[發明專利]一種梁柱框架式風力發電系統

有效

• 申請號: 202110688635.5
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113250906B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 蘭濤;李澤旭;李然;秦廣沖
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團國際工程有限公司
• 主分類號: F03D9/11
• 分類號: F03D9/11;F03D3/06;F03D13/20;H02S10/12;H02S10/20
• 代理公司: 北京中知星原知識產權代理事務所(普通合伙) 11868
• 代理人: 艾變開

本發明公開一種梁柱框架式風力發電系統，包括梁柱框架和至少一個發電結構單元，梁柱框架包括中心柱體以及設置于各個發電結構單元上方和下方的第一環形梁；發電結構單元包括設置于中心柱體上的風力發電機以及與風力發電機相連的至少一個葉片組；至少一個葉片組中的葉片上設置有第一磁性結構，位于該發電結構單元上方和/或下方的第一環形梁上設置有與第一磁性結構徑向位置對應的第二磁性結構，第一磁性結構和第二磁性結構之間產生對葉片的向上的作用力，以抵消葉片的重力，有效減小葉片對中心柱體的壓力和轉動摩擦力。由于該磁性力可直接作用于葉片，能夠對葉片形成很好的支撐，從而有效提高梁柱框架式風力發電系統的輸出功率。

技術領域

本發明涉及建筑框架結構與風力發電交叉技術領域，尤其涉及一種梁柱框架式風力發電系統。

背景技術

隨著煤、石油、天然氣等化石能源的不斷消耗，能源短缺是全球現在以及將來要面臨的一個重要難題。這些不可再生能源的形成周期長且數量有限，而人類對各種資源的消耗卻在與日俱增，因此很多國家都在開發一些新型能源。風能、太陽能、水能等可再生的清潔能源逐漸進入人們的視野之中，可再生能源得到了越來越廣泛的開發和應用。

對于風力發電的裝置，目前，應用最多的風塔，風塔是由三葉片風輪、單軸的塔架和水平軸的風力發電機等部分組成。其葉片受風面積有限，風能利用率低，輸出功率小，需要有足夠數量的風塔來保證發電量，占地面積大，而且風力要達到一定的強度才可發電。由于風向的不確定性，還需要安裝偏航裝置使風葉正對來風方向，因此有時會采用垂直軸式風力發電裝置。垂直軸式風力發電塔受限于結構形式，發電的功率較低，不利于大規模修建。

針對上述問題，現有技術中提出了采用磁懸浮方式對葉片形成支撐的方案，但現有的結構對葉片形成的支撐能力有限，難以實現輸出功率的進一步提高。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的之一在于提供一種對葉片形成很好的支撐效果、輸出功率高的梁柱框架式風力發電系統。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種梁柱框架式風力發電系統，所述梁柱框架式風力發電系統包括梁柱框架和至少一個發電結構單元，

所述梁柱框架包括中心柱體以及設置于各個所述發電結構單元上方和下方的第一環形梁；

所述發電結構單元包括設置于所述中心柱體上的風力發電機以及與所述風力發電機相連的至少一個葉片組，每個所述葉片組包括圍繞所述中心柱體設置的多個葉片；

在一個所述發電結構單元中，至少一個葉片組中的葉片上設置有第一磁性結構，位于該發電結構單元上方和/或下方的所述第一環形梁上設置有與所述第一磁性結構徑向位置對應的第二磁性結構，所述第一磁性結構和所述第二磁性結構之間產生對所述葉片的向上的作用力。

優選地，所述梁柱框架還包括沿所述中心柱體的軸向間隔布置的多個第二環形梁，所述第二環形梁與所述第一環形梁一一對應設置，且所述第二環形梁的直徑與所述第一環形梁的直徑不同；

在一個所述發電結構單元中，至少一個葉片組中的葉片上設置有第三磁性結構，位于該發電結構單元上方和/或下方的所述第二環形梁上設置有多個與所述第三磁性結構徑向位置對應的第四磁性結構和第五磁性結構，所述第四磁性結構和所述第五磁性結構沿所述第二環形梁的周向交錯布置，且所述第四磁性結構與所述第五磁性結構的磁性能夠交替變換。

優選地，所述第一磁性結構設置于所述葉片的徑向中部區域，所述第三磁性結構設置于所述葉片的徑向外端部。

優選地，一個所述發電結構單元包括沿所述中心柱體的軸向間隔布置的多個所述葉片組；

在一個所述發電結構單元中，所述葉片的底部設置所述第一磁性結構和所述第三磁性結構，位于該所述發電結構單元下方的所述第一環形梁上設置所述第二磁性結構，位于該所述發電結構單元下方的所述第二環形梁上設置所述第四磁性結構和所述第五磁性結構。