[實(shí)用新型]一種基于單片機(jī)的可調(diào)速垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201820918089.3
• 申請(qǐng)日: 2018-06-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN208816274U
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧金冬;田莉;高兆;徐正中;王帥帥;戴航
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)金城學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): F03D9/11
• 分類(lèi)號(hào): F03D9/11;F03D7/06;F03D13/20
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于單片機(jī)的可調(diào)速垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括雙層基體、遮風(fēng)罩、異形扇葉、盤(pán)式發(fā)電機(jī)、吊裝機(jī)構(gòu)防護(hù)罩、導(dǎo)線輪、單片機(jī)控制器、蓄電池。本實(shí)用新型采用上下雙層基體結(jié)構(gòu)，基體結(jié)構(gòu)整體由鋁型材搭建而成。其頂部為吊裝機(jī)構(gòu)，吊裝機(jī)構(gòu)由步進(jìn)電機(jī)、渦輪蝸桿、絞盤(pán)及高強(qiáng)度尼龍繩組成，并安裝有吊裝機(jī)構(gòu)防護(hù)罩，頂部邊緣安裝有若干個(gè)導(dǎo)線輪。上部空間安裝異形扇葉及盤(pán)式發(fā)電機(jī)，下部空間安裝有單片機(jī)控制器及蓄電池以及電能轉(zhuǎn)換處理電路。設(shè)備外部套有一個(gè)可上下移動(dòng)的遮風(fēng)罩，遮風(fēng)罩由吊裝機(jī)構(gòu)使用高強(qiáng)度尼龍繩，通過(guò)導(dǎo)線輪綁縛在遮風(fēng)罩上。在使用時(shí)單片機(jī)控制器控制步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)，通過(guò)吊裝機(jī)構(gòu)使遮風(fēng)罩上下移動(dòng)，從而改變異形扇葉的受風(fēng)面積。本實(shí)用新型通過(guò)單片機(jī)實(shí)時(shí)測(cè)量蓄電池電量或電網(wǎng)電力需求量控制設(shè)備工作，并可通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)扇葉轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)遮風(fēng)罩位置，從而改變異形扇葉受風(fēng)面積，達(dá)到異形扇葉速度均衡的目標(biāo)，使輸出電流更加平穩(wěn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種基于單片機(jī)的可調(diào)速垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，特別涉及一種根據(jù)蓄電池容量及電網(wǎng)電力需求量，調(diào)節(jié)扇葉轉(zhuǎn)速來(lái)控制發(fā)電量的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

技術(shù)背景

目前投入使用的風(fēng)力發(fā)電機(jī)多為水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)扇葉較為單薄，若遇上強(qiáng)風(fēng)或突如而來(lái)的側(cè)向風(fēng)易導(dǎo)致扇葉損壞，而引發(fā)整個(gè)發(fā)電站的破壞。此外設(shè)計(jì)基礎(chǔ)導(dǎo)致的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)難以調(diào)速的缺點(diǎn)無(wú)法改善。因此水平軸發(fā)電機(jī)無(wú)法在氣候多變，環(huán)境惡劣的地區(qū)使用，而恰恰是這些地區(qū)，風(fēng)能資源極為豐富，因此大量的風(fēng)能資源被浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

國(guó)內(nèi)外建設(shè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備所選地多為風(fēng)力資源豐富但惡劣氣象現(xiàn)象較少發(fā)生的地區(qū)，但這種場(chǎng)地可遇而不可得。而環(huán)境惡劣地區(qū)往往是風(fēng)力資源豐富的場(chǎng)所。而在當(dāng)前技術(shù)下此環(huán)境極惡劣區(qū)域難以大規(guī)模修建風(fēng)力發(fā)電站，所以該地區(qū)大量風(fēng)力資源被閑置。而氣候溫和地區(qū)建設(shè)的風(fēng)力發(fā)電站生產(chǎn)的電能卻難以快速回收建設(shè)成本及維護(hù)成本。總的來(lái)說(shuō)依然不能有效利用風(fēng)能，且風(fēng)力發(fā)電機(jī)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)一度陷入停滯狀態(tài)。而這種現(xiàn)象出現(xiàn)的主要原因在于當(dāng)前風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的設(shè)計(jì)思路被禁錮，單純的使用水平軸三葉型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，而不橫向發(fā)展垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。所以本實(shí)用新型針對(duì)這一情況研發(fā)了一款成本低，在高風(fēng)速下既不損壞葉片，也能充分利用風(fēng)能的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的：

所述雙層基體(1)分上下兩部分，基體結(jié)構(gòu)整體由鋁型材及鋁型材專(zhuān)用零部件搭建而成，并配有上中下三塊安裝部件用的金屬底板(10)；所述吊裝機(jī)構(gòu)(5)由步進(jìn)電機(jī)(11)、渦輪蝸桿(12)、絞盤(pán)(13)及高強(qiáng)度尼龍繩(14)組成，并安裝有吊裝機(jī)構(gòu)防護(hù)罩(6)以保護(hù)吊裝機(jī)構(gòu)(5)不受風(fēng)雨侵蝕；所述雙層基體(1)頂部安裝的金屬底板(10)邊緣安裝有若干個(gè)導(dǎo)線輪(7)，可使高強(qiáng)度尼龍繩(14)平滑吊起遮風(fēng)罩(2)；所述雙層基體(1)上半部分空間安裝異形扇葉(3)及盤(pán)式發(fā)電機(jī)(4)，盤(pán)式發(fā)電機(jī)(4)固定在中部的金屬底板(10) 上；所述雙層基體(1)下半部分空間安裝有單片機(jī)控制器(8)及蓄電池(9)；所述遮風(fēng)罩 (2)套于雙層基體(1)外部，并可上下移動(dòng)，遮風(fēng)罩(2)由吊裝機(jī)構(gòu)(5)使用高強(qiáng)度尼龍繩(14)通過(guò)導(dǎo)線輪(7)綁縛在遮風(fēng)罩上；在使用時(shí)單片機(jī)控制器(8)控制步進(jìn)電機(jī)(11) 正反轉(zhuǎn)，通過(guò)渦輪蝸桿(12)減速后帶動(dòng)直連于渦輪上的絞盤(pán)(13)繞緊或釋放高強(qiáng)度尼龍繩(14)，使遮風(fēng)罩上下移動(dòng)，從而改變異形扇葉(3)的受風(fēng)面積。

所述雙層基體(1)的上下兩部分高度相同，且略大于遮風(fēng)罩(2)的高度。

所述遮風(fēng)罩(2)直徑略大于雙層基體(1)及金屬底板(10)，可順暢地上下滑動(dòng)。

所述異形扇葉(3)形狀為兩個(gè)相同的二維半圓形螺旋上升掃略而成的三維實(shí)體，且扇葉總的直徑略小于雙層基體(1)的內(nèi)徑，可使異形扇葉順暢滑動(dòng)且保證其直徑盡可能大。

所述盤(pán)式發(fā)電機(jī)(4)與異形扇葉(3)直連；盤(pán)式發(fā)電機(jī)(4)安裝于中部的金屬底板(10) 上。

所述吊裝機(jī)構(gòu)(5)安裝在頂部的金屬底板(10)上。