【技术实现步骤摘要】
本专利技术属新能源发电，涉及发电机在空气中浮动，利用空气流动来发电的装置。
技术介绍
1、在全球气候变暖的趋势下，各国纷纷开发清洁能源技术，如光伏发电、风力发电、水力发电、核能发电等技术。空气流具有的动能，称为风能，空气流速越高，动能越大。风力发电站利用地表风，受到地表粗糙度的影响，风速不高，所发电能不多。为了发更多的电，风机塔筒的高度不断抬升，现在已经到了100多米，叶片也长达100多米。
2、另外，风力发电是靠天发电，有风才能发电，无风就只能等待。一年平均的发电时间只有3000小时左右，也就是说它一年只有三分之一左右的时间在工作，而且风力发电不能按照用电需求来发电，用电高峰时，风力不足，发电量不能满足用电需求；用电低峰时，风力强劲，发的电又无处可用，成为垃圾电。
技术实现思路
1、为了克服现有风力发电技术的不足，本专利技术提供一种能有效利用空气流动来发电的系留式浮动发电机组装置。
2、系留式浮动发电机组装置包括：框架、发电机组、叶片、浮空气囊、升降控制组件、卷扬机、系留缆绳和输电电缆；所述发电机组由多个安装于所述框架中的发电机组成；所述叶片安装在所述发电机上；所述浮空气囊与所述框架相连；所述卷扬机安装在所述框架下面或固定在地面上；所述升降控制组件与所述浮空气囊相连；所述系留缆绳一端系于所述卷扬机上，另一端系于地面固定物；所述输电电缆一端连接所述发电机组，系于所述发电机，另一端输出电力。
3、进一步地，所述框架为网格状，中间有多个风道；所述风道
4、变径风道是指风道截面积逐渐变大或变小，像圆锥、棱锥一样。上变径风道是指在框架上部，截面积从上到下逐渐变小的收缩型风道。下变径风道是指在框架下部，截面积从上到下逐渐变大的扩张型风道。等径风道是指风道截面积不变，比如：圆柱体、三角柱体、正方柱体、长方柱体、正六边柱体等等。多边形风道的开口形状可以是三角形、正方形、长方形、正六边形等等。
5、进一步地，所述框架依次上下连接，组成多层框架；所述框架之间用多个所述系留缆绳和所述输电电缆连接；本层所述系留缆绳一端系于所述卷扬机上，另一端系于下层所述框架；最底层的所述框架的所述系留缆绳一端系于所述卷扬机上，另一端系于地面固定物，或者一端系于所述框架上，另一端系于地面上的所述卷扬机；本层所述输电电缆一端连接本层所述发电机组，系于本层所述卷扬机上，另一端连接下层所述框架的所述卷扬机上的所述输电电缆；最底层的所述框架的所述输电电缆一端连接最底层的所述发电机组，系于所述卷扬机上，另一端输出电力。
6、进一步地，所述浮空气囊是非弹性气囊，内有两个气囊，分别充有浮升气体或空气。浮升气体是指密度小于空气的气体，比如：氢气或氦气。若一个气囊充有浮升气体，则另一个气囊充有空气；若一个气囊充有空气；则另一个气囊充有浮升气体。两个气囊可以套在一起(即一个气囊套在另一个气囊里)，也可以并在一起(即一个气囊和另一个气囊相邻)。
7、进一步地，所述升降控制组件包括：风机、排气阀、控制器；所述风机和所述排气阀连接到充有空气的所述气囊；所述控制器控制所述风机和所述排气阀的开关，来控制所述浮空气囊中空气的气压。所述所述控制器通过所述控制器打开所述风机将空气充入充有空气的所述气囊，从而增加所述浮空气囊中浮升气体的气压，由于所述浮空气囊是非弹性气囊，整体体积是固定的，浮升气体的体积就会减少，也就减少所述浮空气囊的浮力。所述控制器打开所述排气阀使空气从充有空气的所述气囊中排出，从而降低所述浮空气囊中浮升气体的气压，同样的，浮升气体的体积就会增加，也就增加所述浮空气囊的浮力。
8、另一方面，所述系留式浮动发电机组装置的控制方法，包括以下三个过程：
9、一、顶部过程：所述框架处于顶部，将要改变运动方向(从上升变成下降)时，打开所述风机，向所述浮空气囊中吹进空气，减少所述框架浮力，直到所述框架下降，所述升降控制组件关闭所述风机，空气带动所述叶片转动，使所述发电机组发电；
10、二、底部过程：所述框架处于底部，将要改变运动方向(从下降变成上升)时，打开所述排气阀，让空气从所述浮空气囊中排出，增加所述框架浮力，直到所述框架上升，所述升降控制组件关闭所述排气阀，空气带动所述叶片转动，使所述发电机组发电；
11、三、中间过程：所述框架在顶部和底部之间上下运动时，所述升降控制组件通过开关所述风机或所述排气阀，增加或减少所述框架的浮力，控制所述框架上升或下降的速度，从而控制所述发电机组发电功率。
12、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是，由于本专利技术利用浮空气囊和升降控制组件主动发电，克服了目前风力发电靠风吹，被动发电的缺点，可以不受地域限制地在需要用电的地区建发电站，还避免了电力远距离传输的电力损失和传输线路容量的限制，而且本专利技术提供长期稳定地电力，可以代替火力发电等落后发电技术。另外，本专利技术利用变径风道，改变气流通过叶片的速度，提高发电效率，克服目前风力发电需要长叶片的缺点，缩小风机尺寸。本专利技术还将多个发电机组组成发电机组群，有效利用空间，提高本专利技术的发电量。
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1.系留式浮动发电机组装置，其特征在于，包括：框架、发电机组、叶片、浮空气囊、升降控制组件、卷扬机、系留缆绳和输电电缆；所述发电机组由多个安装于所述框架中的发电机组成；所述叶片安装在所述发电机上；所述浮空气囊与所述框架相连；所述卷扬机安装在所述框架下面或固定在地面上；所述升降控制组件与所述浮空气囊相连；所述系留缆绳一端系于所述卷扬机上，另一端系于地面固定物；所述输电电缆一端连接所述发电机组，系于所述卷扬机上，另一端输出电力。
2.根据权利要求1所述框架，其特征在于，所述框架为网格状，中间有多个风道；所述风道包括：等径风道 和/或 上变径风道 和/或 下变径风道；所述上变径风道和所述下变径风道的开口形状是多边形；所述等径风道形状是柱体形状；所述发电机安装在所述等径风道中。
3.根据权利要求2所述框架，其特征在于，所述框架依次上下连接，组成多层框架；所述框架之间用多个所述系留缆绳和所述输电电缆连接；本层所述系留缆绳一端系于所述卷扬机上，另一端系于下层所述框架；最底层的所述框架的所述系留缆绳一端系于所述卷扬机上，另一端系于地面固定物，或者一端系于所述框架上，另一
4.根据权利要求1所述浮空气囊，其特征在于，所述浮空气囊是非弹性气囊，内有两个气囊，分别充有浮升气体或空气。
5.根据权利要求1所述升降控制组件，其特征在于，所述升降控制组件包括：风机、排气阀和控制器；所述风机和所述排气阀连接到充有空气的所述气囊；所述控制器控制所述风机和所述排气阀的开关。
6.根据权利要求1～5中任一所述系留式浮动发电机组装置的控制方法，其特征在于，控制方法包括以下三个过程：
...【技术特征摘要】
1.系留式浮动发电机组装置，其特征在于，包括：框架、发电机组、叶片、浮空气囊、升降控制组件、卷扬机、系留缆绳和输电电缆；所述发电机组由多个安装于所述框架中的发电机组成；所述叶片安装在所述发电机上；所述浮空气囊与所述框架相连；所述卷扬机安装在所述框架下面或固定在地面上；所述升降控制组件与所述浮空气囊相连；所述系留缆绳一端系于所述卷扬机上，另一端系于地面固定物；所述输电电缆一端连接所述发电机组，系于所述卷扬机上，另一端输出电力。
2.根据权利要求1所述框架，其特征在于，所述框架为网格状，中间有多个风道；所述风道包括：等径风道 和/或 上变径风道 和/或 下变径风道；所述上变径风道和所述下变径风道的开口形状是多边形；所述等径风道形状是柱体形状；所述发电机安装在所述等径风道中。
3.根据权利要求2所述框架，其特征在于，所述框架依次上下连接，组成多层框架；所述框架之间用多个所述系留缆绳和所述输电电缆连接；本层...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶江新，吕金华，肖尧，
申请(专利权)人：武汉空能新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：
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