[實用新型]全天候式風力發電系統

有效

• 申請號: 201320127723.9
• 申請日: 2013-03-20
• 公開（公告）號: CN203248319U
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 徐婕;孫紅鶯
• 申請（專利權）人: 杭州師范大學
• 主分類號: F03D9/00
• 分類號: F03D9/00;F03D11/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

技術領域

本實用新型涉及一種全天候式風力發電系統。

背景技術

目前的風力發電設備都以風車為基礎，佇立于空曠風大的地域，功率在幾百至幾千千瓦之間，當使用多臺機組聯網工作時能提供較大的電力輸出。其優點是系統遠比常規發電廠簡單。

由于現有系統受風力的空間、時間分布、風向、風速變化等影響,很難獲得穩定的電力輸出。當前風力發電尚存在如下一些技術問題:

1、風力發電機主要是水平軸式,風輪垂直安裝,而且直徑很大，一個陣列需要占用很大的土地面積；

2、風能利用率低，在風速過高時,出于安全考慮需關閉風力發電機，一般年利用小時僅200—3000小時左右,遠低于水電；

3、在現有技術條件下,葉片長度、塔架高度、風速范圍都有一定限制,致使單機只能達到幾兆瓦(MW)的功率水平。

發明內容

為了克服現有的風能發電機占地面積大、風能利用率低等缺點，本實用新型提供一種全天候式風力發電系統。

本實用新型采用的技術方案是：

全天候式風力發電系統，其特征在于：包括喇叭形風能收集器、用于沉積沙塵的沉積室、傳輸管、單向閥、儲壓室、汽輪發電機組和用于分配氣流進入多臺汽輪發電機組的分流管，所述喇叭形風能收集器設置在盛行風道上且大口正向迎風，所述沉積室位于喇叭形風能收集器后端，所述傳輸管布置于所述沉積室前方且與所述風能收集器尾部管道相通，所述傳輸管內安裝所述單向閥，所述儲壓室的一側與所述傳輸管相連，另一側通過多個所述分流管與所述汽輪發電機組連接。

進一步，所述分流管上設置有用于控制進入所述汽輪發電機組的流量的節流閥。

進一步，所述喇叭形風能收集器的縱截面為雙曲線母線構成的光滑曲面，可依據地形做成整圓形或非整圓形。

進一步，所述喇叭形風能收集器的個數可以是一個或多個。

進一步，所述沉積室為一個帶有下陷腔室的迷宮式空腔，所述空腔內設置有隔板，所述隔板橫向交錯設置構成S形的風流通道。

進一步，所述傳輸管為內壁光滑的管狀體，采用金屬管道或鋼筋水泥結構制成。

進一步，所述單向閥由多組具有單向通過特性的閥門并列構成。

進一步，所述的儲壓室包括單個或多個罐狀體。

本實用新型所述喇叭形風能收集器可依據山體構建，其形式類似于大型公路隧道，應選擇常年具有較大盛行風的地域構建,也可由多個隧道并聯構成，其縱剖面采用雙曲線輪廓可使風力在管道內流動聚焦時的能量損失最?。凰龀练e室為一個帶有下陷腔室的大型迷宮式空腔，它利用沙塵運動慣性較空氣大的原理將沙塵收集于空腔內起到凈化空氣的作用；所述傳輸管為大型內壁光滑的管狀體，可以采用金屬管道或鋼筋水泥結構建造；所述儲壓室為一大型容器，其作用類似于蓄水池，能夠穩定輸出至汽輪發電機組的風壓和流速，應具備相應的耐壓能力和與工作流量相匹配的容積；所述單向閥為一組具有單向通過特性的閥門，只允許風進入儲壓室而不會反向泄漏；所述分流管是由儲壓室通向各汽輪發電機組的管道，可通過其上安裝的節流閥控制或關閉流向汽輪發電機組的工作氣流，進而控制汽輪發電機組的工作狀態。

本實用新型由于采用了雙曲線輪廓的喇叭形風能收集器，并通過單向閥導入儲壓室，所收集的風能可以通過分流管進行遠距離輸送，使風能發電裝置有可能采用高效成熟的汽輪發電機組來實現；儲壓室和分流管的配置可使系統在寬闊的風速范圍內正常工作，解決了高風速時風能無法利用的問題。

按本實用新型所構建的風力發電系統，其喇叭形風能收集器可以布置于常年具有較大盛行風的區域，而發電機組則可以布置于環境相對較好有利于并網輸電的地方，通過對分流管上節流閥的調節可以方便的根據風力大小調節發電量，使發電裝置能適應很寬的風速范圍，大幅度提高風能的利用率。

本實用新型的工作原理是：

當風能流入喇叭形風能收集器后，由于其面積的收縮，流速隨之加大，其規律符合流體的連續性理論，即流過截面積S的流體與其流速V之間有如下關系:

S₁×V₁=S₂×V₂