[實用新型]一種基于城市風場非定常性的高層建筑屋頂風力發電系統

有效

• 申請號: 202020100639.8
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN211549896U
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 聶金龍;朱建勇
• 申請（專利權）人: 沈陽航空航天大學
• 主分類號: F03D5/06
• 分類號: F03D5/06;F03D9/45;F03D9/25;F03D9/11;F03D15/00
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李珉

一種基于城市風場非定常性的高層建筑屋頂風力發電系統，葉片轉軸通過軸承支座水平設在高層建筑屋頂，直板葉片固連在葉片轉軸上并與之隨動，阻尼彈簧機構位于直板葉片背風側，阻尼彈簧機構一端與直板葉片固連，阻尼彈簧機構另一端與高層建筑屋頂固連；第一單向棘輪機構的動力輸入端與葉片轉軸一端固連，第一單向棘輪機構的動力輸出端與第一變速箱的動力輸入端固連，第一變速箱的動力輸出端與第一發電機的電機軸相固連；第二單向棘輪機構的動力輸入端與葉片轉軸另一端相固連，第二單向棘輪機構的動力輸出端與第二變速箱的動力輸入端相固連，第二變速箱的動力輸出端與第二發電機的電機軸相固連；第一單向棘輪機構和第二單向棘輪機構互為反向安裝。

技術領域

本實用新型屬于風力發電技術領域，特別是涉及一種基于城市風場非定常性的高層建筑屋頂風力發電系統。

背景技術

隨著化石能源與環境問題的日益緊張，風能作為清潔可再生能源，其占可再生能源的比重越來越大。城市是能源需求量最大的場合，如果能夠有效利用城市風場進行風力發電，就可以有效的減少因電力長距離輸送而產生的電能損耗。

目前，小型風力機因其具有尺寸小、結構簡單等優勢，是最為適合在城市風場環境下進行分布式發電。

但是，由于城市風場環境存在低風速、高湍流度及強非定常性的氣動特點，小型風力機通常需要安裝在高層建筑的屋頂，用以獲得較大的風速，然而受到建筑物的阻擋效應，在屋頂或墻角邊緣的迎風方向上，來流方向流通常會與水平方向呈現約45度的傾斜角，根據研究表明，傾斜來流會導致風力機葉輪的氣動載荷的均勻性變差，進而導致傳統小型風力機發電效率低下，現階段并沒有很好的解決辦法。

實用新型內容

針對現有技術存在的問題，本實用新型提供一種基于城市風場非定常性的高層建筑屋頂風力發電系統，可以替代傳統的小型風力機實施風能發電，能夠充分利用城市風場非定常性的特點，有效實現連續發電，相比于傳統的小型風力機具有更高的發電效率。

為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：一種基于城市風場非定常性的高層建筑屋頂風力發電系統，包括直板葉片、葉片轉軸、阻尼彈簧機構、第一軸承支座、第二軸承支座、第一單向棘輪機構、第一變速箱、第一發電機、第二單向棘輪機構、第二變速箱及第二發電機；所述葉片轉軸水平設置在高層建筑屋頂，葉片轉軸一端通過第一軸承支座與高層建筑屋頂相連，葉片轉軸另一端通過第二軸承支座與高層建筑屋頂相連；所述直板葉片固連在葉片轉軸上，直板葉片與葉片轉軸隨動，所述阻尼彈簧機構位于直板葉片的背風側，阻尼彈簧機構一端固連在直板葉片上，阻尼彈簧機構另一端固連在高層建筑屋頂；所述第一單向棘輪機構的動力輸入端與葉片轉軸一端相固連，第一單向棘輪機構的動力輸出端與第一變速箱的動力輸入端相固連，第一變速箱的動力輸出端與第一發電機的電機軸相固連；所述第二單向棘輪機構的動力輸入端與葉片轉軸另一端相固連，第二單向棘輪機構的動力輸出端與第二變速箱的動力輸入端相固連，第二變速箱的動力輸出端與第二發電機的電機軸相固連；所述第一單向棘輪機構和第二單向棘輪機構互為反向安裝。

所述第一發電機和第二發電機并聯接入整流控制器，整流控制器外接儲能電池或電驅負載。

本實用新型的有益效果：

本實用新型的基于城市風場非定常性的高層建筑屋頂風力發電系統，可以替代傳統的小型風力機實施風能發電，能夠充分利用城市風場非定常性的特點，有效實現連續發電，相比于傳統的小型風力機具有更高的發電效率。

附圖說明

圖1為本實用新型的一種基于城市風場非定常性的高層建筑屋頂風力發電系統的結構示意圖；

圖2為圖1中A-A剖視圖；

圖中，1—直板葉片，2—葉片轉軸，3—阻尼彈簧機構，4—第一軸承支座，5—第二軸承支座，6—第一單向棘輪機構，7—第一變速箱，8—第一發電機，9—第二單向棘輪機構，10—第二變速箱，11—第二發電機。