CN101660496B - 可避让强风的立轴风力发电系统 - Google Patents

可避让强风的立轴风力发电系统 Download PDF

Info

Publication number
CN101660496B
CN101660496B CN2008101828945A CN200810182894A CN101660496B CN 101660496 B CN101660496 B CN 101660496B CN 2008101828945 A CN2008101828945 A CN 2008101828945A CN 200810182894 A CN200810182894 A CN 200810182894A CN 101660496 B CN101660496 B CN 101660496B
Authority
CN
China
Prior art keywords
wind
main
wing
main boom
line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2008101828945A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101660496A (zh
Inventor
苏大庆
甘乐军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhongjin Fuhua Energy Technology Co Ltd
Original Assignee
Zhongjin Fuhua Energy Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhongjin Fuhua Energy Technology Co Ltd filed Critical Zhongjin Fuhua Energy Technology Co Ltd
Priority to CN2008101828945A priority Critical patent/CN101660496B/zh
Priority to PCT/CN2009/075105 priority patent/WO2010066161A1/zh
Publication of CN101660496A publication Critical patent/CN101660496A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101660496B publication Critical patent/CN101660496B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/06—Rotors
    • F03D3/062—Rotors characterised by their construction elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/21—Rotors for wind turbines
    • F05B2240/211—Rotors for wind turbines with vertical axis
    • F05B2240/218—Rotors for wind turbines with vertical axis with horizontally hinged vanes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/91—Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure
    • F05B2240/911—Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure already existing for a prior purpose
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/728—Onshore wind turbines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

本发明涉及一种能够有效避让恶劣的强风环境对系统造成损毁，高效利用风能，运行更为安全稳定的立轴风力发电系统。利用风能直接驱动立轴风力发电系统的主风翼，通过主悬臂、主悬臂固定轮毂及主轴以带动发电机发出电力；而当出现恶劣的强风环境时，通过变换主风翼的竖向开张角度、主风翼伸缩、折叠、变形及百叶窗形式的叶片开张角度的调整等方式来调节主风翼迎风面积，以实现有效避让强风对系统造成的风毁，不仅如此，还特别设置了强风预警系统，当侦测到有超过警戒风速值的强风来袭时，可提前对系统发出指令以采取强风避让措施，极大地改善了风力发电系统的运行状态和安全性。

Description

可避让强风的立轴风力发电系统
技术领域
本发明涉及一种可避让强风的立轴风力发电系统，用于利用风能获取清洁能源的技术领域。即可高效利用风能，又可有效避让恶劣的强风环境对系统造成的损毁，极大地改善了系统运行的安全性，使立轴风机由理论向实际应用有了实质性的突破。
背景技术
现有的立轴风力发电系统对如何避让恶劣的强风环境对系统造成的风毁损失尚无很好的解决办法，从而限制了立轴风力发电系统诸多技术优势的使用和发挥。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种能够有效避让恶劣的强风环境对系统造成损毁，高效利用风能，运行更为安全稳定的立轴风力发电系统。利用风能直接驱动立轴风力发电系统的主风翼，通过主悬臂、主悬臂固定轮毂及主轴以带动发电机发出电力；而当出现恶劣的强风环境时，通过变换主风翼的竖向开张角度、主风翼伸缩、折叠、变形及百叶窗形式的叶片开张角度的调整等方式来调节主风翼迎风面积，以实现有效避让强风对系统造成的风毁，不仅如此，还特别设置了强风预警系统，当侦测到有超过警戒风速值的强风来袭时，可提前对系统发出指令以采取强风避让措施，极大地改善了系统的运行状态和安全性。
本发明的技术方案如下
一种可避让强风的立轴风力发电系统，包括主风翼1、整流副翼2、离心力衰减翼3、主风翼迎风角度控制器4、主风翼连接轴5、主风翼控制拉索6、主风翼控制电机7、主悬臂8、主悬臂控制拉索9、主悬臂控制拉索固定轮毂10、主悬臂固定轮毂及主轴11、主悬臂横向扭矩加强拉索12、发电机系统13、维护平台14、塔柱15、预警接收装置16、控制中心17、测风预警哨塔18、预警测风仪19，预警发射装置20、双梁主悬臂21、风速仪22。
当主风翼1在风的驱动下产生旋转动力时，通过主风翼连接轴5、主悬臂8、主悬臂固定轮毂及主轴11带动发电机系统13运转以发出电力。在系统运行过程中，整流副翼2用来减小主风翼翼端的振动；离心力衰减翼3用来减弱风机转动时产生的巨大离心力；固定在主悬臂控制拉索固定轮毂10上的主悬臂控制拉索9用来加强主悬臂的支撑力，并通过主悬臂控制拉索9的缩放可改变主悬臂的支撑角度，以实现不同工作状态下对主悬臂支撑角度的要求；主风翼迎风角度控制器4可调整主风翼的迎风夹角，以使系统在弱风状态下顺利启动；主悬臂横向扭矩加强拉索12用来加强主风翼1通过主悬臂8对主悬臂固定轮毂及主轴的拉动扭矩；维护平台14便于系统维护；塔柱15支撑并固定系统。主悬臂横向扭矩加强拉索的作用还可通过采用双梁主悬臂21的形式来实现。
当系统遇到恶劣的强风环境时，通过主风翼控制电机7和主风翼控制拉索6来实现主风翼1的竖向开张角度的调整直至完全水平收缩，从而极大地减小主风翼1在强风环境中的迎风面积，减小风阻，有效克服系统的风毁危险。在实现主风翼1竖向开张角度的调整直至完全水平收缩的过程中，除采用主风翼控制电机7和主风翼控制拉索6外，还可采取液压拉杆及伸缩螺杆等结构来实现。
在克服系统的风毁危险的过程中，主风翼1迎风面积的调整还可通过主风翼翼面的伸缩、折叠、变形及百叶窗形式的叶片开张角度的调整来实现。主风翼百叶可横向设置，也可竖向设置。
主风翼1的迎风面积可根据系统的运行需要随机调整。配合系统发电负荷需求，在不同负荷、不同风速情况下配合以不同的主风翼迎风面积，以使系统处于最佳运行状态。
恶劣的强风环境往往在很短的时间里即会对系统造成损毁，根据环境和设备需要，可设置强风预警系统。在立轴风力发电机或发电机群周边来风方向适当距离及适当高度设置若干测风预警哨塔18，随时将预警测风仪19测得的风速值通过预警发射装置20及预警接收装置16以有线或无线电形式传回到控制中心17，以作为系统运行的依据和提前采取强风避让措施的依据。当测风预警哨塔18及控制中心17侦测到有超过警戒风速值的强风来袭时，可提前发出指令以采取强风避让措施。
附图说明
图1是本发明可避让强风的立轴风力发电系统结构示意图。
图2是本发明可避让强风的立轴风力发电系统的预警系统示意图。
图3是本发明可避让强风的立轴风力发电系统的双梁主悬臂示意图。
图4表示本发明主风翼张角的调整也可采用液压拉杆及伸缩螺杆结构。
图5表示本发明主风翼全收缩状态。
图6表示本发明主风翼迎风面积的调整可采用风翼折叠形式。
图7表示本发明可折叠主风翼的全收缩状态。
图8表示本发明主风翼迎风面积的调整可采用百叶窗形式的结构。
图8a和图8b表示本发明百叶窗形式的主风翼百叶的张开状态。
图8c和图8d表示本发明百叶窗形式的主风翼百叶的闭合状态。
图9表示主风翼迎风面积的调整可通过翼面的伸缩、变形来实现。
图10表示本发明主悬臂控制拉索9的缩放可改变主悬臂的支撑角度。
具体实施方式
本发明主要是通过以下方法来实现的。
当主风翼1在风的驱动下产生旋转动力时，通过主风翼连接轴5、主悬臂8、主悬臂固定轮毂及主轴11带动发电机系统13运转以发出电力；在系统运行过程中，整流副翼2用来减小主风翼翼端的振动；离心力衰减翼3用来减弱风机转动时产生的巨大离心力；固定在主悬臂控制拉索固定轮毂10上的主悬臂控制拉索9用来加强主悬臂的支撑力，并通过主悬臂控制拉索9的缩放可改变主悬臂的支撑角度，以实现不同工作状态下对主悬臂支撑角度的要求；主风翼迎风角度控制器4可调整主风翼的迎风夹角，以使系统在弱风状态下顺利启动；主悬臂横向扭矩加强拉索12用来加强主风翼1通过主悬臂8对主悬臂固定轮毂及主轴的拉动扭矩；维护平台14便于系统维护；塔柱15支撑并固定系统。主悬臂横向扭矩加强拉索的作用还可通过采用双梁主悬臂21的形式来实现。
当系统遇到恶劣的强风环境时，通过主风翼控制电机7和主风翼控制拉索6来实现主风翼1的竖向开张角度的调整直至完全水平收缩，从而极大地减小主风翼1在强风环境中的迎风面积，减小风阻，有效克服系统的风毁危险。在实现主风翼1竖向开张角度的调整直至完全水平收缩的过程中，除采用主风翼控制电机7和主风翼控制拉索6外，还可采取液压拉杆及伸缩螺杆等结构来实现。
在克服系统的风毁危险的过程中，主风翼迎风面积的调整还可通过主风翼翼面的伸缩、折叠、变形及百叶窗形式的叶片开张角度的调整来实现。主风翼百叶可横向设置，也可竖向设置。
主风翼1的迎风面积可根据系统的运行需要随机调整。配合系统发电负荷需求，在不同负荷、不同风速情况下配合以不同的主风翼迎风面积，以使系统处于最佳运行状态。
恶劣的强风环境往往在很短的时间里即会对系统造成损毁，根据环境和设备需要，可设置强风预警系统。在立轴风力发电机或发电机群周边来风方向适当距离及适当高度设置若干测风预警哨塔18，随时将预警测风仪19测得的风速值通过预警发射装置20及预警接收装置16以有线或无线电形式传回到控制中心17，以作为系统运行的依据和提前采取强风避让措施的依据。当测风预警哨塔18及控制中心17侦测到有超过警戒风速值的强风来袭时，可提前发出指令以采取强风避让措施。

Claims (4)

1.一种可避让强风的立轴风力发电系统，其特征在于：包括主风翼、整流副翼、离心力衰减翼、主风翼迎风角度控制器、主风翼连接轴、主风翼控制拉索、主风翼控制电机、主悬臂、主悬臂控制拉索、主悬臂控制拉索固定轮毂、主悬臂固定轮毂、主轴、主悬臂横向扭矩加强拉索、发电机系统、维护平台、塔柱；
当主风翼在风的驱动下产生旋转动力时，通过主风翼连接轴、主悬臂、主悬臂固定轮毂及主轴带动发电机系统运转以发出电力；
在系统运行过程中，整流副翼用来减小主风翼翼端的振动；离心力衰减翼用来减弱风机转动时产生的巨大离心力；固定在主悬臂控制拉索固定轮毂上的主悬臂控制拉索用来加强主悬臂的支撑力，并通过主悬臂控制拉索的缩放可改变主悬臂的支撑角度，以实现不同工作状态下对主悬臂支撑角度的要求；
主悬臂横向扭矩加强拉索用来加强主风翼通过主悬臂对主悬臂固定轮毂及主轴的拉动扭矩；维护平台便于系统维护；塔柱支撑并固定系统；
当系统遇到恶劣的强风环境时，通过主风翼控制电机和主风翼控制拉索来实现主风翼的竖向开张角度的调整直至完全水平收缩，从而极大地减小主风翼在强风环境中的迎风面积，减小风阻，有效克服系统的风毁危险。
2.根据权利要求1所述的可避让强风的立轴风力发电系统，其特征在于：主风翼迎风角度控制器可调整主风翼的迎风夹角，以使系统在弱风状态下顺利启动。
3.根据权利要求1所述的可避让强风的立轴风力发电系统，其特征在于：主风翼的迎风面积可根据系统的运行需要随机调整，配合系统发电负荷需求，在不同负荷、不同风速情况下配合以不同的主风翼迎风面积，以使系统处于最佳运行状态。
4.根据权利要求1所述的可避让强风的立轴风力发电系统，其特征在于：根据环境和设备需要，设置强风预警系统，在立轴风力发电机周边来风方向适当距离及适当高度设置若干测风预警哨塔，随时将预警测风仪测得的风速值通过预警发射装置及预警接收装置以有线或无线电形式传回到控制中心，以作为系统运行的依据和提前采取强风避让措施的依据，当测风预警哨塔及控制中心侦测到有超过警戒风速值的强风来袭时，可提前发出指令以采取强风避让措施。
CN2008101828945A 2008-12-12 2008-12-12 可避让强风的立轴风力发电系统 Expired - Fee Related CN101660496B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008101828945A CN101660496B (zh) 2008-12-12 2008-12-12 可避让强风的立轴风力发电系统
PCT/CN2009/075105 WO2010066161A1 (zh) 2008-12-12 2009-11-24 立轴风力发电系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008101828945A CN101660496B (zh) 2008-12-12 2008-12-12 可避让强风的立轴风力发电系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101660496A CN101660496A (zh) 2010-03-03
CN101660496B true CN101660496B (zh) 2012-04-18

Family

ID=41788716

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008101828945A Expired - Fee Related CN101660496B (zh) 2008-12-12 2008-12-12 可避让强风的立轴风力发电系统

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN101660496B (zh)
WO (1) WO2010066161A1 (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101915205B (zh) * 2010-09-03 2012-11-07 许士泉 可调迎风面积的风力机叶片
CN102086841B (zh) * 2011-03-01 2013-06-19 国能风力发电有限公司 垂直轴风力发电机的风轮斜拉结构
CN103277253B (zh) * 2012-02-29 2015-02-25 南通大学 高风能捕获效率的垂直轴风力机旋转主轴振颤抑制方法
TWI554680B (zh) * 2014-01-03 2016-10-21 羅義機電有限公司 以受風板片推動長臂的風力機
CN105089923A (zh) * 2015-08-14 2015-11-25 郭鹏 一种智能化风力发电机叶片结构
CN105888968B (zh) * 2015-10-27 2018-10-23 王智勇 一种抗台风的风力发电机
CN107191322B (zh) * 2017-06-22 2019-08-16 深圳市奈士迪技术研发有限公司 一种具有防风功能的风力发电机
CN107387309A (zh) * 2017-08-08 2017-11-24 上海交通大学 一种折臂式抗台风风机
CN111089032B (zh) * 2020-01-13 2024-09-24 李大伟 一种大功率可调节的垂直轴风力发电机组及控制方法
CN113023598A (zh) * 2021-04-20 2021-06-25 广西建工集团建筑机械制造有限责任公司 一种可利用风能辅助回转的节能塔机
CN117068685A (zh) * 2023-06-27 2023-11-17 株洲新时代输送机械有限公司 一种用于圆形堆取料机的支撑装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN86206420U (zh) * 1986-08-30 1987-04-22 万立新 船用立轴风力机
CN1088659A (zh) * 1992-12-22 1994-06-29 刘宝生 风电高效联网方法
US6929671B2 (en) * 2001-05-29 2005-08-16 Eung-Pil Kim Combination air purifier and wind generator

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5920871B2 (ja) * 1980-08-04 1984-05-16 工業技術院長 風車
CN2487884Y (zh) * 2001-01-11 2002-04-24 卫运法 大树型风车
JP2005061328A (ja) * 2003-08-13 2005-03-10 Fjc:Kk 風車の羽根並びに縦軸風車
CN2777235Y (zh) * 2005-04-06 2006-05-03 阚世忠 风力发电机网架结构功能型塔架
CN1328506C (zh) * 2005-06-14 2007-07-25 韩永勤 风能发电机
CN201306248Y (zh) * 2008-10-20 2009-09-09 苏大庆 可避让强风的立阵组合式立轴风力发电系统
CN201391419Y (zh) * 2008-12-12 2010-01-27 中金富华能源科技有限公司 可避让强风的立轴风力发电系统
CN201391420Y (zh) * 2008-12-12 2010-01-27 中金富华能源科技有限公司 多层多柱组合式立轴风力发电系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN86206420U (zh) * 1986-08-30 1987-04-22 万立新 船用立轴风力机
CN1088659A (zh) * 1992-12-22 1994-06-29 刘宝生 风电高效联网方法
US6929671B2 (en) * 2001-05-29 2005-08-16 Eung-Pil Kim Combination air purifier and wind generator

Also Published As

Publication number Publication date
CN101660496A (zh) 2010-03-03
WO2010066161A1 (zh) 2010-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101660496B (zh) 可避让强风的立轴风力发电系统
CN201391419Y (zh) 可避让强风的立轴风力发电系统
CN103807096B (zh) 风力涡轮机及其控制方法
CA2778551C (en) A wind turbine and an associated yaw control method
US11506180B2 (en) Enclosure with vortex-induced vibration suppression function and method for suppressing vortex-induced vibration
US20140030090A1 (en) Systems and methods for controlling tower clearance in a wind turbine
CN105697237A (zh) 一种采用自动控制技术的风力发电机
WO2019091021A1 (zh) 一种适用于海上单桩式风机安装的主动式阻尼装置
CN102032120B (zh) 抗强风的可展索-塔型风力发电机
CN101666292B (zh) 立阵组合式立轴风力发电系统
CA2582063A1 (en) Method for operation of a wind energy installation
CN106382185A (zh) 一种可伸缩型风机风轮或叶片及风力发电机
CN104131952A (zh) 一种垂直轴风力发电机
CN114233577B (zh) 一种可升降风力发电装置
CN102979667A (zh) 一种风力发电机叶轮
CN101660497B (zh) 多层多柱组合式立轴风力发电系统
CN201391420Y (zh) 多层多柱组合式立轴风力发电系统
CN202001194U (zh) 一种抗强风的可展索-塔型风力发电机
CN114930016A (zh) 偏航管理
CN202756176U (zh) 一种风轮叶片可调速的垂直轴风力发电机
CN201306248Y (zh) 可避让强风的立阵组合式立轴风力发电系统
CN102269126A (zh) 一种电动变桨距控制系统
CN102116263A (zh) 一种攻角跟随式兆瓦级垂直轴风力发电机
CN204024910U (zh) 一种风电装置用扭矩限幅变桨装置
CN206555073U (zh) 一种风力发电机叶片安装装置的角度调节机构

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120418

Termination date: 20211212

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee