸電動風扇產生的升力。飛機前飛的拉力由電力發動機和水平位置的前伸電動風扇產生。飛機的總阻力包含：飛翼、次?飛翼產生的阻力，支撐板阻力，前伸電動風扇阻力，可逆機組阻力，襟翼阻力，尾舵阻力等。調節三臺逆變器的電壓和頻率，同時調控六個襟翼，三個尾舵，前伸電動風扇的軸線，就能操控風力發電飛機的飛行狀態。飛機可以200km/h的速度往返于風場和換電站之間，設計專用軟件，安裝相應傳感器，用計算機控制，可實現風力發電飛機的無人飛行。?