[發(fā)明專利]一種三維立體聚能風道垂直軸大功率高效風力發(fā)電系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2017-11-20
• 公開（公告）號: CN107740749A
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發(fā)明（設計）人: 朱安心
• 申請（專利權）人: 唐克碧
• 主分類號: F03D9/25
• 分類號: F03D9/25;F03D9/35;F03D3/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種風力發(fā)電模式的改進，特別涉及一種裝機容量大、占地面積小、發(fā)電效率高的三維立體聚能風道垂直軸大功率高效風力發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術

風力發(fā)電系統(tǒng)作為將風力轉化為旋轉力而生產電的技術，是將風能轉化為機械能并驅動發(fā)電機而生產電的系統(tǒng)。中國國家電網統(tǒng)計全球清潔能源市場有50萬億美元的市場份額。

發(fā)展中高空風力發(fā)電具有強大的優(yōu)勢，中高空人類力所能及的三維空間所蘊藏電能可供地球人類現(xiàn)在所需電能的100倍之多，并且“水平軸”模式發(fā)電遠遠不能滿足人類對電力需求。

風力發(fā)電系統(tǒng)一般分為水平軸風力發(fā)電和垂直軸風力發(fā)電。水平軸風力發(fā)電效率高，但是受高度影響很大；垂直軸風力發(fā)電雖然受風向影響不大，但是與水平軸相比效率不高。因此，在垂直軸風力發(fā)電中，如何提高其發(fā)電效率，是急需解決的問題。

傳統(tǒng)的垂直軸風力發(fā)電機機組為桅桿結構，通過一個長立桿將風力發(fā)電機舉高到空中，為了保持長立桿在強風作用下還具有足夠的強度，往往還需要在長立桿頂端和地面之間用數(shù)條與地面傾斜的鋼纜加固。如果應用小型風力發(fā)電機來獲取較高的發(fā)電功率時，就需要安裝較多的小型風力發(fā)電機以增加總的風力發(fā)電機風輪掃風面積。為了減少風力發(fā)電機之間在風場中的互相干擾，還需要使他們之間具有適當?shù)拈g隔，占地面積很大。

發(fā)明內容

本發(fā)明主要解決的技術問題是提供一種新的風力發(fā)電模式,裝機容量大、占地面積小、發(fā)電效率高的三維立體聚能風道垂直軸大功率高效風力發(fā)電系統(tǒng)。

為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：一種三維立體聚能風道垂直軸大功率高效風力發(fā)電系統(tǒng)，包括：垂直設置的圓柱形聚風塔；所述聚風塔內垂直方向上設有多層平臺；每層平臺上均設有核心區(qū)風力發(fā)電機組和環(huán)形區(qū)風力發(fā)電機組；所述核心區(qū)風力發(fā)電機組設置在環(huán)形區(qū)風力發(fā)電機組中心區(qū)；所述核心區(qū)風力發(fā)電機組與環(huán)形區(qū)風力發(fā)電機組之間設有環(huán)形風道導流承重墻；所述核心區(qū)風力發(fā)電機組包括：多個風力發(fā)電機組；所述風力發(fā)電機組外圍設有核心區(qū)氣流導流室；所述核心區(qū)氣流導流室外部設有核心區(qū)承重導風墻；所述風力發(fā)電機與風力發(fā)電機組之間設有多個核心區(qū)承重導風墻；所述核心區(qū)承重導風墻與核心區(qū)承重導風墻相交形成多個平行四邊形的第一風道；所述風力發(fā)電機組設置在第一風道的角上；所述環(huán)形區(qū)風力發(fā)電機組包括：呈環(huán)形均勻分布的多個主風道承重墻；所述主風道承重墻之間形成第二風道；所述第二風道靠近外部的一端設有呈由內向外呈喇叭口狀的進風口；所述進風口既是聚能腔，也是消能腔；所述第二風道內設有兩個前后設置的垂直軸大功率發(fā)電機組；所述靠近聚能腔的垂直軸大功率發(fā)電機組的一端設有進風口擋風板，另一端與后方的垂直軸大功率發(fā)電機組之間設有環(huán)形區(qū)隔離承重墻；所述環(huán)形區(qū)隔離承重墻將兩個垂直軸大功率發(fā)電機組和第二風道一分為二；所述后方的垂直軸大功率發(fā)電機組的另一端設有出風口擋風板。

優(yōu)選的，所述垂直軸大功率發(fā)電機組的前端和后端均設有環(huán)形區(qū)隔離承重墻；所述環(huán)形區(qū)隔離承重墻將第二風道一分為二，使得左側風道成為第一進風風道，右側風道成為第一出風風道；所述垂直軸大功率發(fā)電機組包括：風力渦輪機；所述風力渦輪機通過風力渦輪機帆板組成環(huán)形；所述風力渦輪機中間設有環(huán)形分布的發(fā)電模塊；所述發(fā)電模塊的中間設有中央承重導流墻，位于中央承重導流墻的兩側設有半月形導流承重墻；所述半月形導流承重墻與中央承重導流墻之間形成兩個內部風道；靠左的內部風道為第二進風風道，靠右的內部風道為第二出風風道；所述第二進風風道與第一進風風道相通；所述第一出風風道與第二出風風道相通；所述第二進風風道和第二出風風道的出風口均設有弧形導流墻。

優(yōu)選的，所述第一進風風道和第一出風風道在垂直軸大功率發(fā)電機組處呈半圓弧形。

優(yōu)選的，所述聚風塔的頂端設有光伏發(fā)電系統(tǒng)。

優(yōu)選的，所述聚風塔的頂端設有雨水收集系統(tǒng)；所述雨水收集系統(tǒng)設置在光伏發(fā)電系統(tǒng)的下方。

優(yōu)選的，所述主風道承重墻內部還設有控制室和電梯。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明所述的一種三維立體聚能風道垂直軸大功率高效風力發(fā)電系統(tǒng)，新的風力發(fā)電模式,裝機容量大，占地面積小，發(fā)電效率高，且使用壽命長，具有廣泛的應用前景；利用高空空間的強勁風力和年長風時，也可在高原和高山使用；同時，采用喇叭口狀的進風口，由于狹管效應，風從進風口進入后，氣流經快速升級、升壓、提高風速和空氣密度；第一進風風道和第一出風風道在垂直軸大功率發(fā)電機組處呈半圓弧形，可以使來風僅從環(huán)形的一側穿過，另一側沒有風，因而不會產生反面旋翼渦流的牽扯反作用力，進而可以提高發(fā)電效率。

附圖說明