浮空式风力发电系统技术方案

本发明专利技术属于风力发电技术领域，尤其涉及一种利用高空风能发电的浮空式风力发电装置；由气囊飞艇、风力发电机装置和回收装置组成；气囊飞艇呈锥形筒状，沿轴线的风洞从入口到出口逐渐变小，内部由骨架支撑，外部包裹厚度均匀的气囊，外壁上半身和先半身分别固定设置有两个上尾翼和两个下尾翼；风力发电机装置由风力发电机、夹具和支撑杆组成，风力发电机通过夹具和支撑杆固定在气囊飞艇的风洞中，风力发电机的叶轮朝向风洞大端开口方向；回收装置固定在地面上，通过绳索固定牵引在气囊飞艇的大端前沿下侧；本发明专利技术的有益效果在于：设备安装方便、机动性强、可持续稳定发电；回收维修方便、生产周期调节方便；生产成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于风力发电
，尤其涉及一种高空发电装置系统。
技术介绍
风电是一种无污染的新能源，但风力发电仍然存在其弊端，比如低频噪声，所以风电需要建造在人烟稀少的地区，在一定半径内是不可以有人居住的。近年来风力发电机都往越来越高大的方向发展，但这也使得塔柱成本上升，塔柱愈长愈高也引起安全性上的疑虑，受到塔柱的限制，一般风力发电机只能固定原地不动，并且也必须选择良好风场，往往在适当的风场大量设置，因此风力发电往往被归类为集中式能源，同时低空风速的不稳定导致发电机组的功率不稳定，在并网上又是一大困。如今风力发电机都往越来越高大的方向发展，但这也使得塔柱成本上升，塔柱愈长愈高也引起安全性上的疑虑。随着对风力发电的研宄，脱离固定发电机塔，利用高空气流发电是一种全新的风电形式。高空风力发电比起主流的塔式技术，有许多优点，由于愈高的空中，气流愈稳定，发电效果也愈好，比起使用塔柱，脱离塔柱可省下塔柱成本，而还能让风机位于比塔柱所能及的范围更高的空中。浮空式的风力发电设施可以在300米左右的高度悬浮，高空强阵风可以提供持续稳定的气流。并且飘浮式技术一定范围内没有地域限制，可以机动调度，支持临时须用电的偏远地区，如临时性工程、偏远工业场址矿场等。浮空式风力发电组囊体内使用的是氦气，与地面之间通过高强度的绳索连接，回收方便，并将电力通过电缆传递至地面。若想进行检修可通过回收架将绳索与线缆回收至地面。因此，发展浮空式风力发电技术具有很好的前景。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了提供一种利用高空风能发电的浮空式风力发电装置。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是:将气囊飞艇做成浮在高空的风力发电机承载装置，同时利用风洞加大气体流速的原理，将装载风力发电机的气囊飞艇上升至300米左右的高空，利用高速穿过气囊飞艇风洞的气流推动风力发电机发电作业；气囊飞艇通过绳索固定在地面的回收固定架上，使气囊飞艇在一定范围内作业。本专利技术浮空式风力发电系统由气囊飞艇、风力发电机装置和回收装置组成；气囊飞艇呈锥形筒状，沿轴线的风洞从入口到出口逐渐变小，内部由骨架支撑，外部包裹厚度均匀的气囊，外壁上半身和先半身分别固定设置有两个上尾翼和两个下尾翼；风力发电机装置由风力发电机、夹具和支撑杆组成，风力发电机通过夹具和支撑杆固定在气囊飞艇的风洞中，风力发电机的叶轮朝向风洞大端开口方向；回收装置固定在地面上，通过四根绳索固定牵引在气囊飞艇的大端前沿下侧均匀分布的四个点上。所述的两个下尾翼沿气囊飞艇中间竖直方向对称布置，两翼间夹角为50度-80度；两个下尾翼沿气囊飞艇中间竖直方向对称布置，两翼间夹角为140度-180度。上尾翼遇到空气来流反向改变时，可以利用空气动力调节方向与改变后的风向一致。下尾翼利用空气动力增大飞艇囊体升力，使飞艇能够稳定的飞行。所述的气囊飞艇的内壁均匀布置有3个支撑杆固定点。所述的夹具外壁上均匀布置有3个支撑杆安装板，其上开设螺栓口。所述的支撑杆呈Y字形结构，岔口端固定安装在夹具外壁的安装板上，另一端固定安装在气囊飞艇内壁的支撑杆固定点上。所述的支撑杆分3个方向呈120°均匀分布支撑，一支与气囊飞艇I竖直布置安装。其作用是，易于安装，各杆受力均匀。所述的风力发电机与气囊飞艇重心重合安装，采用TN供电系统，电力输出线沿绳索布置连接逆变器回收装置上的储电装置。所述的回收装置包括绳索、绕线装置、储电装置和气囊飞艇支架；四根绳索分别独立牵引在回收装置和气囊飞艇之间，每根绳索的一端固定连接在绕线装置上，另一端固定连接在气囊飞艇外壁大端前沿最低点。本专利技术的有益效果在于:设备安装方便、机动性强、可持续稳定发电；回收维修方便、生产周期调节方便；生产成本低。【附图说明】附图1为本专利技术连接布置示意图；附图2为本专利技术气囊飞艇正面示意图；附图3为本专利技术风力发电机安装示意图；附图中:气囊飞艇1、上尾翼11、下尾翼12、支撑杆固定点13、风力发电机装置2、风力发电机21、夹具22、安装板221、支撑杆23、回收装置3、绳索31。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术做进一步详细的说明:本专利技术浮空式风力发电系统由气囊飞艇1、风力发电机装置2和回收装置3组成；气囊飞艇I呈锥形筒状，沿轴线的风洞从入口到出口逐渐变小，内部由骨架支撑，外部包裹厚度均匀的气囊，外壁上半身和先半身分别固定设置有两个上尾翼11和两个下尾翼12 ;风力发电机装置2由风力发电机21、夹具22和支撑杆23组成，风力发电机21通过夹具22和支撑杆23固定在气囊飞艇I的风洞中，风力发电机21的叶轮朝向风洞大端开口方向；回收装置3固定在地面上，通过四根绳索31固定牵引在气囊飞艇I的大端前沿下侧均匀分布的四个点上。所述的两个上尾翼11沿气囊飞艇I中间竖直方向对称布置，两翼间夹角为50度-80度；两个下尾翼12沿气囊飞艇I中间竖直方向对称布置，两翼间夹角为140度-180度；上尾翼11顶端分别安装避雷针，引线通过气囊外壁连接到绳索31，沿绳索31接地。所述的气囊飞艇I的内壁均匀布置有3个支撑杆固定点13。所述的夹具22外壁上均匀布置有3个支撑杆安装板221，其上开设螺栓口。所述的支撑杆23呈Y字形结构，岔口端固定安装在夹具22外壁的安装板221上，另一端固定安装在气囊飞艇I内壁的支撑杆固定点12上。所述的支撑杆23分3个方向呈120°均匀分布支撑，一支与气囊飞艇I竖直布置安装。所述的风力发电机21与气囊飞艇I重心重合安装，采用TN供电系统，电力输出线沿绳索31布置连接逆变器回收装置3上的储电装置。所述的回收装置3包括绳索31、绕线装置、储电装置和气囊飞艇支架；四根绳索31分别独立牵引在回收装置3和气囊飞艇I之间，每根绳索31的一端固定连接在绕线装置上，另一端固定连接在气囊飞艇I外壁大端前沿最低点。【主权项】1.一种浮空式风力发电系统，整体框架结构由钣金焊接制成，其特征在于:由气囊飞艇(I)、风力发电机装置(2)和回收装置(3)组成；气囊飞艇(I)呈锥形筒状，沿轴线的风洞从入口到出口逐渐变小，内部由骨架支撑，外部包裹厚度均匀的气囊，外壁上半身和先半身分别固定设置有两个上尾翼(11)和两个下尾翼(12);风力发电机装置(2)由风力发电机(21)、夹具(22)和支撑杆(23)组成，风力发电机(21)通过夹具(22)和支撑杆(23)固定在气囊飞艇(I)的风洞中，风力发电机(21)的叶轮朝向风洞大端开口方向；回收装置(3)固定在地面上，通过四根绳索(31)固定牵引在气囊飞艇(I)的大端前沿下侧均匀分布的四个点上。2.如权利要求1所述的浮空式风力发电系统，其特征在于:两个上尾翼(11)沿气囊飞艇(I)中间竖直方向对称布置，两翼间夹角为50度-80度；两个下尾翼(12)沿气囊飞艇(I)中间竖直方向对称布置，两翼间夹角为140度-180度；上尾翼(11)顶端分别安装避雷针，引线通过气囊外壁连接到绳索(31)，沿绳索(31)接地。3.如权利要求1所述的浮空式风力发电系统，其特征在于:气囊飞艇(I)的内壁均匀布置有3个支撑杆固定点(13)。4.如权利要求1所述的浮空式风力发电系统，其特征在于:夹具(22)外壁上均匀布置有3个支撑杆安装板(221)，其上开设螺栓口。5.如权利要求1所述的浮空式风力发电系统，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种浮空式风力发电系统,整体框架结构由钣金焊接制成，其特征在于：由气囊飞艇(1)、风力发电机装置(2)和回收装置(3)组成；气囊飞艇(1)呈锥形筒状，沿轴线的风洞从入口到出口逐渐变小，内部由骨架支撑，外部包裹厚度均匀的气囊，外壁上半身和先半身分别固定设置有两个上尾翼(11)和两个下尾翼(12)；风力发电机装置(2)由风力发电机(21)、夹具(22)和支撑杆(23)组成，风力发电机(21)通过夹具(22)和支撑杆(23)固定在气囊飞艇(1)的风洞中，风力发电机(21)的叶轮朝向风洞大端开口方向；回收装置(3)固定在地面上，通过四根绳索(31)固定牵引在气囊飞艇(1)的大端前沿下侧均匀分布的四个点上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘雄飞，白忍刚，郭晓超，蔡昌亨，陈文嘉，尹彤，
申请(专利权)人：中国矿业大学银川学院，
类型：发明
国别省市：宁夏;64