[實用新型]一種新型城市風能發電及儲存系統

有效

• 申請號: 202221647779.2
• 申請日: 2022-06-28
• 公開（公告）號: CN217481451U
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 趙思源;楊振國;谷雨璇;張曉林;俞軍濤;王麗;劉百川
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: F03D9/12
• 分類號: F03D9/12;F03D9/25;F03D3/06;F03D80/70
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 于兆生

本實用新型涉及一種新型城市風能發電及儲存系統，屬于風力發電技術領域。系統包括風力發電裝置、儲能裝置和外殼，其中，外殼內設置有風力發電裝置，風力發電裝置連接有儲能裝置；風力發電裝置包括支架、扇葉、固定軸和發電機，固定軸上貫穿設置有3個扇葉加固盤，3個扇葉加固盤形成的2個間隙內均設置有扇葉，固定軸兩端分別通過磁環軸承設置于支架上部，固定軸底部連接有發電機，發電機設置于支架底部，發電機連接有儲能裝置。本實用新型產品體積小，結構靈活，安裝維護方便，啟動風速低，風能利用率高，具有良好的應用前景。

技術領域

本實用新型涉及一種新型城市風能發電及儲存系統，屬于風力發電技術領域。

背景技術

近年來，以風能等為代表的自然清潔能源發展十分迅猛。我國風電并網裝機容量在2015年首次突破1億千瓦；2019年突破2億千瓦，用時4年；此次突破3億千瓦，用時僅2年。僅在2020年我國風電裝機容量就達28153萬千瓦，增長34.6％，占裝機總量12.8％(數據來源：國家能源局)。據全球能源互聯網發展合作組織預測，按照中國碳達峰、碳中和的戰略目標，2025年我國風電裝機有望達到5億千瓦，2030年達到8億千瓦，2050年達到22億千瓦，2060年將突破25億千瓦。

但是傳統風力發電機組通常安裝在野外高地或海上，裝機容量大、安裝及維護困難，風能利用率低且質量差，而城市中，高層建筑多，高層建筑沒有其他建筑物的遮擋，其高處或頂部的風力較大，在現有技術中缺乏對城市風力的利用設備，為此，提出本實用新型。

發明內容

針對現有技術的不足，本實用新型提供一種新型城市風能發電及儲存系統，產品體積小，結構靈活，安裝維護方便，啟動風速低，風能利用率高，具有良好的應用前景。

本實用新型的技術方案如下：

一種新型城市風能發電及儲存系統，包括風力發電裝置、儲能裝置和外殼，其中，外殼內設置有風力發電裝置，風力發電裝置連接有儲能裝置；

風力發電裝置包括支架、扇葉、固定軸和發電機，固定軸上貫穿設置有3個扇葉加固盤，3個扇葉加固盤形成的2個間隙內均設置有扇葉，固定軸兩端分別通過磁環軸承設置于支架上部，固定軸底部連接有發電機，發電機設置于支架底部，發電機連接有儲能裝置。

優選的，3個扇葉加固盤形成的2個間隙內分別設置有3個扇葉，6個扇葉的內側縱邊為加強結構，6個扇葉的端點相互交錯，扇葉加固盤圓周分成6段60°的等弧。這樣設計有兩個優點：一是起動風速低；二是能應對上下兩層風況不同時的起動問題，因為這種錯開結構使上、下層扇葉中總有一個扇葉受到較大的風力，避免了風力發電裝置起動時可能出現的不起動的對風“死角”，從而使風力發電裝置的起動性能得到進一步的優化。

優選的，扇葉為弧形扇葉，風力是水平吹向扇葉，弧形設計可以承受使扇葉承受更大的阻力，運轉效果更佳。

進一步優選的，扇葉的弧形半徑與扇葉加固盤半徑比例為13：24。

優選的，磁環軸承包括外環和內環，外環為靜磁環，內環為動磁環，外環通過軸承托盤固定于支架，內環固定于固定軸，當內磁環和外磁環產生相對運動時，會切割永磁體產生的磁場，并產生懸浮力和磁阻力，使固定軸旋轉，磁環軸承結構簡單，依靠永磁體自身的懸浮力實現穩定懸浮控制，減少摩擦及損耗。

優選的，儲能裝置為磁懸浮飛輪儲能裝置，磁懸浮飛輪儲能裝置具有以下優勢：對于充電的時間沒有限制，可以隨時中斷；根據飛輪轉速可以精確測量儲存的電能；可以根據應用場景的不同收集不同電壓的電能；使用磁懸浮飛輪，損耗更小。

優選的，發電機底部設置有固定槽，支架底部設置有底座，發電機通過固定槽和底座卡扣連接有支架。

工作原理：