CN102287327B - 垂直轴式风力发电机之活动叶片发电模块 - Google Patents
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Abstract
一种垂直轴式风力发电机之活动叶片发电模块，所述活动叶片是由两片叶板以一活动枢连构造相连接，所述活动枢连构造并控制所述二片叶板的开合角度；所述活动叶片具有一迎风面及一背风面，在所述迎风面受风时，所述活动叶片张开，所述背风面受风时，所述活动叶片闭合；至少于一上述的叶板之张合活动端以及其张合活动的所构成的运动路径上装设一组由一至少一永久磁铁和一感应线圈所构成之发电模块，据以利用所述风轮受风而持续旋转时，将所述活动叶片因张合运动而产生的机械能转换为电能，使风力发电机的发电效能再提升。
Description
技术领域
本发明与风力发电机有关，更详而言之，系一种附加于风轮之叶片上的发电模块。所述的风力发电机系指垂直轴式，其风轮之叶片系一种依据受风及背风状况而自动张合的活动式叶片。本发明即系利用所述活动式叶片张合之机械能转换为电能之发电模块。
背景技术
风力发电简单地说是透过风能转动风轮，将风能转换为机械能，并利用发电机将机械能转换为电能，再利用蓄电池将能量储存。所以风力发电设备主要包括了风轮以及发电机两大部份。
风轮依照其主轴与水平面的相对位置可分为水平式与垂直式。许多的实验以及研究显示，在风轮受风面积相等的条件下，垂直式风轮的风能利用率、起动性、噪音表现、疲劳寿命、适用场域、组装及维修等各方面均较水平式风轮为佳。
本发明发明人先前提出关于垂直轴式风力发电机的风轮改良方案，并向台湾智慧财产局提出专利申请。所述申请提出的风轮具有铰链式活动叶片，所述活动叶片是由两片叶板于侧缘以活动枢连构造相连接，因此两片叶板可以在预定角度范围的限制下张合活动。当迎风或背风时，所述叶片会自动的执行张开或闭合的动作。迎风张开是为获取更大的迎风面积，背风闭合则为获取最小的背风面积，据以增进风轮的起动性以及风能利用率。
一个新的构想从上述活动叶片再次衍生出来。发明点在于风轮旋转一圈，所述活动叶片即做一次的张合动作，因此，当风轮受风而持续旋转的过程中，所述活动叶片即持续而规律的做张合运动，此连续运动使所述活动叶片具有机械能，若能利用发电机之发电知识，将所述机械能转变为电能，将可使所述风力发电机的效能再提升。
发明内容
本发明之目的是提供一种垂直轴式风力发电机之活动叶片发电模块，所述垂直轴式风力发电机的风轮具有可张合活动的叶片，于每一活动叶片上加装一发电模块，据以利用所述风轮受风而持续旋转时，将所述活动叶片因张合运动而产生的机械能转换为电能，使风力发电机的发电效能再提升。
本发明的目的是以下述技术方案实现的：
一种垂直轴式风力发电机之活动叶片发电模块，所述活动叶片是由两片叶板以一活动枢连构造相连接，所述活动枢连构造并控制所述二片叶板的开合角度；所述活动叶片具有一迎风面及一背风面，在所述迎风面受风时，所述活动叶片张开，所述背风面受风时，所述活动叶片闭合；改进后，至少于一个所述叶板之张合活动端以及其张合活动所构成的运动路径上装设一组由至少一永久磁铁和一感应线圈所构成之发电模块。
本发明在风轮旋转一圈时，所述活动叶片即做一次张合动作，若风轮受风而持续旋转，所述活动叶片即持续而规律的做张合运动，此连续运动所具有的机械能，即转变为电能，从而使风力发电机的效能得到进一步的提高。
附图说明
图1为本发明第一实施例之立体外观图。
图2为本发明第一实施例之侧视暨动作示意图。
图3为本发明第一实施例之侧视暨动作示意图。
图4为本发明第二实施例之立体外观图。
图中各部件标号表示为：
10-活动叶片；11-叶板；111-大活动端；12-叶板；121-大活动端；13-活动枢连构造；20-发电模块；21-永久磁铁；22-感应线圈；23-框架。
具体实施方式
为便于说明本发明于上述发明内容中所表示的中心思想，兹以具体实施例加以详述。实施例中各种不同对象系按适于说明之比例、尺寸、变形量或位移量而描绘，而非按实际组件的比例予以绘制，特予叙明。且以下的说明中，类似的组件是以相同的编号来表示。
本发明系于风力发电机之风轮的每一个活动叶片上至少安装一组小型的发电模块。所述的活动叶片10是由本发明发明人所创之张合活动型，由两片叶板11，12于侧缘以活动枢连构造13相连接；所述活动枢连构造13可控制两片叶板11,12的开合角度。
每一个叶板11,12具有迎风面和背风面。在迎风面受风时，两片叶板张开至一最大受风角度，使叶板有足够的撷取风能的受风面积；在背风面受风时，两片叶板11,12相对闭合至一最小闭合角度。当风轮受风而旋转一圈时，上述活动叶片执行一次张开闭合的动作。
上述安装于所述活动叶片10上的发电模块20，主要包括永久磁铁21和感应线圈22两个部份。两者之配置依定子和动子之原理配置，亦即，设定永久磁铁21为动子，所述感应线圈22即相对设定为定子；反之，设定永久磁铁21为定子，所述感应线圈22即相对设定为动子。
第一实施例请参考图1至图3，描述以永久磁铁21为动子，感应线圈22为定子的配置型态。所述永久磁铁21系设置在所述两片叶板11,12的大活动端111,121，所述感应线圈22则被固定配置在所述大活动端111,121所经过的路径上。更详而言之，所述永久磁铁21系设置在所述两片叶板11,12大活动端111,121的侧边，一个从上述活动枢连构造13的固定中心轴延伸而出的框架23将所述感应线圈22固定于所述永久磁铁21的移动路径上。形成一种在永久磁铁21的运动轨迹上包围着感应线圈22的配置形态。当活动叶片10张合活动时，所述永久磁铁21在感应线圈22所形成的闭合电路中往复的移动，相对运动造成电动势和电流。
第二实施例请参考图4，描述以永久磁铁21为定子，感应线圈22为动子的配置型态。所述感应线圈22系设置在所述两片叶板11,12的大活动端111,121，所述永久磁铁21则被固定配置在所述大活动端111,121所经过的路径上。更详而言之，所述感应线圈22系设置在所述两片叶板11,12大活动端111,121的侧边，一个从上述活动枢连构造13的固定中心轴延伸而出的框架23将所述永久磁铁21固定于所述感应线圈22的移动路径上。形成一种在感应线圈22的运动轨迹上包围着永久磁铁21的配置形态。当活动叶片10张合活动时，所述永久磁铁21和感应线圈22相对运动造成电动势和电流。
依据法拉第定律(Faraday’s Law)，当通过闭合电路所包围的面积的磁通量发生变化时，在回路中所产生的感应电动势的大小是与磁通变化率成正比。亦即，在一定的时间内磁通量变化越大或磁通量变化速率越快，感应电动势就越大，否则就越小。基于此原理，当风力发电机的风轮受风愈大，转速愈快时，所述活动叶片在一定时间内张合活动次数增加，速率加快，因此，磁通量变大，感应电动势就愈大，产生的电流愈大。任何习知的电连接手段，可将所述发电模块20与风力发电机的输电导线连接，将所述发电模块所产生的电流传输至所述输电导线。
本发明提出一个应用于垂直轴式风轮活动叶片的发电模块，上述的发电模块可选择性的装设在不干涉活动叶片开合活动之任一位置上，在本发明实施例中，最佳的位置是在活动叶片的侧边，一侧或两侧均可，依所需的发电量需要而选择配置。在本发明实施例中，基于所述两片叶板11,12张合时大活动端111,121所构成之弧形移动路径，本发明第一实施例之感应线圈22系在一弧形的外壳中布置，第二实施例之永久磁铁21亦系布置在一弧形的外壳中，为便于说明及详细的描述，因此本发明图例未将弧形外壳绘出。
虽然本发明是以两个最佳实施例做说明，但精于此技艺者能在不脱离本发明精神与范畴下做各种不同形式的改变。以上所举实施例仅用以说明本发明而已，非用以限制本发明之范围。举凡不违本发明精神所从事的种种修改或变化，俱属本发明申请专利范围。
Claims (4)
1.一种垂直轴式风力发电机之活动叶片发电模块，所述活动叶片是由两片叶板以一活动枢连构造相连接，所述活动枢连构造并控制所述二片叶板的开合角度；所述活动叶片具有一迎风面及一背风面，在所述迎风面受风时，所述活动叶片张开，所述背风面受风时，所述活动叶片闭合；其特征在于，至少于一个所述叶板之张合活动端以及其张合活动所构成的运动路径上装设一组由一至少一永久磁铁和一感应线圈所构成之发电模块；所述永久磁铁系安装于所述叶板的大活动端，所述感应线圈系固定于包围着所述永久磁铁的运动路径上。
2.如权利要求1所述垂直轴式风力发电机之活动叶片发电模块，其特征在于，所述活动枢连构造（13）的固定中心轴延伸而出的框架（23）将所述感应线圈（22）固定于所述永久磁铁（21）的移动路径上，形成在永久磁铁（21）的运动轨迹上包围着感应线圈（22）的配置形态。
3.一种垂直轴式风力发电机之活动叶片发电模块，所述活动叶片是由两片叶板以一活动枢连构造相连接，所述活动枢连构造并控制所述二片叶板的开合角度；所述活动叶片具有一迎风面及一背风面，在所述迎风面受风时，所述活动叶片张开，所述背风面受风时，所述活动叶片闭合；其特征在于，至少于一个所述叶板之张合活动端以及其张合活动所构成的运动路径上装设一组由一至少一永久磁铁和一感应线圈所构成之发电模块；所述感应线圈系安装于所述叶板的大活动端的侧边，所述永久磁铁系固定于包围着所述感应线圈的运动路径上。
4.如权利要求3所述垂直轴式风力发电机之活动叶片发电模块，其特征在于，所述活动枢连构造（13）的固定中心轴延伸而出的框架（23）将所述永久磁铁（21）固定于所述感应线圈（22）的移动路径上，形成一种在感应线圈（22）的运动轨迹上包围着永久磁铁（21）的配置形态。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1068628A (zh) * | 1991-07-07 | 1993-02-03 | 徐业宽 | 一种风力发电装置 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1068628A (zh) * | 1991-07-07 | 1993-02-03 | 徐业宽 | 一种风力发电装置 |
| CN101205874A (zh) * | 2006-12-21 | 2008-06-25 | 财团法人工业技术研究院 | 具有自供电系统的发电装置 |
| CN101493071A (zh) * | 2008-01-27 | 2009-07-29 | 王肇泰 | 采用水平式组合活动翼的双层反向旋转的立轴式风力机 |
| CN101782044A (zh) * | 2010-01-21 | 2010-07-21 | 浙江工业大学 | 永磁体扇叶风力发电一体机 |
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