[實用新型]一種空中風力發電系統

有效

• 申請號: 201220450038.5
• 申請日: 2012-09-05
• 公開（公告）號: CN202867096U
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 陳國輝
• 申請（專利權）人: 陳國輝
• 主分類號: F03D9/00
• 分類號: F03D9/00;F03D1/00;F03D1/02;F03D7/04;F03D11/04
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

技術領域

本實用新型涉及風力發電系統，更具體地說，涉及一種空中風力發電系統。

背景技術

風能的大小與風速、離地高度和葉輪面積成正比，因此，目前的商業風力發電裝置皆使用水平軸風力發電機，這些水平軸風力發電機安裝在高塔上，配備有大跨度的葉輪。最新建造的風力發電裝置的整體高超過二百米，重量達二百多噸，建設成本高昂，而且發電更受制于季節、地域和聯網距離等的限制。一些海上的風力發電裝置的建造成本更是二三十倍于陸地上的建造成本。基于上述原因，很多風力發電裝置并沒有發揮應有的經濟效益，而大部份該享有風電的地區卻未能享用風電的好處。

目前的商業風力發電裝置只能在低空作業，由于低空的風速不穩定，所產生的電能不能直接上網，只能轉儲換為直流電能再通過逆變器輸出，轉換效率低，導致發電上網成本高。而在高空中，高空風具有風速大，分布廣，穩定性高，常年不斷等特點，因此，高空風力發電裝置已逐漸成為人們研究的熱點。

在一項美國專利US6781254B2中，公開了一種飛行發電裝置，該飛行發電裝置使用4個馬達驅動槳葉，從地面飛升到約4500米的預定作業高空。然后主體稍作向后傾斜，槳葉與迎面來的疾風遇上，馬達瞬間轉變為發電機發電。這中飛行發電裝置有日常維修難題，且設備成本昂貴，至今還沒有在商業上應用。

在另一項美國專利US7786610B2中，公開了另一種空中風力發電裝置，該空中風力發電裝置包括填充有氦氣的飛船，飛船前端有漏斗形開口，可以吸入強風，強風通過渦輪風機從后端窄口排出發電。這種空中風力發電裝置因經常需要補充漏走的氦氣，日常維護困難，不能有恒穩可靠的電力輸出。

在另一項美國專利US733500中，公開了另一種空中風力發電裝置，該空中風力發電裝置使用一個充滿氦氣的氣囊，利用氦氣浮升力把發電機提升至約300米的空中。然后氣囊繞水平軸翻滾，驅動懸掛在氣囊兩側的發電機發電。氣囊用繩纜牽系至地面定位，使用電纜把電能傳輸至地面。這種空中風力發電裝置同樣面臨氦氣泄漏的問題，而且單氣囊不會很輕易便在空中正面迎風運作，此外，氣囊及懸掛發電機的結構復雜，要使用多條繩纜牽系到地面定位。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種空中風力發電系統，該空中風力發電系統包括：

多個浮力翼傘，所述多個浮力翼傘從上到下依次相連形成浮力翼傘串；

至少一個發電翼傘，所述發電翼傘懸掛于所述浮力翼傘串的下方，所述發電翼傘內設置有渦輪發電機；

發電機艙，所述發電機艙懸掛于所述發電翼傘的下方；

兩個氣囊，兩個所述氣囊分別位于所述發電機艙的兩邊并與所述發電機艙相連，所述氣囊驅動所述發電機艙的發電機發電；

多個風標旋轉槳葉，所述多個風標旋轉槳葉依次相連形成風標旋轉槳葉串，所述風標旋轉槳葉串與所述發電機艙相連并驅使所述發電機艙內的發電機發電；

所述浮力翼傘串提供浮升力使所述發電翼傘、發電機艙、氣囊和風標旋轉槳葉懸浮在空中。

在本實用新型所述的空中風力發電系統中，所述氣囊內填充有空氣，所述氣囊通過可伸縮轉軸與所述發電機艙的發電機相連，所述氣囊的外表面具有使所述氣囊迎風繞所述可伸縮轉軸旋轉的葉瓣。

在本實用新型所述的空中風力發電系統中，所述氣囊迎風繞所述可伸縮軸做逆時針轉動。

在本實用新型所述的空中風力發電系統中，所述氣囊上安裝有自動充氣泵，所述自動充氣泵用于向所述氣囊內補充空氣并控制所述氣囊的體積。

在本實用新型所述的空中風力發電系統中，所述發電翼傘通過纜繩懸掛于所述浮力翼傘串的下方，所述發電機艙通過纜繩懸掛于所述發電翼傘的下方。

在本實用新型所述的空中風力發電系統中，多個所述風標旋轉槳葉通過連桿串連形成所述風標旋轉槳葉串，所述連桿與所述發電機艙內的發電機相連，所述風標旋轉槳葉串用于控制所述發電機艙的方向以使所述氣囊的軸線與氣流方向垂直。

在本實用新型所述的空中風力發電系統中，所述風標旋轉槳葉包括前端口寬后端口窄的筒體、位于筒體軸線上的中軸、以及位于筒體的內表面和外表面上的斜葉瓣，氣流經過所述風標旋轉槳葉時，所述斜葉瓣使所述筒體繞中軸旋轉。

在本實用新型所述的空中風力發電系統中，所述發電翼傘具有寬大的開口端，多個所述渦輪發電機設置在所述發電翼傘內部的下側位置，所述發電翼傘下部設置有與所述渦輪發電機對應的排氣孔，氣流由所述開口端進入到所述發電翼傘內并經過所述渦輪發電機后由所述排氣孔排出。