[發(fā)明專利]一種可變?nèi)~片槳距角垂直軸風(fēng)力機(jī)發(fā)電裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011135457.5
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號(hào): CN112196731A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阮晨冉;梁毅娟;王亭亭;趙曉青
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（華東）
• 主分類號(hào): F03D3/06
• 分類號(hào): F03D3/06;F03D7/06;F03D9/11
• 代理公司: 北京睿博行遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11297
• 代理人: 劉桂榮

本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種可變?nèi)~片槳距角垂直軸風(fēng)力機(jī)發(fā)電裝置。該裝置包括：底座；垂直軸，所述垂直軸沿豎直方向設(shè)置于所述底座上；發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)包括定子和轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)連接于所述垂直軸上，所述定子設(shè)于所述轉(zhuǎn)子的外周，并轉(zhuǎn)子可相對于所述定子轉(zhuǎn)動(dòng)；儲(chǔ)能器，所述儲(chǔ)能器連接于所述發(fā)電機(jī)，用于儲(chǔ)存所述發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能；葉片，所述葉片沿豎直方向圍繞所述垂直軸的周向分布；變漿機(jī)構(gòu)，連接于所述葉片和所述轉(zhuǎn)子，所述變槳機(jī)構(gòu)可改變所述葉片的槳距角；通過控制變槳機(jī)構(gòu)，不同風(fēng)速條件下，根據(jù)優(yōu)化計(jì)算結(jié)果，以實(shí)現(xiàn)葉片槳距角的變化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種可變?nèi)~片槳距角垂直軸風(fēng)力機(jī)發(fā)電裝置。

背景技術(shù)

風(fēng)能的清潔性、可再生性及其大規(guī)模應(yīng)用技術(shù)的日益成熟，使風(fēng)力發(fā)電日益成為了新能源領(lǐng)域中除核電外，最具開發(fā)前景的清潔發(fā)電方式。

風(fēng)能發(fā)電基本原理大多利用風(fēng)輪在風(fēng)力的作用下旋轉(zhuǎn)，將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功，機(jī)械功帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，最終驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。實(shí)驗(yàn)表明變槳垂直軸風(fēng)力機(jī)具有良好的自啟動(dòng)性能，且發(fā)電功率均高于定槳垂直軸風(fēng)力機(jī)。

風(fēng)能發(fā)電分為水平軸和垂直軸兩種，隨著科技的發(fā)展，人們認(rèn)識(shí)到水平軸帶來的一些不利因素，而垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)以其結(jié)構(gòu)簡單、受風(fēng)多向、環(huán)保、易于安裝和維修等優(yōu)點(diǎn)，越來越受到人們的關(guān)注。

垂直軸風(fēng)力機(jī)旋轉(zhuǎn)過程中，葉片攻角隨方位角不斷變化，不能維持在最佳攻角處，是其風(fēng)能利用率低的主要原因。通過改變槳距角以達(dá)到調(diào)節(jié)攻角的目的是改善風(fēng)力機(jī)風(fēng)能利用率的主要途徑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出可變?nèi)~片槳距角垂直軸風(fēng)力機(jī)發(fā)電裝置，該裝置使用簡單，該裝置發(fā)電時(shí)，葉片可根據(jù)風(fēng)速實(shí)時(shí)調(diào)整葉片槳距角，提高了發(fā)電效率。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例提出了一種可變?nèi)~片槳距角垂直軸風(fēng)力機(jī)發(fā)電裝置，包括：

底座；

垂直軸，所述垂直軸沿豎直方向設(shè)置于所述底座上；

發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)包括定子和轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)連接于所述垂直軸上，所述定子設(shè)于所述轉(zhuǎn)子的外周，并轉(zhuǎn)子可相對于所述定子轉(zhuǎn)動(dòng)；

儲(chǔ)能器，所述儲(chǔ)能器連接于所述發(fā)電機(jī)，用于儲(chǔ)存所述發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能；

葉片，所述葉片沿豎直方向圍繞所述垂直軸的周向分布；

變漿機(jī)構(gòu)，連接于所述葉片和所述轉(zhuǎn)子，所述變槳機(jī)構(gòu)可改變所述葉片的槳距角；

其特征在于，所述變槳機(jī)構(gòu)包括：

導(dǎo)向板，所述導(dǎo)向板固定連接于所述垂直軸的頂端，所述導(dǎo)向板上開設(shè)有導(dǎo)向槽；

第一連接桿，所述第一連接桿一端固定連接于所述轉(zhuǎn)子，另一端鉸接與所述葉片；

第二連接桿，所述第二連接桿一端活動(dòng)連接于所述導(dǎo)向槽，另一端固定連接于所述葉片；

其中，所述導(dǎo)向槽的傾斜角為γ，所述第一連接桿的長度為b，所述第一連接桿和所述第二連接桿位于所述葉片上的連接點(diǎn)的距離為c，所述第二連接桿的長度為d，所述導(dǎo)向槽的長度為a，并且滿足：

優(yōu)選地，所述葉片采用對稱翼垂直軸風(fēng)輪葉片翼型NACA0015。

優(yōu)選地，在所述λ＝2下，取所述a＝45mm。

優(yōu)選地，于，所述葉片為5個(gè)，所述導(dǎo)向槽為5個(gè)。

優(yōu)選地，所述第二連接桿上位于連接所述導(dǎo)向槽的一端固定連接有導(dǎo)向柱，所述導(dǎo)向柱插設(shè)連接于所述導(dǎo)向槽內(nèi)。