CN101900085B - 太阳能风力发电机风叶驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能风力发电机风叶驱动方法及装置，为解决现有技术中发电机运转率不高，输出电流不稳定等问题而发明。包括风叶旋转装置，电动机和控制装置；风叶旋转装置包括多个呈径向设置的风叶，风叶顶端分别设置表面镶有太阳能板的空心球体，空心内设置有重球，太阳能板分别通过导线向电动机供电；控制装置在风力低于风叶旋转装置启动风力时，控制电动机启动带动风叶旋转装置转动，在风力达到风叶旋转装置的启动风力时，控制电动机停止转动。重球增加旋转惯性冲量，太阳能板将太阳能转化为电能为电动机供电，在风力微弱或无风时通过控制装置启动电动机、驱动风叶继续转动，相比静止状态所需启动转矩要小，降低启动风力，增加运转率。

Description

太阳能风力发电机风叶驱动装置
技术领域
本发明涉及一种风力发电机，尤其是太阳能风力发电机风叶驱动方法及装置。 
背景技术
目前，随着现代化工业的发展，各行各业用电量大幅增加，全球面临能源危机的同时还必须正视因此导致的环境污染，因此，节约能源、实现可持续发展、充分利用大自然能源已经成为当今时代赋予的主题，譬如利用风能和太阳能结合的发电机，现在的风力发电机普遍单独利用风力驱动，采用传统的三个叶片组成风轮，在风力作用下驱动叶片带动发电机发电，而每个叶片重量普遍上吨，再加上机组的重量，支撑杆上的承重较大，此种结构的风力发电机一般在二级风力以上才能启动风叶转动，二级风力以下风叶往往处于停止状态，而且由于受自然条件限制，不能保证24小时都在刮风，并且风力都能达到二级以上，时转时停对发电机损害严重，发电不稳定也不便于连接国电网。 
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种连续性好、对发电机损伤较小的太阳能风力发电机风叶驱动方法及装置。 
为了达到上述目的，本发明的太阳能风力发电机风叶驱动方法及 装置，包括风叶旋转装置、电动机、和控制电动机启动和停止的控制装置；其中，所述风叶旋转装置包括多个呈径向设置的风叶，所述风叶顶端分别固定设置有空心球体，所述空心球体表面设置有太能板，空心内设置有重球，所述重球直径小于空心部分直径，所述太阳能板分别通过导线向电动机供电；所述控制装置在风力低于风叶旋转装置启动风力时，控制电动机启动带动风叶旋转装置转动，在风力达到风叶旋转装置的启动风力时，控制电动机停止转动。 
其中，还包括传动装置，所述的传动装置输入端和输出端分别连接风叶旋转装置和发电机。 
进一步地，所述的风叶旋转装置中部向下设置有支撑杆，支撑杆底部置于地面上，所述的风叶旋转装置中部向下设置有支撑杆，支撑杆底部置于地面上，所述的支撑杆内部设置有空腔，所述的传动装置在所述空腔内的变速箱和导杆，所述的变速箱连接风叶旋转装置，导杆连接设置在空腔下端的发电机。 
其中，所述的电动机输出端与所述风叶旋转装置连接。 
特别是，所述的重球是铁球。 
其中，所述的风叶旋转装置尾部设置有风向顺流板。 
上述的结构，设置在风叶顶端的重球增加了旋转惯性，空心表面的太阳能板将吸收的太阳能转化为电能储存起来为电动机供电，在风力微弱或无风的状况下，通过控制装置启动电动机转动驱动风叶继续转动，此时，由于惯性作用，相比在风叶处于静止状态时所需的启动 转矩要小的多，这样就大大降低了发电机的启动风力，同时，增加发电机的连续运转率，降低对发电机的损害。 
附图说明
图1为本发明具体实施例的剖面结构示意图。 
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明。 
如图1所示，本发明的太阳能风力发电机风叶驱动方法及装置，包括风叶旋转装置1、电动机7和控制电动机启动和停止的控制装置；其中，所述风叶旋转装置1包括多个(图示为四个)呈径向设置的风叶2，所述风叶2顶端分别固定设置有空心球体3，所述空心球体表面设置有太能板5，空心内设置有重球4，所述重球4直径小于空心部分直径，所述太阳能板分别通过导线11向电动机供电；所述控制装置在风力低于风叶旋转装置启动风力时，控制电动机启动带动风叶旋转装置转动，在风力达到风叶旋转装置的启动风力时，控制电动机停止转动。 
上述的太阳能板可以镶嵌设置在空心球体表面，当然还可以用其他方式设置，在此不作限制。 
上述的太阳能板固定在空心球体表面，工作电压为220V，50Hz，上述的空心球体内径为100-1500mm，空心全内的重球直径为80-1300mm；风叶的形状任意，长度为0.5-15m，宽度为0.15-1.5m，电动机的功率为0.2-2马力，工作电压为220V，50Hz。 
上述结构的太阳能风力发电机风叶驱动方法及装置，由于采用了太阳能板，将吸收的太阳能转化为电能为发电机供电，在风力不足或无风状况时，通过控制装置控制电动机启动，带动风叶转动装置继续转动，此时，由于风叶顶端的重球起到平衡作用，并且在转动过程中增加惯性冲量，同时相比在风叶处于静止状态时所需的启动转矩要小的多，这样就大大降低了发电机的启动风力，有效利用了惯性，增加了发电机的连续运转率，降低对发电机本身的损害；在风力足够启动风叶旋转装置的情况下，通过控制装置控制电动机停止转动，此时，风叶旋转装置在风力作用下转动发电，有利于稳定发电机的输出电流，改变了传统风力发电机的单一结构。 
其中，还包括传动装置，所述的传动装置输入端和输出端分别连接风叶旋转装置和发电机。 
进一步地，所述的风叶旋转装置中部向下设置有支撑杆9，支撑杆底部置于地面上，所述的支撑杆内部设置有空腔10，所述的传动装置为设置在所述空腔内的变速箱8和空腔导杆12，所述的变速箱9连接风叶旋转装置1，空腔导杆内的变速箱8和空腔导杆12，所述的变速箱8连接风叶旋转装置1，空腔导杆12连接设置在空腔10下端的发电机。风叶旋转装置通过变速箱8和空腔导杆12传动至发电机转子进行发电。 
上述所说的支撑杆空间，上端直径为0.2-1m，空腔直径为0.1-0.9m，内装的变速箱形状不限，支撑杆的高度为1.5-35m。 
其中，所述的电动机输出端与所述风叶旋转装置连接。太阳能板和发电机之间通过导线11连接，所述的导线11嵌在风叶2上。太阳能板接受太阳光能并将光能转化为电能通过导线11向发电机供电，便于在风力不足的情况下采用发电机驱动风叶旋转装置转动发电。 
进一步地，所述的重球是铁球，密度大，制作成本低，材质普遍。 
所述的风叶旋转装置1尾部设置有风向顺流板6，用于调整风叶方向，使风叶始终与风流速方向保持垂直，此时力臂最大，启动力矩最小，发电效率较高。 
本发明采用了大自然中取之不尽、用之不竭的太阳能和风力动能作为动力能源，相互补充、相互借助，组合利用进行发电，清洁环保，由于打破了利用单一自然能源发电的局限性，大大提高了发电机的连续运转率，同时也加强了发电机的输出电压和电流的稳定性，所以借助风力和太阳能发电均可随时进入电网。 
本发明不局限于上述实施方式，不论在其形状或结构上做任何变化，凡是利用上述的太阳能风力发电机都是本发明的一种变形，均应认为落在本发明保护范围之内。 

Claims (6)

1.一种太阳能风力发电机风叶驱动装置，其特征在于，包括风叶旋转装置、电动机和控制电动机启动和停止的控制装置；其中，所述风叶旋转装置包括多个呈径向设置的风叶，所述风叶顶端分别固定设置有空心球体，所述空心球体表面设置有太阳能板，空心内设置有重球，所述重球直径小于空心部分直径，所述太阳能板分别通过导线向电动机供电；所述控制装置在风力低于风叶旋转装置启动风力时，控制电动机启动带动风叶旋转装置转动，在风力达到风叶旋转装置的启动风力时，控制电动机停止转动。
2.如权利要求1所述的太阳能风力发电机风叶驱动装置，其特征在于，还包括传动装置，所述的传动装置输入端和输出端分别连接风叶旋转装置和发电机。
3.如权利要求2所述的太阳能风力发电机风叶驱动装置，其特征在于，所述的风叶旋转装置中部向下设置有支撑杆，支撑杆底部置于地面上，所述的支撑杆内部设置有空腔，所述的传动装置为设置在所述空腔内的变速箱和导杆，所述的变速箱连接风叶旋转装置，导杆连接设置在空腔下端的发电机。
4.如权利要求3所述的太阳能风力发电机风叶驱动装置，其特征在于，所述的电动机输出端与所述风叶旋转装置连接。
5.如权利要求1-4任一权利要求所述的太阳能风力发电机风叶驱动装置，其特征在于，所述的重球是铁球。
6.如权利要求5所述的太阳能风力发电机风叶驱动装置，其特征在于，所述的风叶旋转装置尾部设置有风向顺流板。
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