一种风筝发电装置及其发电控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种风筝发电装置其发电控制方法，包括风筝（7）和地面发电平台，地面发电平台可以是一个或多个，地面发电平台上安装有发电机、通过离合器同轴连接的第一卷扬机和第二卷扬机,第一卷扬机上缠绕的线缆通过发电平台上的第一支架、第二支架与第二卷扬机上缠绕的线缆连接构成第一卷扬机与第二卷扬机之间的循环线缆;风筝通过牵引线缆与循环线缆上的任一点固定连接;卷扬机分别通过齿轮或链条连接有第一力矩电机、第二力矩电机；通过力矩电机或步进电机或伺服电机控制卷扬机收放线；卷扬机产生的力矩通过动力输出轴连接变速箱带动发电机发电。该风筝发电装置的结构简单、发电效率高、能够保证连续做功、成本低从而有效地提高风能利用率。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种风筝发电装置其发电控制方法，包括风筝（7）和地面发电平台，地面发电平台可以是一个或多个，地面发电平台上安装有发电机、通过离合器同轴连接的第一卷扬机和第二卷扬机,第一卷扬机上缠绕的线缆通过发电平台上的第一支架、第二支架与第二卷扬机上缠绕的线缆连接构成第一卷扬机与第二卷扬机之间的循环线缆;风筝通过牵引线缆与循环线缆上的任一点固定连接;卷扬机分别通过齿轮或链条连接有第一力矩电机、第二力矩电机；通过力矩电机或步进电机或伺服电机控制卷扬机收放线；卷扬机产生的力矩通过动力输出轴连接变速箱带动发电机发电。该风筝发电装置的结构简单、发电效率高、能够保证连续做功、成本低从而有效地提高风能利用率。【专利说明】—种风筝发电装置及其发电控制方法
本专利技术属于风能利用
，涉及一种高空发电装置，具体是涉及。
技术介绍
当今世界的石油能源、煤炭能源、天然气能源越来越匮乏，开发利用和不加限制地消耗大量的煤和石油等燃料，带来严重的负面影响，如诱发温室效应、酸雨，引起疾病、农业减产等严重问题，极大地污染了人类赖以生存的环境，加之世界各地的战争、自然灾害给这些能源的采集、运输带来越来越多的困难，能源安全已经成为摆在世界各国人民面前的一道重要难题。传统能源所面临的诸多问题给新兴能源产业提供了客观的现实需求，例如风能资源。高空风能是人类迄今基本上没有开发利用的新能源，这是一种储量丰富、分布广泛的可再生清洁能源。有研究指出:高空中蕴藏的风能超过人类社会总需能源的100多倍。其中，高空的风能与风速的立方成正比，一般来说风速增加I倍，风能增加8倍，因此高空风能可高出地面上的数倍、数十倍乃至成百上千倍。在高空位置达到较为理想的情况下，高空风电的理论发电时间可以超过全年时间的95%，年发电时间可高达8200小时以上。而常规发电至多达到2500小时.因此，采集高空风能发电可以获得高稳定性、低发电成本的风电，这是高空风电的显著特点之一，也是高空风电相比常规风电的最显著优势之一，也是未来风力发电的发展趋势。迄今，风筝发电主要有以下几种方式:一是制作大型风筝携带螺旋桨、发电机升入高空并使用电缆将发电机产生的电能输送到地面。在这种方法中，风筝需要拖曳大量的电缆和发电机、螺旋桨等设备，因而具有负重较大、升空高度有限、能量转化效率低的缺陷，而且发电设备在高空不利于维护；二是将发电机置于地面，通过往复运动的风筝带动的线缆继而带动发电机的转子发电，并且在地面安装卷扬机用于在风筝下降时回收线缆，但是这种方法只能在风筝上升阶段产生电能，通过卷扬机回收风筝还要消耗自身能源。因此，风能利用率较低；此外，国外研究人员还提出利用多组连接在支架上的风筝拉动地面上的圆盘转动，通过电动卷扬机来控制风筝拉线的，实现空中风筝发电，但是这种方式结构复杂、工艺成本高，而且多组风筝一起放飞并不容易控制容易产生缠绕现象；由于风筝通过牵引线缆置于高空中，线缆较多必然造成风阻较大，发电存在间歇性，发电效率也不高。例如，专利号为US05544617的美国专利技术专利公开了一种自动装配的风车，将风车放到空中通过风能实现风车在高空中做往复飞行运动实现发电。在该专利技术专利的披露中的图5和图5a的技术方案中存在的缺点和技术瓶颈是:风车或风帆只能通过绳缆在低空中做往复飞行运动实现高效的发电。如果将风车或风帆放到高空中时，由于循环绳缆在高空中产生的风阻很大，所以发电效率不高。此外，由于风车、风筝或风帆在空中飞行轨迹的变化造成滑轮与滑轮间的循环线缆产生线差，线差的产生影响地面发电装置的发电效率。
技术实现思路
为克服上述现有技术中的缺陷与不足，本专利技术提一种结构简单、工艺成本低、连续做功成本低、有效提高风能利用率的风筝发电装置。为实现上述专利技术目的本专利技术提供的技术方案是:一种风筝发电装置，包括风筝和第一地面发电平台，所述第一地面发电平台上安装有第一发电机、通过离合器同轴连接的第一卷扬机和第二卷扬机，第一卷扬机上缠绕的线缆通过第一发电平台上的第一支架、第一发电平台上的第二支架与第二卷扬机上缠绕的线缆连接构成第一卷扬机与第二卷扬机之间的循环线缆；风筝通过牵引线缆与第一支架和第二支架之间的循环线缆上的任一点固定连接；所述第一卷扬机与第二卷扬机分别通过齿轮或链条连接有第一力矩电机、第二力矩电机；第一卷扬机通过其输出端上的第一单向离合器与离合器连接，第二卷扬机通过其输出端上的第二单向离合器与离合器连接，在单向离合器与离合器之间设有动力输出轴，所述动力输出轴连接变速箱带动第一发电机发电。优选的是，所述第一支架与第二支架可开合的铰接在所述第一地面发电平台上。在上述任一方案中优选的是，所述夹角的范围为0° -180°。在上述任一方案中优选的是，所述第一支架为能够逐级伸缩的第一伸缩杆、第二支架(621)为能够逐级伸缩的第二伸缩杆。在上述任一方案中优选的是，所述第一伸缩杆与第二伸缩杆的顶端分别设有第一定滑轮和第二定滑轮。在上述任一方案中优选的是，所述第一伸缩杆、第二伸缩杆的底端分别与第一地面发电平台固定铰接于一点或两点。在上述任一方案中优选的是，所述第一伸缩杆与第二伸缩杆可通过其与地面第一发电平台上的固定铰接点为轴心进行旋转。在上述任一方案中优选的是，所述第一定滑轮、第二定滑轮通过分别设置在第一伸缩杆、第二伸缩杆顶端的枢转装置为轴进行旋转。作为另一种替代方案优选的是，还提供一个与第一地面发电平台连接的可移动的第二地面发电平台，所述第一地面发电平台上安装有同轴连接的第一卷扬机和第一发电机，在第二地面发电平台上安装有同轴连接的第二卷扬机和第二发电机，第一卷扬机上的线缆通过所述第一地面发电平台上的第一支架与第二地面发电平台上的第二支架上的线缆连接构成第一卷扬机与第二卷扬机之间的循环线缆；所述第一卷扬机与第二卷扬机分别通过齿轮或链条连接有第一力矩电机、第二力矩电机；风筝通过牵引线缆与第一支架和第二支架之间的循环线缆上的任一点固定连接。作为另一种替代方案优选的是，还提供一个与第一地面发电平台连接的可移动的第二地面发电平台，所述第一地面发电平台上安装有同轴连接第一卷扬机和第一发电机，在第二地面发电平台上安装有同轴连接的第二卷扬机和第二发电机，第一卷扬机上的线缆与第二地面发电平台上的第二卷扬机上缠绕的线缆连接构成第一卷扬机与第二卷扬机之间的循环线缆；所述第一卷扬机与第二卷扬机分别通过齿轮或链条连接有第一力矩电机、第二力矩电机；风筝通过牵引线缆与第一卷扬机和第二卷扬机之间的循环线缆上的任一点固定连接。在上述任一方案中优选的是，第二地面发电平台通过第二牵引车牵引进行位置移动。作为另一种替代方案优选的是，还提供一个与第一地面发电平台连接的可以移动的第三发电平台，在第三地面发电平台上设有同轴连接的第三卷扬机和第三发电机，第三卷扬机上的线缆与第一卷扬机上缠绕的线缆构成第三卷扬机与第一卷扬机之间的循环线缆，所述第一卷扬机、第二卷扬机、第三卷扬机分别通过齿轮或链条连接有第一力矩电机、第二力矩电机和第三力矩电机；第三卷扬机和第一卷扬机之间的循环线缆、第一卷扬机和第二卷扬机之间的循环线缆分别通过缆绳与连接有风筝的牵引线缆连接。在上述任一方案中优选的是，所述第三地面发电平台通过第三牵引车进行位置移动。在上述任一方案中优选的是，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风筝发电装置，包括风筝（7）和第一地面发电平台（101），其特征在于:所述第一地面发电平台（101）上安装有第一发电机（103）、通过离合器（10）同轴连接的第一卷扬机（102）和第二卷扬机（111）,第一卷扬机（102）上缠绕的线缆通过第一发电平台（101）上的第一支架（611）、第一发电平台（101）上的第二支架（621）与第二卷扬机（111）上缠绕的线缆连接构成第一卷扬机（102）与第二卷扬机（111）之间的循环线缆（402）;风筝（7）通过牵引线缆（6）与第一支架（611）和第二支架（621）之间的循环线缆（402）上的任一点固定连接; 所述第一卷扬机（102）与第二卷扬机（111）分别通过齿轮或链条连接有第一力矩电机（501）、第二力矩电机（502）；第一卷扬机（102）通过其输出端上的第一单向离合器（801）与离合器（10）连接,第二卷扬机（111）通过其输出端上的第二单向离合器（802）与离合器（10）连接,在单向离合器与离合器（10）之间设有动力输出轴（12），所述动力输出轴（12）连接变速箱（11）带动第一发电机（103）发电。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：戴坚，
申请(专利权)人：戴宁，戴坚，
类型：发明
国别省市：北京;11