[發明專利]風力發電設備

有效

• 申請號: 201680051936.4
• 申請日: 2016-08-31
• 公開（公告）號: CN108026896B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 鈴木政彥
• 申請（專利權）人: NTN株式會社
• 主分類號: F03D7/04
• 分類號: F03D7/04;F03D3/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 高源;王艷江

本發明提供一種風力發電設備，該風力發電設備能夠在低風速下通過使風輪的轉速加速來大幅提高發電效率。控制裝置4重復以下過程：當風速檢測器17檢測到預定平均風速時，通過切換裝置9將動力再生型馬達3切換至馬達模式；使風輪2加速直至轉速檢測器20檢測到風輪2的周緣速度或轉速已經達到特定值為止；此后，通過切換裝置9將動力再生型馬達3切換至發電機模式以發電；以及當風速檢測器17再次檢測到預定平均風速時通過切換裝置9再次將動力再生型馬達3切換至馬達模式并使風輪2加速。

技術領域

本發明涉及即使在低風速下也能夠提高發電效率的風力發電設備。

背景技術

通常地，風力發電設備具有大量的機械損耗，并且在低風速的情況下，風輪由于發電機的齒槽扭矩而難以平穩地旋轉，使得風力發電設備的發電效率較低。

為了解決這個問題，本發明的發明人開發了一種配備帶有升力式葉片的風力渦輪機的垂直軸風力發電設備(例如，參閱專利文獻1和專利文獻2)。

專利文獻1和專利文獻2中所描述的垂直軸風力發電設備包括風輪，該風輪具有以垂直主軸為中心彼此對置的一對垂直長形的升力式葉片，通過在升力式葉片中的每一者的上、下端部處形成指向垂直主軸方向的向內傾斜的部分，在垂直方向沿著葉片內表面擴散的氣流被該向內傾斜部分接納，使得風輪的旋轉力增大并且升力(推力)提高，由此使得即使在低風速下風輪也能夠有效地旋轉并可以增加發電效率。

發明內容

【現有技術文獻】

【專利文獻】

【專利文獻1】日本專利公報No.4907073

【專利文獻2】日本特開專利公報No.2011-169292

【發明內容】

【本發明要解決的問題】

對于上述專利文獻中公開的垂直軸風力渦輪機而言，風力渦輪機的啟動性能已經得到改善，例如，使得風輪即使在約1m/s至1.5m/s的輕微風速下也能夠啟動旋轉并且即使在約2m/s的低平均風速下也能夠有效地發電。

此外，存在下述特征：即當風輪的周緣速度或轉速達到一定值時，由于產生于風力渦輪機的葉片的升力增大并通過柯恩達效應使葉片的旋轉加速，而且也幾乎不會發生由發電負載引起的風輪失速，所以發電效率得到提高。

然而，由于風向總是變化，所以適于風力渦輪機的風速不會持續很長時間。因此，考慮到如果可以將在低風速下旋轉的風輪的轉速加速至風輪能夠通過其自身的力進行有效加速的恒定速度，則可以進一步提高發電效率。

鑒于上述問題，本發明的目的是提供一種風力發電設備，該風力發電設備在低風速下能夠通過將風輪的轉速加速至預定速度來大幅增加發電效率。

【解決問題的方法】

根據本發明的風力發電設備，上述問題解決如下。

(1)一種風力發電設備，包括：

風力渦輪機，該風力渦輪機具有配備有多個葉片的風輪；

動力再生型馬達，該動力再生型馬達連接至風輪的主軸并且能夠在發電機模式與馬達模式之間切換；

轉速檢測器，該轉速檢測器用于檢測風輪的周緣速度或轉速；

風速檢測器，該風速檢測器用于檢測朝向風輪的平均風速；

切換裝置，該切換裝置能夠選擇性地將動力再生型馬達切換至發電機模式或馬達模式；以及

控制裝置，該控制裝置用于控制風力渦輪機的轉速，

其中，該控制裝置被配置為重復地執行以下過程：