[發(fā)明專利]高低風(fēng)速兼容的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210593121.2
• 申請(qǐng)日: 2012-12-20
• 公開（公告）號(hào): CN103016272A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱秀剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 朱秀剛
• 主分類號(hào): F03D9/00
• 分類號(hào): F03D9/00;F03D1/02;F03D1/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，具體說涉及在高速風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)軸上配裝低風(fēng)速多葉式風(fēng)輪的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

公知，低風(fēng)速風(fēng)力發(fā)電是世界難題，目前高風(fēng)速風(fēng)力發(fā)電和低風(fēng)速風(fēng)力發(fā)電在各自獨(dú)立的機(jī)型上運(yùn)營，無法在同一機(jī)組上同時(shí)運(yùn)營。我國和丹麥共同研發(fā)生產(chǎn)的2兆瓦低風(fēng)速風(fēng)能發(fā)電機(jī)組采用“異步發(fā)電機(jī)+全功率變流”技術(shù)路線，具備低電壓穿越能力，適合海上型風(fēng)機(jī)的性能，但對(duì)風(fēng)速要求依然很高，投資大，成本高。

本人已公布的“高速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的多葉式風(fēng)輪增速裝置”(專利號(hào)：201210216524.5)利用多葉式風(fēng)輪在低風(fēng)速運(yùn)行時(shí)有較高風(fēng)能利用系數(shù)和較大的轉(zhuǎn)矩特點(diǎn)，傳動(dòng)高速風(fēng)力發(fā)電機(jī)增速，實(shí)現(xiàn)低風(fēng)速條件下也能多發(fā)電，但只是為了解決現(xiàn)有已運(yùn)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在不改變結(jié)構(gòu)的情況下裝配，以便增加投資效益，而且有傳動(dòng)總成機(jī)械損耗和傳動(dòng)效能不夠充分大的不足。

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高風(fēng)速發(fā)電和低風(fēng)速發(fā)電于一身的、成本低廉的、結(jié)構(gòu)簡單的、能使高速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在低風(fēng)速條件下高產(chǎn)發(fā)電的高低風(fēng)速兼容的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的高低風(fēng)速兼容的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組由高速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、低風(fēng)速多葉式風(fēng)輪和傳動(dòng)軸齒組成。其特征是：一臺(tái)高低風(fēng)速兼容的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組上同時(shí)安裝有高速風(fēng)輪和低風(fēng)速多葉式風(fēng)輪，使機(jī)組同時(shí)具有高風(fēng)速發(fā)電和低風(fēng)速發(fā)電二種功能。在高速風(fēng)力機(jī)主軸的適當(dāng)位置安裝低風(fēng)速多葉式風(fēng)輪，低風(fēng)速時(shí)低風(fēng)速多葉式風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)力為高速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組增速，使高速風(fēng)力發(fā)電機(jī)保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)、高產(chǎn)發(fā)電。

所述的在高速風(fēng)力機(jī)主軸的適當(dāng)位置安裝低風(fēng)速多葉式風(fēng)輪，其特征是，根據(jù)不同機(jī)型的高速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)不同確定多葉式風(fēng)輪安裝位置，風(fēng)輪可迎風(fēng)式安裝在高速風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪前或后的主軸上，也可順風(fēng)式安裝在高速風(fēng)力機(jī)的機(jī)身尾部。

所述的低風(fēng)速多葉式風(fēng)輪，其特征是：風(fēng)輪直徑大小根據(jù)年平均風(fēng)速不同、風(fēng)力機(jī)功率不同、旋轉(zhuǎn)扭力要求不同選擇匹配；葉片數(shù)取12-24片，優(yōu)選18片；可以在高速風(fēng)輪前或后或機(jī)身尾部等三個(gè)部位，選擇安裝1只或選擇安裝2只，共同作用增加高速風(fēng)力機(jī)主軸同方向旋轉(zhuǎn)力。

所述的傳動(dòng)軸齒，其特征是，當(dāng)?shù)惋L(fēng)速多葉式風(fēng)輪順風(fēng)式安裝在高速風(fēng)力機(jī)的機(jī)身尾部，多葉式風(fēng)輪軸伸入機(jī)身主軸位置，軸上傳動(dòng)齒輪和高速風(fēng)力機(jī)主軸齒輪齒合，多葉式風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)力傳動(dòng)高速風(fēng)力機(jī)主軸旋轉(zhuǎn)。

本發(fā)明的有益效果是：一臺(tái)高低風(fēng)速兼容的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組同時(shí)具有高速風(fēng)力發(fā)電和低速風(fēng)力發(fā)電的功能，可使小功率風(fēng)力機(jī)實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)發(fā)電。在低風(fēng)速條件下，可使高速風(fēng)力機(jī)增速運(yùn)營多發(fā)電，增加發(fā)電時(shí)間，擴(kuò)大風(fēng)能利用區(qū)域范圍，充分利用低風(fēng)速風(fēng)力資源，同時(shí)穩(wěn)定并網(wǎng)電壓、電流，具備低(零)電壓穿越能力，具有投資少、結(jié)構(gòu)簡單、增加發(fā)電量、提高經(jīng)濟(jì)效益、降低發(fā)電成本的效果。

實(shí)施例1：

以600KW級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)為例，原來風(fēng)場需年平均風(fēng)速大于6m/s，等效年利用小時(shí)數(shù)2000-2600小時(shí)，上網(wǎng)電價(jià)0.80-1元/qw.h。

取現(xiàn)有技術(shù)成熟的600KW低速齒輪箱半直驅(qū)機(jī)組一臺(tái)，在高速風(fēng)力機(jī)的風(fēng)輪前的主軸上安裝1只美國芝加哥720型風(fēng)車風(fēng)輪(風(fēng)輪直徑3.6m、18片葉片、工作風(fēng)速2m/s-20.8m/s)，迎風(fēng)式和高速風(fēng)力機(jī)的風(fēng)輪同步同向旋轉(zhuǎn)發(fā)電。

實(shí)施例2：

取現(xiàn)有技術(shù)成熟的1.5MW同步發(fā)電機(jī)無齒輪箱直驅(qū)機(jī)組一臺(tái)，在高速風(fēng)力機(jī)的風(fēng)輪前的主軸上安裝1只美國芝加哥720型風(fēng)車風(fēng)輪(風(fēng)輪直徑6m、18片葉片、工作風(fēng)速2m/s-20.8m/s)，同時(shí)在機(jī)身尾部安裝1只風(fēng)輪轂，風(fēng)輪轂上再安裝1只同樣規(guī)格的低風(fēng)速多葉式風(fēng)輪，風(fēng)輪軸伸入至高速風(fēng)力機(jī)主軸位置，由輪軸齒輪和高速風(fēng)力機(jī)主軸上安裝的齒輪齒合，形成機(jī)組前端1只多葉式風(fēng)輪、機(jī)身尾部1只多葉式風(fēng)輪、高速風(fēng)力機(jī)的原有1只風(fēng)輪共3只風(fēng)輪同時(shí)受風(fēng)旋轉(zhuǎn)高產(chǎn)發(fā)電。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明：

圖1是本發(fā)明的低風(fēng)速多葉式風(fēng)輪安裝在高速風(fēng)輪前端的主軸上示意圖。

圖2是本發(fā)明的2只低風(fēng)速多葉式風(fēng)輪分別安裝在高速風(fēng)輪前端的主軸上和機(jī)組尾部的示意圖。

圖3是本發(fā)明的低風(fēng)速多葉式風(fēng)輪的示意圖。

圖1所示：本發(fā)明的高低風(fēng)速兼容的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組由高速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(3)、低風(fēng)速多葉式風(fēng)輪(1)組成。其特征是：在高速風(fēng)力機(jī)(3)高速風(fēng)輪(2)前端的主軸(4)位置安裝1只低風(fēng)速多葉式風(fēng)輪(1)，低風(fēng)速時(shí)低風(fēng)速多葉式風(fēng)輪(1)旋轉(zhuǎn)力為高速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(3)增速，使高速風(fēng)力發(fā)電機(jī)(3)保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)、高產(chǎn)發(fā)電。

圖2所示：本發(fā)明的高低風(fēng)速兼容的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組由高速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(3)、低風(fēng)速多葉式風(fēng)輪(1)和傳動(dòng)軸齒(7)組成。其特征是：2只低風(fēng)速多葉式風(fēng)輪(1)分別安裝在高速風(fēng)輪(2)前端的主軸(4)上和機(jī)組尾部(5)，機(jī)組尾部(5)的多葉式風(fēng)輪軸(6)伸入機(jī)身主軸(4)位置，軸上傳動(dòng)軸齒(7)和高速風(fēng)力機(jī)(3)主軸齒輪齒合，前后2只多葉式風(fēng)輪(1)旋轉(zhuǎn)力傳動(dòng)高速風(fēng)力機(jī)(3)主軸(4)旋轉(zhuǎn)。