[發(fā)明專利]一種風(fēng)力機(jī)停車轉(zhuǎn)動(dòng)能量回收反用于風(fēng)力機(jī)啟動(dòng)的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210035180.1
• 申請(qǐng)日: 2022-01-13
• 公開（公告）號(hào): CN114542375A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李國文;張慶營;李國棟;李玉;沈子力;周奕秀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): F03D7/02
• 分類號(hào): F03D7/02;F03D7/04;F03D17/00;F03D9/25
• 代理公司: 沈陽東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 李梁

一種風(fēng)力機(jī)停車轉(zhuǎn)動(dòng)能量回收反用于風(fēng)力機(jī)啟動(dòng)的方法，步驟為：改造水平軸風(fēng)力機(jī)并為其加裝風(fēng)速探頭、扭矩儀、電磁離合器和卷簧式能量回收器；對(duì)改造好的水平軸風(fēng)力機(jī)開展風(fēng)洞吹風(fēng)實(shí)驗(yàn)；選定一處風(fēng)場(chǎng)，將水平軸風(fēng)力機(jī)架設(shè)在風(fēng)場(chǎng)內(nèi)，對(duì)葉片安裝角進(jìn)行設(shè)定，實(shí)時(shí)測(cè)量自然風(fēng)風(fēng)速；當(dāng)自然風(fēng)風(fēng)速首次達(dá)到啟動(dòng)風(fēng)速后，水平軸風(fēng)力機(jī)正常啟動(dòng)并進(jìn)行發(fā)電；在水平軸風(fēng)力機(jī)正常發(fā)電過程中，若自然風(fēng)風(fēng)速逐漸減小，且減小到維持風(fēng)力機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的最小風(fēng)速時(shí)，通過卷簧式能量回收器進(jìn)行能量回收；當(dāng)自然風(fēng)風(fēng)速逐漸增大并再次達(dá)到維持風(fēng)力機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的最小風(fēng)速時(shí)，通過過卷簧式能量回收器進(jìn)行能量釋放，使水平軸風(fēng)力機(jī)在維持風(fēng)力機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的最小風(fēng)速下實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種風(fēng)力機(jī)停車轉(zhuǎn)動(dòng)能量回收反用于風(fēng)力機(jī)啟動(dòng)的方法。

背景技術(shù)

對(duì)于升力型水平軸風(fēng)力機(jī)而言，盡管其具有高尖速比和高風(fēng)能利用率的特點(diǎn)，但風(fēng)力機(jī)啟動(dòng)難問題始終存在，由于風(fēng)力機(jī)的啟動(dòng)風(fēng)速較大，導(dǎo)致風(fēng)力機(jī)不易被啟動(dòng)，即使風(fēng)力機(jī)順利起動(dòng)，一旦風(fēng)速減小到一定程度使得風(fēng)力機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，很可能導(dǎo)致風(fēng)力機(jī)無法自啟動(dòng)，從而使風(fēng)力機(jī)無法繼續(xù)正常工作。

影響風(fēng)力機(jī)啟動(dòng)風(fēng)速的因素有很多，包括風(fēng)力機(jī)自身設(shè)備阻力因素、來流與葉片夾角因素等，因此為了使風(fēng)力機(jī)獲得較低的啟動(dòng)風(fēng)速，通常會(huì)給葉片一個(gè)較大的安裝角，目前大多應(yīng)用變槳距方式來滿足風(fēng)力機(jī)啟動(dòng)時(shí)的大安裝角要求。此外，風(fēng)力機(jī)的啟動(dòng)風(fēng)速要比維持風(fēng)力機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)速要高很多，只要風(fēng)力機(jī)能夠順利啟動(dòng)，便可以在較小的風(fēng)速下維持風(fēng)力機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。然而，在維持風(fēng)力機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的最小風(fēng)速下，風(fēng)力機(jī)是無法正常啟動(dòng)工作的，也就無法進(jìn)行發(fā)電，這必然會(huì)降低風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能利用率。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種風(fēng)力機(jī)停車轉(zhuǎn)動(dòng)能量回收反用于風(fēng)力機(jī)啟動(dòng)的方法，能夠?qū)L(fēng)力機(jī)停車時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)能量進(jìn)行回收存儲(chǔ)，能夠在維持風(fēng)力機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的最小風(fēng)速下用于輔助風(fēng)力機(jī)啟動(dòng)并進(jìn)行發(fā)電，有效提高了風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能利用率。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種風(fēng)力機(jī)停車轉(zhuǎn)動(dòng)能量回收反用于風(fēng)力機(jī)啟動(dòng)的方法，包括如下步驟：

步驟一：選取一臺(tái)水平軸風(fēng)力機(jī)，對(duì)水平軸風(fēng)力機(jī)進(jìn)行改造，在葉輪的中心整流罩前端加裝風(fēng)速探頭，在發(fā)電機(jī)的動(dòng)力輸入軸與葉輪的轉(zhuǎn)軸之間加裝扭矩儀，在發(fā)電機(jī)的動(dòng)力輸出軸上順序加裝電磁離合器和卷簧式能量回收器；

步驟二：將改造好的水平軸風(fēng)力機(jī)送入開口風(fēng)洞內(nèi)進(jìn)行測(cè)試；

步驟三：將水平軸風(fēng)力機(jī)葉輪的葉片安裝角調(diào)整到設(shè)定值；

步驟四：通過開口風(fēng)洞開展吹風(fēng)實(shí)驗(yàn)，并控制實(shí)驗(yàn)風(fēng)速由0進(jìn)行逐級(jí)增大，每一級(jí)實(shí)驗(yàn)風(fēng)速的間隔為0.2m/s，每一級(jí)實(shí)驗(yàn)風(fēng)速的維持時(shí)間為30s，直到水平軸風(fēng)力機(jī)實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)，而此時(shí)的實(shí)驗(yàn)風(fēng)速即為水平軸風(fēng)力機(jī)的啟動(dòng)風(fēng)速，最后將獲取的啟動(dòng)風(fēng)速進(jìn)行記錄和保存，同時(shí)將扭矩儀測(cè)量到的啟動(dòng)風(fēng)速下的扭矩記為N₀；

步驟五：以啟動(dòng)風(fēng)速為起點(diǎn)，控制實(shí)驗(yàn)風(fēng)速由啟動(dòng)風(fēng)速進(jìn)行逐級(jí)減小，每一級(jí)實(shí)驗(yàn)風(fēng)速的間隔為0.2m/s，每一級(jí)實(shí)驗(yàn)風(fēng)速的維持時(shí)間為30s，直到水平軸風(fēng)力機(jī)停止旋轉(zhuǎn)，而此時(shí)的實(shí)驗(yàn)風(fēng)速已經(jīng)無法維持風(fēng)力機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，則說明上一級(jí)實(shí)驗(yàn)風(fēng)速即為維持風(fēng)力機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的最小風(fēng)速，最后將維持風(fēng)力機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的最小風(fēng)速進(jìn)行記錄和保存；

步驟六：改變水平軸風(fēng)力機(jī)的葉片安裝角，重復(fù)步驟四和步驟五，獲取其他葉片安裝角下水平軸風(fēng)力機(jī)的啟動(dòng)風(fēng)速和維持風(fēng)力機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的最小風(fēng)速；

步驟七：通過開口風(fēng)洞開展吹風(fēng)實(shí)驗(yàn)，并控制實(shí)驗(yàn)風(fēng)速由0逐級(jí)增大到水平軸風(fēng)力機(jī)的額定風(fēng)速，水平軸風(fēng)力機(jī)正常啟動(dòng)直到運(yùn)行在額定風(fēng)速下；