CN101846042A - 高效的叶片后置型风力发电装置 - Google Patents

Abstract

现有刚性叶片风力发电机在微风状态下发电性能低，在高风速状态又会产生强风载，变的不稳定；发电效率低，并网稳定性差，故障率高，成本高，这些问题已严重阻碍了我国风电产业的发展。本发明采用新型柔性羽形叶片，是一种根据仿生学原理设计的智能叶片，可以根据风速的变化相应改变受风的型面，可以实现在低风速满载，在高风速卸载，更符合风电机运行特性的要求，可以保证风电机安全稳定的运转。柔性羽形叶片受风面积可以增大2～3倍，可以大幅提高微风发电性能，有风就能发电，大幅提高风速区间3～8米/秒的发电量，年发电时间和发电量可提高2～3倍，省掉了偏航装置和变桨距装置，大幅降低风电机成本，特别适合在我国陆地大量推广使用。

Description

高效的叶片后置型风力发电装置

所属技术领域：

本发明是涉及风力发电的一种新型风力发电装置。现有大型风力发电技术都是从欧洲引进，是以海洋性气候发展起来的高风速风电机，自身就存在发电效率低，并网稳定性差，故障率高，成本高等问题，在陆地使用问题更突出。本新型风力发电装置采用新型柔性叶片，可以有效增大叶片的受风面积，大幅提高风电机的微风发电性能，提高并网的稳定性，省掉了偏航装置和变浆距装置，大幅降低风电机的制作成本，良好的微风发电性能和低成本适合在全国各地推广使用，将为我国开发风电新能源作出巨大贡献。

背景技术：

风能发电最初出现在十九世纪未，丹麦人首先研制了风能发电机，自二十世纪八十年代起，这项技术不断发展，并日渐成熟。根据叶片固定轴的方位，风力发电机主要分为两类，一种为横轴式风力发电机，其特点是转轴方向与风向一致。一种为竖轴式风力发电机，其特点是转轴方向与风向成直角，竖轴式风力发电机的叶片形状很多，这里不再赘述。本专利涉及横轴式风力发电机，下面主要对横轴式风力发电机的现有技术进行叙述。横轴式风力发电机根据风叶受风的方向，又分为逆风式风力发电机和顺风式风力发电机，逆风式风力发电机风轮在发电机前部，风轮面向来风。顺风式风力发电机风轮在发电机后部，来风是从风轮的背后吹来，顺风式风力发电机应用很少，本专利技术也属于顺风式风力发电机。

目前主流风电机组都采用横轴式逆风型三叶片结构。偏航技术、变浆距技术和大叶片制造技术是目前大功率发电机组的核心技术。偏航技术就是利用风向测试装置、电子控制装置和机械传动装置，控制风力发电机沿水平方向转动，使风轮始终面向着来风的方向，以获取最大的风能。变浆距技术就是利用风力测速装置、电子控制装置和机械传动装置控制浆叶沿纵轴旋转叶片，控制风轮的能量吸收，保持一定的能量输出，变浆距调节的优点是机组启动性能好，输出功率稳定，机组结构受力小，停机方便安全。

近年我国的风电产业得到飞速发展，在全国建成了几个非常大的风力发电场，在装机容量上已位居世界第四位，发展规模令人注目，但发展中存在的问题越来越突出。首先是装机容量很大，但发电量还很低，有效发电时间短，不能形成对电力网的有效补充，也不能形成对电力网的稳定输出；其次是风电机并网稳定性没有保证，特别是风电机大规模并网，对电网的冲击和损害是非常严重的，必然造成并网困难；还有故障率很高，维护成本大，风电机的安全性也没有保证。

这些问题的存在与叶片的性能有很大关系，现有大功率风力发电机的叶片都很巨大，现有2MW发电机组叶片长达60米，是参照直升飞机的浆叶设计制造的窄长条形叶片，强刚性能要求非常高，制造成本很大，叶片的形状根据空气动力学原理制造，就象飞机的机翼一样，并非风推动风轮叶片，而是靠风吹过叶片正反面形成的气压差产生升力，在微风状态下，空气动力性能肯定是很弱的，就像飞机速度低没有升力一样，这样必然造成微风发电性能差。在高风速状态下，叶片的空气动力性能不断增强，叶片的性能不但不能起到稳速稳频的作用，反而成了风电机不稳定和强破坏性的发源地，我们通过简单的量化计算就可知道它的危害程度。我们以1.5MW风电机为例进行说明，设计风速为13m/s，产生的能量为1.5MW，可转换为152958kgf·m/s，核算在叶片上的风载可达百吨。若12级台风的平均风速为34m/s，而风的能量与风速的关系是三次方的关系，那么在台风状态下叶片产生的风载将达千吨以上，这个数值是相当惊人的。我们知道风电机的控制系统有卸载功能，但任何控制系统都存在滞后性，不可能对叶片及时完全卸载，这样大的风载形成的冲击力是任何机械装置都无法承受的，我们设计制造的变速装置很大，强度也非常高，但仍不能避免这种冲击力对变速装置的损坏。所以，现有刚性叶片在高风速下的强风载是造成风电机不稳定的主要因素，也会造成风电机的破坏。

叶片产生的高风载是造成风电机不稳定和安全性没有保证的外因，则控制系统的滞后性是造成这个问题的内因。现有风电机的控制装置主要有偏航装置和变浆矩装置，我们知道自然界的风向和风速都是随时随机变化的，我们的调节装置虽然可以根据风向和风速调整，但在速度上始终是滞后的，并不能完全满足风电机平稳发电的需要。比如在自然界中风向呈90°变化是经常发生的，偏航装置和变浆矩装置的响应速度若是1°/秒，90°就需要90秒的调整时间，在这么长的调整过程中，风轮叶片所受的风力角是完全不同的，也就是叶片所受的风力是变化的，必然造成风轮转速的不稳定，从而影响到风电机输出功率的稳定，严重时就会造成风电机解网，造成电网的不稳定。这种调节的滞后性在强风暴的气候条件下，往往会造成严重的后果，在高风速情况下叶片处于顺浆位置，若风向发生90°变化，就会使叶片完全处于大面积受风的状态，使叶片受力突然增大，叶片受到的强大风载就会通过传动轴对变速装置造成巨大的冲击，巨大的风载也会对偏航装置造成冲击，造成变速装置和偏航装置的损坏，叶片也有可能被折损坏。所以控制系统的滞后性将影响控制效果，风电机庞大，控制过程就成了问题发生过程。

我们通过对运行数据进行分析，也能发现这方面的问题。当风速小于6m/s时，风能利用系数小，空气动力性能弱，当风速在8m/s左右时，风能利用系数变大，说明叶片的空气动力性能已发挥作用，当风速大于10m/s以上时，风能利用系数不断减小，也就是叶片的变桨距装置开始动作，随着风速的增高，变桨距在不断减小叶片的空气动力性能。根据以上分析就可以得出这样的结论：在低风速时，叶片的空气动力性能作用不大，在高风速时，我们又限制空气动力性能的作用。当风速大于10m/s时变桨距装置就开始减小叶片的空气动力性能，一般风电机的设计风速是13m/s，也就是说叶片是通过变桨距装置限制过载，但是我们知道控制系统始终是滞后的，并不能及时限制过载，这样就造成在高风速状态下过载随时都可能发生，造成风电机不稳定，造成并网稳定性差。所以我们精心设计的具有优良空气动力性能的叶片，实际上并没有发挥太大的作用，而且弊大于利，叶片的高风载特性反而造成风电机不稳定，造成风电机的高故障率和破坏性。从运行数据还可以看出，在陆地风速较低(3～8m/s)的情况下，风能利用系数小，风电机的发电效率很低，而这个风速是时间最长，最有开发价值的风速，也就是说我们花高额成本设计制造的风电机叶片，在大部份时间并没有发挥应有的效能，而且造成微风发电性能差。

从理论上讲进口风电机组的运行风速达50～60m/s，12级飓风的风速平均是34m/s，也就是说风电机组可以在任何狂风暴雨中运行，强度还有富余。但事实却是残酷的，2003年13号台风“杜鹃”，2006年1号台风“珍珠”和8号台风“桑美”分别造成了广东汕尾红海湾风电场，南澳风电场和浙江苍南鹤顶山风电场的风机严重损毁。国外有几十年生产经验，很有实力的公司，都在风电机产品上出现过这样那样的问题。世界最大的风力发电机组制造商NEG Micon就是因为齿轮箱问题，他为所生产的风力发电机组都换了一次齿轮箱，这家世界最大的风力发电机制造商破产了，这在其它产业是不可能发生的。目前我国风电整机制造企业已近80多家，质量问题频发，国产风电机故障率更高也就不足为奇。这充分说明现有叶片的高风载特性和控制系统滞后性给风电产业带来的危害性。

从以上的分析，我们可以清楚的认识到现有叶片的风载特性还不符合风电机的要求。在低风速情况下，微风发电性能低。在中高风速情况下，轻则造成风电机的不稳定，造成电网的不稳定，重则造成风电机的机械损坏或电控装置损坏。还有叶片的高昂成本和运输困难对风电产业的发展也是很不利的。叶片的这些不合理性能使风电产业成了高投入，低产出，高风险，低收益的产业，也是风电产业几十年发展滞缓的主要原因。只有改变叶片这种不合理设计，才能使风电产业得到健康快速发展。

风变小了，我们的风电机该怎样变？这个问题是我们必须面对的问题，随着地球环境的变暖，风越来越小了，大风的频率也越来越少了，这些我们都可以明显感觉到。国家气候中心高级工程师江滢曾到辉腾锡勒等国内几家起步较早的风电场考察，电场工作人员对于风的减弱已经有了直观感受。江滢说，除了测风仪留下的历史记录，寒潮、沙尘暴、温带气旋等天气事件的逐年减少，也都是风速减小的佐证。此次研究中，江滢发现了一个有趣的现象，即在风能资源相对匮乏的内陆地区，无风的日子减少了，风速在4米/秒～8米/秒之间的和风日数反倒增加了。如何发展适合陆地使用的微风型风电机是目前急需解决的问题，只有解决好这个问题才能保证我国风电产业的快速发展。随着陆地装机容量的扩大，微风发电性能低的问题也越来越突出，提高微风发电性能已成人们的共识，有人想在现有叶片的基础上提高微风发电性能，效果会有，但不会很明显。因为现有叶片是以空气动力性能为基础设计的，低风速情况下空气动力性能肯定很弱，又如何来提高风能的输出呢？因此提高微风发电性能的主要出路在于改变叶片结构，提高结构动力性能。

从目前国外风电技术的发展趋势看，还有一种不利于风电产业发展的现象，就是将风电设备和风电技术复杂化，高贵化。一台风电机组仅偏航装置、变浆距装置和叶片的成本就占到了整个机组成本的一半，而偏航装置和变浆距装置对发电来说仅仅是一些辅助装置，为什么不可以省掉呢？叶片是获取风能的重要部件，采用最好的高强度材料也无可厚非。但材料的好坏并不能决定获取风能的多少，而获取风能是与风轮叶片的受风面积和产生力矩的大小有关的，我们完全可以通过改变风轮结构，增大叶片受风面积，增大风力扭矩，提高转动速度来获取更多的风能。

发明内容：

叶片是风电机的“灵魂”，叶片的性能直接关系到风电机的性能，关系到获取风能的效率，提高微风发电性能，提高稳定性和安全性，降低成本，这些都应从叶片性能着手。中国有句名言“失败是成功之母”，国外风电发展已有几十年的历史，在风电发展的过程中走了许多弯路，也有许多的经验教训，这些都是我们可以借鉴的宝贵经验，也是托起我们的臂膀，我们要做的就是总结经验教训，寻找“突破口”，取得后发优势。

本发明就是采用新型的柔性叶片，开发出一种微风高效的新型风力发电装置，柔性叶片完全可以克服刚性叶片的缺点，柔性叶片也可以称其为智能叶片，由于柔性叶片可以根据风速的变化相应改变受风的型面，在增加风能获取量和转化量的同时，改善叶片的受力状态，化解风的破坏力，有利于风电机安全稳定的运转。柔性叶片变形量很大，为了满足叶片的变形量要求，本发明采用叶片后置顺风式结构，并省掉了偏航装置和变浆距装置，简化了结构，降低了成本，降低了维护费用。本新型风力发电装置发电效率高，并网稳定性好，制造成本低，特别适合在我国陆地推广使用，可以大幅提高发电时间，大幅提高发电量。

第一、创新结构，利用风力自行调整迎风面。

在现有技术中，小型风力发电机都是采用尾舵来控制迎风方向，由于尾航受风面积大，在强风的作用下很容易造成尾舵的折损，不适于在大型风电机上使用。在大型风电机上调节迎风方向是依靠偏航装置，偏航装置在前面也作了介绍，结构复杂，在调整风向的过程中存在滞后性。所以，现有风电机的调整风向功能都存在缺点，并且现有风电机的结构也不能满足柔性叶片变形量的要求，叶片的变形会受到支架的影响，要使用柔性叶片，必须在风电机结构上进行创新。顺风式结构叶片位于发电机的后方，叶片在风力作用下向后变形，不会对风电机的运行造成影响，完全可以满足叶片大幅变形的要求。因此本风力发电装置采用叶片后置顺风式结构，叶片位于发电机和支架转轴的后方，叶片的叶面与风电机轴心线成45°左右夹角，叶面受到的风力会对风电机轴产生旋转力矩，会带动风电机轴转动，将风能转换为机械能。为了提高风电机对风的灵活准确性，风轮叶片以轴心为固定点向后倾斜10°以上，形成锥形排列，锥形风轮就象一个平放的羽毛球。风轮叶片位于发电机和支架转轴的后方，当风轮叶片受到风力的作用后，风轮在支架轴的拉力作用下，风轮锥体的尖部始终向着风吹的方向，就象羽毛球可自动调整迎风面一样，这样就实现了风机自动调节迎风面的要求，从而获取最大风能。这种结构省掉了偏航装置，没有机械故障，也不会调控失灵，风电机在水平方向的调节会更加自由，更加准确。风轮会随着风向自动调整，并在短时间内就可完成对风过程，基本可以避免风向变化对风轮转速的影响。这种结构也使风电机的受力情况得到改善，没有了水平方向的附加力矩，只有水平方向的轴向拉力，风电机的受力比较平衡，避免了受力不平衡造成的振动，避免了振动对风电机的疲劳损坏。这种结构只有在转速较高时，会有陀螺力矩产生，陀螺力矩虽然对调向有一些阻力，但可减缓调向的速度，防止风电机过快摆动，对风电机的平稳运转有好的作用。

第二、采用新式羽形叶片，降低成本，提高风能利用率。

现在大型风电机组随着功率的增大，叶片的长度也在不断加大，强度要求更高，造价也更加高昂，叶片成本占整个机组成本的20％以上，高昂的造价对风电产业的发展是不利的。现有大型风电机组微风发电性能低是一个更需解决的问题，从陆地风能的分布时间看，全年3-4级风是时间最长的，但现有风电机组在这种风速情况下，发电效率很低，严重造成了风能资源的浪费。从叶片的结构进行分析也能得出同样的结论，现有的叶片形状是参照直升飞机浆叶设计的，根据空气动力学原理，叶片产生的升力是由正反面的流速差产生的，当气流速度很小时，流速差会很小，产生的升力也就很小，就象飞机低速没有升力一样，所以现有叶片的微风起动性能很低。在微风状态下叶片的空气动力性能很弱，而起作用的是结构动力性能，因此我们再对叶片进行结构动力性能分析。现有叶片形状象一片柳叶，两头小，中间大，受风面长而窄，叶片的受风面积仅占叶片扫风面积的百分之一左右；叶片的尖部距轴心最远，风力矩也最大，但叶片尖部的受风面积却最小，所以叶片的结构动力性能也是不理想的。物体所受风力的大小与物体的面积成正比，面积越大，所受风力也就越大，要想提高叶片的微风起动性能，必须加大叶片的受风面积。根据风能的计算公式：

E＝PAV_W ³

式中：E——风的能量 A——面积 V_W——风速 P——空气密度

如何提高叶片捕风的性能？如何降低叶片成本？这是改善叶片性能发展的方向。轻盈的羽毛是我们最好的研究对象，羽毛不仅结构简单轻盈，还有很好的捕风性能。羽毛的中部有一根主杆，主杆的侧面密排着支杆，支杆之间又用羽丝连在一起，主杆和支杆的内部都是中空的，重量非常轻盈，强度非常好，捕风面积还很大。根据仿生学原理对羽毛进行结构上的简化，突出结构性能特征，设计出了适于本发电装置的羽形叶片。羽形叶片是采用一根通长的主杆为骨架，主杆也可弯成弧形，在主杆的侧面安装强度和弹性很好的支撑杆，长条形羽片状帆布一边连接在主杆上，另一边连接在支杆上，支杆撑起帆布面，帆布在主杆和支杆的支撑作用下，形成了一个羽片形状的帆面。主杆起到固定帆布和传递力矩的作用，帆布和支撑杆起到捕风的作用。这种结构既可以保证叶片的强度，又可以提高叶片的受风面积，而且使叶片的成本得到了大幅降低，所以这种柔性羽形叶片具有很好的性价比。这种叶片可以比现有叶片提高受风面积2～3倍，可以大幅提高叶片的结构动力性能，大幅提高风电装置的微风发电性能，特别是可以大幅提高风速区间3～8米/秒的发电量，使微风发电功率成倍增加，不但提高了全年的发电量，主要可增加少风季节的发电量，可以保证全年大部分时间都有风电输出，这对利用和使用风能非常重要。我们把风电作为一个新能源，是要求风电在长时间内能稳定有效的输出，这样才能有利于计划安排和使用，才能形成对电力网的有效补充，也才能保证电网的稳定和安全，所以提高风电机的微风发电性能意义重大。

第三、利用叶片结构特性，实现功率调节功能。

叶片不仅具有获取风能的功能，也要具有功率调节的功能，风力发电机组在超过额定风速(一般为12～16m/s)以后，由于机械强度和发电机、电力电子容量等物理性能的限制，必须降低风能的能量捕获，使功率输出仍保持在额定值附近。

柔性羽式叶片的构造在前面已作了介绍，柔性羽式叶片的受力杆件为主杆和支杆，在风力作用下，主杆和支杆会发生不同程度的变形，变形量的大小决定了叶片受风面积的大小，也就决定了所受风载的大小。当风力较小时，主要是支杆发生变形，帆面在风力的作用下拉动支杆向后变形，叶片的受风面积会减小，叶片的迎风角也会减小，风载也随着减小。当风力较大时，主杆也发生变形，主杆的弧形会随着风力的增大而减小，弧的弦长会变短，原来绷紧的外侧帆面会变的松弛，就会大幅降低帆面的捕风性能，大幅减小叶片风载，避免叶片在强风状态过载，也可以保证风电机的稳定和安全。因此通过控制主杆和支杆的变形量，可以实现四个不同风速状态下的功率控制功能。首先可以控制微风到劲风(2.5～8m/s)范围内功率的最大输出，叶片在初始位置迎风角最大，受风面积最大，在微风和劲风的状态下，主杆形状不会发生变化，支杆不变形或产生轻微变形，叶片仍保持迎风面积最大，保证功率的最大输出。其次可以控制劲风到强风(8～13m/s)范围内功率的平稳输出，在劲风和强风状态时，主杆仍保持原状，支撑杆在风力的作用下发生较大的弯曲，帆布的边缘也会随着支撑杆的弯曲向后位移，风越大，位移也越大，迎风角也会随着减小，迎风面也减小，保持叶片所受风力的恒定，使风轮的输出功率保持在一定范围。再其次可以控制大风(13～20m/s)状态下限制功率的增大输出，在大风状态时，叶片受到强大风力的作用，主杆在风力的作用下向后弯曲，弧形变小，弦长变短，帆布的外边缘就会松弛下来，叶片的捕风性能就会大幅度降低，叶片的风阻加大，叶片的转速就会降低，叶片的输出功率也会随着降低，不会造成风电机过载，这样就保证了强风状态下发电设备的安全。最后就是遇到破坏级狂风(20m/s)以上时的自我保护功能，沿海地区十级以上的台风每年都会有，台风的破坏力是很大的，为了保证发电机组和塔架的安全，叶片完全卸载是十分必要的。本装置可以在帆布与支撑杆的连接点上设置保险装置，当风速达到十级以上时，帆布连接点的保险装置超过强度极限，自行脱开，帆布就会与支撑杆脱离，帆布的外边缘就处于自由状态，失去捕风的功能，实现叶片的完全卸载。

从以上柔性羽形叶片实现变载的原理可以看出，柔性叶片的变载过程与风力的大小是相对应的，可以根据风速的变化相应改变受风的型面，这种叶片完全是一种智能叶片，可以实现在低风速的满载，在高风速的卸载，所以柔性叶片这种智能化的调节过程更符合风电机风载特性的要求。而且风载特性是靠叶片自身结构的受力型态实现的，不存在滞后性，也不存在机械和电子故障，更加简单可靠。柔性叶片还可以化解阵风的冲击能量，使风电机的转速更平稳。柔性叶片还可以避免叶片紊流和阵风波动对风电机造成的振动，可以降低疲劳损坏，提高风电机寿命。柔性叶片对刚性的要求大幅降低，所用的高强材料也大幅减少，制造难度也大幅降低，可以大幅降低叶片的制造成本。所以柔性叶片对提高发电量，保证风电机的稳定可靠，降低风电机成本都有非常显著的作用，这些优点也将会使柔性叶片成为今后的发展方向。

附图说明：

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的四叶片风力发电装置主视图。

图2是羽形叶片的构造图。

图3是羽形叶片的纵向剖面图。

图4是羽形叶片受到风载后的变形剖面图。

图中1、发电机，2、羽形叶片，3、支架，4、保险装置连接点，5、帆布，6、支杆，7、主杆。

图1直观地显示了本实用新型组成的三大部件，(1)为发电机，(2)为羽形叶片，(3)为支架。羽形叶片位于发电机的后方，呈锥形排列，这种结构与垂直排列相比，可以更灵敏地对准来风方向。由于羽形叶片受风面积较大，每个叶片都会产生较大的风力矩，为了使发电机轴的受力平衡，叶片应采用偶数配置，对称安装。本装置就是采用四叶片对称安装。

图2是本装置新式羽形叶片的平面构造图。(7)是羽形叶片的主杆，从图中可以看到主杆是通长的延伸到叶片顶部，并弯成弧形，这种结构即可以保证叶片的受风面积，又可以让叶片上所受的力全部都传到主杆上，提高叶片的整体抗风载能力。(6)是羽形叶片的支杆，连接固定在主杆的一侧，支杆的作用非常重要，叶片拥有捕风的功能全靠支杆来实现，没有支杆撑起帆布(5)，帆布的边缘就处于自由状态，无法承受风载。因此，我们可以在支杆(6)与帆布(5)的连接点上加装保险装置，当遇到破坏级台风时，连接点上的保险装置(4)可以自动脱开，帆布(5)与支杆(6)脱离，实现叶片的完全卸载，保证风电机的安全。

下面讲述叶片的变载过程，当处于低风速状态，主杆(7)和支杆(6)的变形量很小，叶片的迎风面积最大，叶片处于满载状态；当处于较高的满负荷风速状态，我们要保证输出功率的稳定，此时主杆(7)变形不大，支杆(6)发生变形，我们结合附图进一步说明，图3是叶片初始位置的剖面图，图中迎风角为∠X1，支杆(6)没有变形。图4是支杆(6)的变形剖面图，叶片受到风载后，支杆(6)在帆布(5)的拉力作用下发生变形，向后位移的长度为L，叶片的迎风角也由∠X1值变小为∠X2，迎风角变小，叶片的倾斜度变大，叶片的迎风面积变小，也就是说随着风速变大，风压变高，叶片的迎风面积却减小，叶片所受风的作用力就会保持在额定的范围内，这样就保证了叶片输出功率的基本稳定，保证风电机转速的平稳运行。当处于强风状态时，我们要逐步减小叶片的风载，保证风电机的安全，此时主杆(7)也随风力变形，主杆(7)弯曲后弧度变小，帆布(5)的外边缘就会变得松弛，叶片的捕风性能就会大幅降低，叶片的风载也会大幅降低，叶片的风阻会加大，叶轮的转速不会变快，反而会减慢，风电机的输出功率也会随着减小，不会造成风电机过载，也可以保证风电机的平稳运转。最后就是遇到破坏级台风，通过保险装置(4)实现帆布(5)与支杆(6)的分离，使叶片完全卸载。

图2中(5)是帆布，从捕风性能上来说，帆布结构具有结构简单，成本低，捕风面积大等优点。因此要提高风电机的微风发电效率，采用帆面结构提高风轮的结构动力性能是最佳选择，帆布的材料要选择强度好，耐老化的材料。叶片在高速风的吹动下，帆布的外侧边缘会产生较强的紊流现象，造成帆布边缘的剧烈振动，易使帆布边缘产生磨损和老化，为了降低紊流的影响，可在帆布外侧边缘加装波浪形裙边。

Claims (2)

1.一种新型风力发电装置由发电机、支架、风轮等主要部件构成，属于横轴式、顺风型风力发电装置，风轮位于发电机后方，本新型风力发电装置的结构特点是，风轮采用柔性羽形叶片，柔性羽形叶片在发电机后方，并向后倾斜一定角度，形成锥面排列，在风力和支架轴拉力的作用下，锥面始终向着来风方向，可以稳定准确的实现风电装置调整风向的要求。

2.根据权利要求1所述的新型风力发电装置，使用的新型柔性羽形叶片是一种根据仿生学原理设计的智能叶片，通过对羽毛结构性能特征提取而成，柔性羽形叶片主要由主杆、侧支杆和帆布等主要部件构成，其构造特点是羽形叶片的骨架主要由一根通长的主杆构成，主杆的一端连接在风电机轴上，主杆起到传递力矩和固定帆布的作用，在主杆的一侧排列固定有若干个支杆，主杆和支杆都是具有弹性的杆件，支杆的数量和弹性强度可根据叶片的大小和风载要求决定，长条形不规则形似羽片状的帆布，一个长边连接在主杆上，另一个边有若干个固定点连接在支杆的外端部，支杆撑起帆布面，帆布在主杆和支杆的支撑作用下，形成了一个羽片形状的帆面，帆布和支撑杆起到捕风的作用，当叶片受到风力作用后，主杆和支杆会发生弹性变形，通过对变形量的控制可以实现叶片满载和卸载的功能。

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