[實用新型]風力轉化為機械能儲能裝置

有效

• 申請號: 201320640147.8
• 申請日: 2013-10-17
• 公開（公告）號: CN203532167U
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 李同強;黃亮;楊靜;王粵
• 申請（專利權）人: 李同強
• 主分類號: F03D9/02
• 分類號: F03D9/02;F03D3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種風力發電裝置，尤其涉及一種風力轉化為機械能儲能裝置。?

背景技術

在各種分布式發電技術中，風力發電作為一種安全可靠的清潔能源，受到了各國能源界的青睞。20世紀90年代初以來，風力發電的發展十分迅速，世界風電裝機容量的年平均增長率超過了30%。據估計，世界風電機組的裝機容量到2020年將會達到12.45億kW，占到世界電力消費量的12%。因此，風能將是21世紀最有發展前景的綠色能源，是人類社會可持續發展的主要新動力源。中國是繼美國之后世界第二大能源消費國，而中國的煤炭資源卻十分貧乏。發展中國的風力發電事業，對于保持中國經濟的發展勢頭、對于保護環境、減低煤炭資源消耗速度有著十分明顯的經濟、戰略和社會意義。?

?風力發電是利用風能來發電，而風力發電機組是將風能轉化為電能的機械。風輪是風電機組最主要的部件，由槳葉和輪轂組成。槳葉具有良好的動力外形，在氣流的作用下能產生空氣動力是風輪旋轉，將風能轉化為機械能，再通過齒輪箱增速驅動發電機，將機械能轉化電能。然后在依據具體要求需要，通過適當的變換將其存儲為化學能或者并網或者直接為負載供電。?

由此可見，儲能技術在風力發電系統中具有重要的作用，表現在:?

在獨立運行風力發電系統中(風力發電機組獨立向負荷供電)，由于風速的變化具有隨機性，而風機所捕獲的功率與風速的二次方成正比。因此，風速小的變化將引起風電機組輸出功率的較大變化，采用風電機組直接向負荷供電時，風電機組的輸出電壓和頻率都將是不穩定的，供電電能質量無法保證。又由于風速的變化具有間歇性的特點，當風速較低時，風電機組根本無法向負荷供電，使得供電的可靠性也難以保證。為此，獨立運行風電系統中通常都必須配備一定的儲能單元。儲能單元能夠在風能較充足時，將風電機組盈余的電能儲存起來，當風能不足時，將儲能裝置中儲存的能量釋放出來給負荷供電，當風速較低導致風電機組不能正常工作時，由儲能單元單獨向負荷供電。采用這種方法，就可以實現對風電輸出功率的有效緩沖，不僅可以提高風能的利用效率，而且提高了風電機組向負荷供電的可靠性。

目前實際運行的風力發電系統中，儲能單元通常選擇蓄電池儲能。在風力發電系統中，蓄電池的投資非常大，根據資料顯示，蓄電池儲能設備的投資占到了風電系統投資的1?/3左右。然而蓄電池體積龐大且昂貴，其壽命又往往較短，通常僅為風機壽命的1/2，同時，蓄電池的充放電對溫度比較敏感，頻繁充放電時的故障率非常高，因此導致運行維護困難。此外，蓄電池報廢后也會對周圍環境產生污染。?

實用新型內容

本實用新型通過機械能儲能單元，利用物理方法實現風能儲能，突破了化學電池的局限，提供了一種高效、節能、環保的風力轉化為機械能儲能裝置。并擺脫了傳統風力發電輸出功率隨風力大小變化不穩，輸出不能按照電力需求供給的弊端。?

為了解決上述技術問題，本實用新型通過下述技術方案得以解決：?

????一種風力轉化為機械能儲能裝置，包括：風機，所述風機為垂直軸風機，帶有葉片和轉子；所述的葉片和轉子機械連接；空氣推力軸承，位于風機下方，連接并支撐風機；發電機，其由該轉子進行驅動；電力轉換器，其與該發電機電連接，并且控制從所述發電機向電力系統輸出的電力；還包括運動機械能儲存單元，所述運動機械能儲存單元連接風機和發電機，進而通過發電機連接到電力轉換器。

????針對以上技術方案的進一步改進，所述的運動機械能儲存單元，它包括機座、控制器和變速箱，還包括主動軸，主動軸通過第一離合器與變速箱連接，在主動軸上還通過若干個第二離合器并聯安裝有若干個內設平面蝸卷彈簧的儲能裝置。?

????針對以上技術方案的進一步改進，所述儲能裝置包括從動軸、平面蝸卷彈簧和儲能筒，以及由1個太陽輪、3個行星輪、1個齒圈構成的行星齒輪機構；所述太陽輪與從動軸固接；儲能筒設置在齒圈外側并作為行星架支撐3個行星輪；3個行星輪的行星軸在進入儲能筒內的位置上各設置一根或并聯多根平面蝸卷彈簧；平面蝸卷彈簧一端與行星軸連接，另一端連接儲能筒；主動軸從從動軸的內部通過，從動軸的一端和主動軸通過第二離合器連接。?

????針對以上技術方案的進一步改進，在所述每個儲能裝置上設置一個在該儲能裝置儲能到一定量后自動連接下一個儲能裝置使其開始工作的連動控制裝置。?