[發明專利]一種高速移動式風能發電機組

無效

• 申請號: 201410016792.1
• 申請日: 2014-01-15
• 公開（公告）號: CN103711649A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 匡仲平
• 申請（專利權）人: 匡仲平
• 主分類號: F03D9/00
• 分類號: F03D9/00;F03D9/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及風能發電機組系統、交通運輸裝備制造業能源結構配置調整及節能高效環保等技術設備設施的改進創新。

背景技術

目前常規風力發電機是利用天然風能發電的，而現有風力發電機組是將天然風能轉化為電能的機械。即機組風輪槳葉利用其具備的良好空氣動力外形，在氣流作用下產生空氣動力使風輪旋轉，將天然風能轉換成機械能，再通過機械齒輪箱增速驅動發電機，將機械能轉換為電能。其缺陷是：

(1)、由于自然界風速和風向經常變動，風速對風力發電的工況影響很大，天然風能的大小也經常變動。

(2)、風能密度小、風輪尺寸大。同樣流速下，風能密度僅為水能密度的1/816。為得到相同的發電容量，天然風電機組的風輪尺寸比相應的水輪機大幾十倍。

(3)、風能不能儲存。單機獨立運行的天然風電機組，必須配備相應的儲能裝置作為蓄電池充電，再通過逆變器轉換成交流電，向終端電器供電。

(4)、風車效率低。根據貝茲極限公式運算，其最大理論效率為59.3/％，風車漿葉只能獲得最大功率的70％，加上軸承、齒輪、發電機等摩擦，天然風電機組風輪的效率僅為40％。

(5)、造價昂貴。天然風能發電單位造價是燃煤電廠的2.5倍左右，每千瓦裝機容量投資成本為9000元左右，發電成本為0.5～0.65元/kmh，是煤電成本的2倍左右，與常規電力(煤電、水電)相比，不具有競爭力。

(6)、天然風電建設需占用大面積土地，旋轉的巨大風機葉片可能影響鳥類，在靠近居民區的地方可能產生噪音污染。

發明內容

本發明通過載體高速運行，將空氣阻力轉換為空氣動力，實現以發電量遠遠大于用電量的能耗將高速移動風能與風能發電機實施技術整合，以高速移動風能替代天然風能，實現高速移動風能與電能循環互動互換，持續做功發電并發電做功。

技術方案

本發明通過將汽車、火車、飛機、高速船舶等交通運輸及航空航天運載工具載體在高速運行時產生的強大空氣阻力，轉化為空氣動力，驅動單組或多組鼓風機風扇葉片逆向旋轉做功，產生相應功率機械動能，再通過機械齒輪箱增速驅動或帶動發電機轉子磁極的磁力線切割定子繞組產生電動勢而發電，生產出相應功率電壓電量電能。將生產的電能，輸送給配備相應儲能裝置的蓄電池充電，再通過逆變器轉換成交流電，其中絕大部分作為發電用電動高壓鼓風機的發電補償電能，向終端用戶高速運行中的交通工具上的電動機組供電用于驅動交通運輸工具繼續高速運行。剩余部分繼續用于驅動風扇葉片做功產生大功率超大功率機械能和高壓風能做功發電的用電負載補償，實現以發電量遠遠大于用電量的能耗將高速移動風能與風能發電機實施技術整合，以高速移動風能替代天然風能，實現動能風能循環互動互換，持續做功發電并發電做功。

技術原理

本發明是借助于單組或多組高速移動高壓風能，通過單組或多組大功率超大功率鼓風機機械動能帶動發電機轉子磁極的磁力線切割定子繞組產生電動勢而發電的。它是由高壓風能的能量轉換成大功率超大功率機械動能，再通過機械齒輪箱增速驅動或帶動發電機運轉產生高壓超高壓電能的。是通過機械能轉換成電能的。是應用電磁感應原理，即轉子與定子間正負磁極相互摩擦作用來產生電能的。因此，其用電負載補償的電流有效值、發電補償電能的功率因數、發電機的能耗比等遠遠優于天然風能發電機組。

由于發電機在高速運轉工況下，轉子與定子間的摩擦阻力和機械軸承、齒輪的摩擦阻力極其有限、微乎其微，這就使轉子高速運轉做功所需的驅動力動能也相對有限，而有限的驅動力動能僅需相應有限的電動風能，就可以通過機械動能帶動發電機轉子磁極的磁力線切割定子繞組產生電動勢而發電。實現以發電量遠遠大于用電量的能耗比值，循環往復、以至無窮的風力電力能量互動轉換，驅動風電機組持續做功發電并發電做功，從而以高速移動風能替代天然風能。

有益效果

本發明可將龐大繁鎖地輸變電網絡電網系統化整為零、條塊分割，不僅極大程度上降低、減少因遠距離超遠距離輸送電流導致地電能損耗，還可能大幅削減建設高壓超高壓輸變電線路設施、光伏電站、核電站、天然風力電站、燃煤電站等設備設施，必然產生地巨額工程投資。