[發明專利]一種隧道內微型風力發電利用系統

在審

• 申請號: 201510304866.6
• 申請日: 2015-06-05
• 公開（公告）號: CN104895746A
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發明（設計）人: 曲宏偉;徐志明
• 申請（專利權）人: 東北電力大學
• 主分類號: F03D9/02
• 分類號: F03D9/02
• 代理公司: 吉林市達利專利事務所 22102
• 代理人: 陳傳林

技術領域

本發明屬于微型風力機領域，具體地說，是一種隧道內微型風力發電利用系統。

背景技術

隨著能源與環境壓力增加，清潔和可再生能源愈來愈受到重視。在各種綠色能源中，風能是前景潛力巨大的可再生能源之一。目前安裝的風力發電系統大多是MW級與電網互聯的大型風機系統，該技術經過不斷的完善已日臻成熟。除了大規模風場之外可以利用的風資源開發還很不夠，許多風資源沒有得到利用。迄今為止，未見有關收集高速機車通過隧道時產生的風能、將風能轉換為電能，再進行利用的文獻報道和實際應用。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是，為實現特定目的，對現有技術單一功能元器件進行有機地組合創新，通過組合使單一功能元器件相互協同，發揮綜合功能，提供一種通過對隧道內機車經過時產生的推動風加以利用系統，其結構簡單，安裝方便，綠色環保，經濟實用，既能充分發揮風力發電的優勢，又能使照明與電能消耗之間的矛盾得到解決。

解決其技術問題采用的方案是，一種隧道內微型風力發電利用系統，其特征是，它包括：能夠在機車經過隧道時，收集由于機車高速運行所產生推動風的集流罩，所述集流罩風壓作用于垂直軸風力機的葉片處，所述葉片將產生的扭矩傳遞給發電機，所述發電機與控制器電連接，控制器與蓄電池輸入端電連接，蓄電池的輸出端分別與分控器的輸入端和外部供電系統的輸入端電連接，分控器的輸出端與直流負載電連接，分控器的輸出端通過逆變器與交流負載電連接。

所述集流罩呈喇叭口狀，能高效率吸收推動風。

所述垂直軸風力機的葉片采用薩窩紐斯式葉片。

所述控制器為能夠卸掉多余電能，防止蓄電池過充電的泄荷器。

本發明的一種隧道內微型風力發電利用系統的有益效果是：

1.用于風機的集流罩結構平滑，接近于流線型，所述集流罩呈喇叭口狀，有利于氣流流入和加速，經過所述集流罩后的氣流，其氣壓降小，且氣流均勻不易產生紊流，故所述出口氣流對葉片擾動較小，解決了現有技術存在的低風速轉動效率低以及風機性能差的技術問題；

2.薩窩紐斯式葉片的啟動風速小，風能利用率高，占地面積小，風力發電機部分安裝在隧道地基上，節省空間并便于維修；

3.有火車經過的隧道內，機車雙向穿行，且各側運行方向不變，這使集風罩朝向不變，無需設置轉向裝置，利用其經過時的推動風發電是能量創新利用的新舉措；

4.所述隧道內機車定時定速經過，所述垂直軸葉片及與之匹配的發電機和蓄電池參數變化范圍很小，所述供給負載的電量比較穩定，與室外風機受風速變化參數影響大情況相比，本發明解決了大參數變化對風機性能影響大的問題，系統運行平穩且應用率高；

5.利用推動風提供動力推動垂直軸葉片旋轉產生電能供隧道內照明，避免了外部停電時影響隧道內照明問題，系統智能化程度高且節能環保；

6.?其結構簡單，成本低廉，安裝方便，綠色環保，經濟實用。

附圖說明

圖1為集流罩擺放位置示意圖；

圖2為發明的結構原理示意圖。

圖中：1集流罩，2薩窩紐斯式風力機葉片，3風力發電機，4控制器，5蓄電池，6分控器，7逆變器，8交流負載，9直流負載，即照明系統，10外部供電系統，11機車。

具體實施方式

下面結合附圖實施例，對本發明的具體實施方式作進一步詳細描述。

如圖1所示，以機車11以120公里/小時速度經過隧道時為例，其產生推動風經過集流罩1進行收集并加速。其推動風速達到10-20m/s，能夠滿足垂直軸風力發電機發電要求。