[發明專利]用于垂直軸風力發電系統的渦輪轉子組件及發電系統

有效

• 申請號: 202010496794.0
• 申請日: 2020-06-03
• 公開（公告）號: CN111677627B
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: 郭文禮;郭曄恒;孔瑞蕾;談琦
• 申請（專利權）人: 河南恒聚新能源設備有限公司;北京恒聚化工集團有限責任公司
• 主分類號: F03D3/06
• 分類號: F03D3/06;F03D13/20
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 李文麗

本發明涉及風力發電技術領域，公開了用于垂直軸風力發電系統的渦輪轉子組件及發電系統。該渦輪轉子組件包括塔架以及在塔架內的沿軸向連接的多層渦輪轉子裝置，渦輪轉子裝置包括：第一流線型連接板、中心支撐柱機構和葉片機構；中心支撐柱機構豎直設置，葉片機構水平固定于中心支撐柱機構的周側；第一流線型連接板設置于相鄰的上、下兩層的渦輪轉子裝置的葉片機構之間。發電系統包括本發明的渦輪轉子組件。本發明在較低風能密度時，葉片機構也可以旋轉進而轉化為電能，降低了切入風速，提高了切出風速，提高發電功率，大大提高了渦輪轉子的等效滿發小時數。

技術領域

本發明涉及風力發電技術領域，特別是涉及一種用于垂直軸風力發電系統的渦輪轉子組件及發電系統。

背景技術

由于我國西北、華北和東北地區的電力消納存在難題，棄風現象比較嚴重。隨著低風速技術的創新發展，之前不具備開發價值的低風速區正逐漸被風電領域利用起來。而低風速區要想具有經濟開發價值就必須使作用在風輪葉片上的風能密度達到0.08～0.17kw/m²，但對于風能密度低于0.08kw/m²則無法直接利用。

而對于三葉式水平軸風力發電機的轉子來說，可以通過增大轉子的直徑來提高風力發電機組的功率。然而如果轉子轉速不變，當轉子外緣的線速度增加到超過沖擊到渦輪轉子動葉片上的風速時，無論怎樣增加轉子直徑也無法實現增加功率的效果。并且對于三葉式水平軸風力發電機來說，由于轉子自身的重力和距離地面高度的影響，無法將轉子直徑進一步加長。因此，對于低風速區無法通過加長轉子直徑的方式以增大風能轉化率。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明實施例的目的是提供一種用于垂直軸風力發電系統的渦輪轉子組件及發電系統，以解決現有技術中三葉式水平軸風力發電機存在的對于低風速區風能轉化率低和發電功率低的技術問題。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明實施例提供一種用于垂直軸風力發電系統的渦輪轉子組件，所述用于垂直軸風力發電系統的渦輪轉子組件包括塔架以及在所述塔架內的沿軸向連接的多層渦輪轉子裝置，所述渦輪轉子裝置包括：第一流線型連接板、中心支撐柱機構和葉片機構；其中，

所述中心支撐柱機構豎直設置，所述葉片機構水平固定于所述中心支撐柱機構的周側；

所述第一流線型連接板設置于相鄰的上、下兩層的所述渦輪轉子裝置的所述葉片機構之間。

其中，所述用于垂直軸風力發電系統的渦輪轉子組件還包括第二流線型連接板和斜拉索，所述第二流線型連接板設置于位于最底層的所述渦輪轉子裝置的底部，所述斜拉索的一端將所述第一流線型連接板和/或所述第二流線型連接板的一端拉起，所述斜拉索的另一端與所述中心支撐柱機構連接，所述第二流線型連接板包括依次連接的第一外連接板、第一過渡段、第一流線型板、第一內連接板和連接短梁，所述第一外連接板連接于所述葉片機構的底部，所述連接短梁與所述中心支撐柱機構連接。

其中，所述第一流線型連接板包括上、下兩個并排連接的流線型連接板單體，所述流線型連接板單體包括依次連接的第二外連接板、第二過渡段、第二流線型板和第二內連接板，所述第二外連接板與所述葉片機構連接，所述第二內連接板與所述中心支撐柱機構連接。

其中，所述葉片機構包括第一圍帶、拉筋、第二圍帶以及多個葉片，所述葉片繞所述中心支撐柱機構呈向外發散設置，所述第二外連接板與所述第一圍帶和/或所述第二圍帶連接，所述第一圍帶和所述第二圍帶豎直相對設置，所述葉片設置于所述第一圍帶和所述第二圍帶之間，相鄰所述葉片通過所述拉筋連接。