[實用新型]高空風箏發電裝置

有效

• 申請號: 201220617951.X
• 申請日: 2012-11-21
• 公開（公告）號: CN202971044U
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 戴堅
• 申請（專利權）人: 戴寧;戴堅
• 主分類號: F03D9/00
• 分類號: F03D9/00;F03D5/00;F03D7/00
• 代理公司: 北京馳納智財知識產權代理事務所(普通合伙) 11367
• 代理人: 謝亮;唐與芬

技術領域

本實用新型屬于風能利用技術領域，涉及一種發電裝置，具體涉及一種高空風箏發電裝置。

背景技術

高空風能是人類迄今基本上沒有開發利用的新能源，這是一種儲量豐富、分布廣泛的可再生清潔能源。有研究指出：高空中蘊藏的風能超過人類社會總需能源的100多倍。其中，高空的風能與風速的立方成正比，一般來說風速增加1倍，風能增加8倍，因此高空風能可高出地面上的數倍、十數倍、數十倍乃至成百上千倍。在高空位置達到較為理想的情況下，高空風電的理論發電時間可以超過全年時間的95%，年發電時間可高達8200小時以上。因此，采集高空風能發電可以獲得高穩定性、低發電成本的風電，這是高空風電的顯著特點之一，也是高空風電相比常規風電的最顯著優勢之一。

當前高空風能發電主要有以下幾種方式：一是制作大型風箏攜帶螺旋槳、發電機升入高空并使用電纜將發電機產生的電能輸送到地面。在這種方法中，風箏需要拖曳大量的電纜和發電機、螺旋槳等設備，因而具有負重較大、升空高度有限、能量轉化效率低的缺陷，而且發電設備在高空不利于維護；二是將發電機置于地面，使用高空風箏的線纜帶動發電機的轉子發電，并且在地面安裝卷揚機用于在高空風箏下降時回收線纜，但是這種方法只能在風箏上升階段產生電能，并且需要消耗能源驅動卷揚機回收風箏，因此風能利用率較低；此外，國外研究人員還提出利用多組連接在支架上的風箏拉動地面上的圓盤轉動，通過電動卷揚機來控制風箏拉線的收放，實現空中風箏發電，但是這種方式結構復雜、工藝成本高，而且多組風箏一起放飛并不容易控制進而產生纏繞現象。針對上述問題，專利號為ZL201020105122.4的中國實用新型專利公布了一種減少電纜拖曳耗能、大幅增加風能轉換效率的高空風箏發電機，盡管其實現了在高空風箏運行任何階段都能產生電能，然而風箏直線上下移動的方式還沒有完全徹底地改善能量轉化效率不足夠高的問題，此外雙線風箏在高空復雜氣流條件下可能出現相互纏繞的問題。

發明內容

為彌補現有技術的缺陷，本實用新型旨在設計一種高空風箏發電裝置，其特點是結構簡單、工藝成本低、連續做功成本低、有效提高風能利用率，解決背景技術中存在的上述問題。

為實現上述目的，本實用新型是通過如下技術方案來實現的：提供了一種高空風箏發電裝置，其包括地面發電裝置和一對高空風箏，地面發電裝置包括操作臺及設在操作臺上的發電機，所述高空風箏由線纜拖曳，線纜與發電機轉子聯動，當高空風箏上下往復移動時，由線纜帶動發電機轉子轉動進行發電。此外，還設有防纏繞裝置，其包括高空風箏位置監控裝置、地面控制裝置和電控裝置，高空風箏位置監控裝置安裝在高空風箏上，電控裝置包括與高空風箏連接的飛行姿態調節裝置以及安裝在操作臺上的底盤控制裝置。

優選的是，地面控制裝置包括信號接收裝置、計算單元以及控制信號發射裝置，其中信號接收裝置接收來自于高空風箏位置監控裝置發射的高空風箏位置信息，控制信號發射裝置將計算單元計算獲得的控制指令發送給電控裝置，分別對高空風箏的飛行姿態及操作臺的底盤進行控制。

在上述任一方案中可選的是，操作臺設置在水平面上。

可選的是，操作臺與水平面呈30—60度的傾角，例如，33°、35°、38°、40°、43°、45°、48°、50°、53°、55°、58°等。

在上述任一方案中優選的是，高空風箏位置監控裝置為GPS定位裝置、多普勒寬頻雷達或者激光雷達。

在上述任一方案中優選的是，所述飛行姿態調節裝置通過控制線與高空風箏連接，飛行姿態調節裝置接收來自地面控制裝置的控制信號，對高空風箏的飛行姿態進行調整。

在上述任一方案中優選的是，控制線為四根，前端兩根控制線穿過飛行姿態調節裝置實現聯動；后端兩根控制線也通過該飛行姿態調節裝置，所述飛行姿態調節裝置可以伸長或縮緊該后端控制線。

在上述任一方案中優選的是，所述飛行姿態調節裝置為伺服電機，也可以是步進電機、普通電機或是鎖機。

在上述任一方案中優選的是，與地面控制裝置連接有雷達裝置，該雷達裝置配置地用于測定以地面為基準面垂直向上每五米高度的實時風速，并將測定的風速信息傳輸給地面控制裝置。

???????在上述任一方案中優選的是，雷達裝置是多普勒寬頻雷達或者激光雷達。