CN102840103B - 一种风力发电系统 - Google Patents

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Abstract

一种风力发电系统，包括发电机组，还包括由多个高层建筑物阻隔自然风形成的聚风带，发电机组位于聚风带内部，发电机组包括多个竖直排列的发电机和由安装孔、内六角螺栓、安装平台、后支架、前支架、膨胀螺栓组成的安装支架，本发明提高城市节能水平充分利用了多座连体高层建筑的聚风效应，利用多座连体高层建筑的聚风排列方法，使风汇聚于聚风带处更加有利于风的利用，从而带动发电机发电，然后给楼宇内公用设施提供工作所用电源，达到了节能减排的目的。

Description

一种风力发电系统
技术领域
本发明涉及一种使用清洁环保能源的系统，尤其是涉及一种风力发电系统。
背景技术
随着社会工业化、城市化进程的不断加快，能源危机已成为一个无法回避的问题，人们迫切需要寻找各种清洁、经济的可再生能源来代替那些日益枯竭的不可再生资源，包括石油、天然气、煤炭等。目前研究较为广泛的一次能源主要包括水能、太阳能、风能等，而对于这些能源的利用，主要依赖于它们在自然界的天然存在状态，例如修建水电站要在水流急落差大的狭窄处、太阳能装置需要安装在终年日照时间足够的地区，风力发电厂则建设在地平且广的高原，随着人类活动范围的不断扩大，地球上已越来越明显的留下了“人造”的痕迹，怎样将人类的建设活动与能源的开发和利用结合起来，是一个具有重大意义的课题。
现在在城市的规划与建设过程中，人们已逐渐意识到建筑与环境和能源消耗进行综合考虑的重要性，尽量避免无规划或错误规划所带来的人为灾害，例如对建筑的高度和密度进行合理设置和搭配，减少“热岛效应”和“狭管效应”等；在建筑的材料选择和结构设计上，注意通风、隔热以及进行热量的回收或循环利用，以降低建筑能耗。事实证明，在整体规划和局部设计中趋利避害具有环境和经济上的双重意义。
在人造建筑与能源开发的综合考虑过程中，由于城市中建筑物互相阻挡，使得自然风无法被充分利用。
发明内容
本发明的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种通过多个高层建筑阻隔自然风形成聚风带的风力发电系统。
本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：
一种风力发电系统，包括发电机组，还包括由多个高层建筑阻隔自然风形成的聚风带，聚风带两侧的建筑物的夹角呈110°—130°，聚风带的宽度为2.5—3m，聚风带每一侧的高层建筑至少设有两栋，每栋建筑物的长为60m以上，宽度为15m以上，高度为60m以上，每栋建筑物表面采用与流体之间的摩擦系数为0.001—0.005的建筑材料，聚风带每一侧的建筑物间距为35—50㎝，所述的发电机组位于聚风带内，包括多个竖直排列的发电机和由安装孔、内六角螺栓、安装平台、后支架、前支架、膨胀螺栓组成的安装支架，所述的每一台发电机都安装在安装平台上，通过使用螺栓连接将发电机固定在安装平台的安装孔上，所述的安装平台通过前支架和后支架支撑固定，安装平台距离地面距离为10m以上，两个安装平台的间距为2m以上，所述的前支架和后支架一端通过使用内六角螺栓连在接安装平台上使安装平台固定，另一端通过膨胀螺栓固定在楼侧墙上，使前支架和后支架支撑住安装平台。
 本发明的有益效果是：提高城市节能水平充分利用了多座连体高层建筑的聚风效应，设计了几种多座连体高层建筑的聚风排列方法，使风汇聚于聚风带处更加有利于风的利用，同时小摩擦力建筑材料的使用，减少了风能的损耗，使风更加强劲，然后带动发电机发电，然后给楼宇内公用设施提供工作所用电源，达到了节能减排的目的。
附图说明
图1为本发明的主视图。
图2为本发明的俯视图。
图3为本发明中安装支架的结构示意图。
图4为本发明中安装支架的侧视图。
图5为本发明的直线型实施方式的俯视图。
图6为本发明的抛物线型实施方式的俯视图。
图7为本发明的双曲线型实施方式的俯视图。
图示标记1、发电机组；2、高层建筑物；3、聚风带；4、安装孔；5、内六角螺栓；6、安装平台；7、后支架；8、前支架；9、高层建筑物侧墙；10、膨胀螺栓。 
具体实施方式
如图所示，具体实施方式如下：
实施例一：如图所示一种风力发电系统，包括发电机组和由多个高层建筑物阻隔自然风形成的聚风带，高层建筑物按照折线型的排列方式进行排列，聚风带位于折线型排列方式中折线的交点处，聚风带两侧的高层建筑物的夹角呈110°—130°，可以选用110°、120°或130°的夹角，优先选用120°的夹角，聚风带的宽度为2.5—3m，可以选用宽为2.5m、2.6m、2.7m、2.8m、2.9m或3m的聚风带，优先选用宽度为3m的聚风带，聚风带每一侧的高层建筑物设有至少两栋，可以设有两栋、三栋或四栋建筑物，优先选用设有三栋建筑物，每栋高层建筑物的长度为60m以上，可以选用长度为60m、70m或80m等，优先选用长度为60m，宽度为15m以上，可以选用宽度为15m、16m或17m等，优先选用宽度为15m，高度为60m以上，可以选用高度为60m、70m或80m等，优先选用高度为60m，每栋高层建筑物表面选用与空气的摩擦系数为0.001—0.005的建筑材料，可以选用摩擦系数为0.001、0.002、0.003、0.004或者0.005的建筑材料，优先选用摩擦系数为0.003的玻璃幕墙，由于对于风速的影响，主要来自于风边界的厚度及湍流雷诺数两个方面，其中有一项取决于建筑物表面的粗糙度，就是风边界的层的厚度，而风边界层的厚度取决于表面粗糙度长度，对于表面粗糙度长度为0.001m以下的情况，风边界层对风速的影响是可以忽略不计的，所以在玻璃幕墙施工时，要保证在玻璃幕墙上，没有高出玻璃幕墙表面0.001m的建筑造型或辅助建筑造型，聚风带每一侧的高层建筑物间距为35—50㎝，可以选用间距为35cm、40cm、45cm或者50cm，优先选用间距为35cm，所述的发电机组设置在聚风带内，包括多个竖直排列的风力发电机，可以采用四个、五个或者六个发电机，优先采用4个竖直排列的风速3mm/s的变桨调速风力发电机，和由安装孔、内六角螺栓、安装平台、后支架、前支架、膨胀螺栓组成的安装支架，所述的每一台发电机都安装在安装平台上，通过使用螺栓连接将发电机固定在安装平台的安装孔上，所述的安装平台通过两组前支架和两组后支架组成四个支梁支撑固定，迎风方向的两个前支架组成的支梁较短，两个后支架组成的支梁较长，自后向前看，如图3所述前支梁与平台呈50°夹角，后梁与平台呈75°夹角，这个结构既稳定，又能有效吸收楼房之间由于热胀冷缩产生的距离变化，从侧面看如图4所示，两个前梁形成的平面与平台的角度是65°，两个后梁形成的平面与平台的角度是42°，支梁都采用50mm×50mm，厚6mm的角钢制作，前梁长度1300±50mm；后梁长度1900±50mm，如图最下方的安装平台距离地面的距离为10m，两个安装平台的间距为2m，所述的前支架和后支架一端通过使用M16×60的内六角螺栓连在接安装平台上使安装平台固定，另一端通过M16×140膨胀螺栓固定在高层建筑物侧墙上，使前支架和后支架支撑住安装平台，调整支架使安装平台所在的平面与地面平行，从而保证安装平台上的发电机安装平稳牢固，具有聚风带的建筑物可以有很多排，这样排列的建筑物之间的间距至少为220m，可以选用间距为220m、230m或者240m，优先选用间距为220m。
实施例二：如图5所示，高层建筑物按照直线型的排列方式进行排列，聚风带位于直线型排列方式的建筑物中间部位，而且聚风带两侧的建筑物夹角为180°。
实施例三：如图6所示，高层建筑物按照抛物线型的排列方式进行排列，聚风带位于抛物线型排列方式中抛物线的顶点位置，而且聚风带两侧建筑物的夹角为103°。
实施例四：如图7所示，高层建筑物按照双曲线型的排列方式进行排列，聚风带位于双曲线型排列中两条曲线距离最近的地方，而且聚风带两侧的建筑物的夹角为37°。
本发明在使用过程中，由于在风遇到建筑的阻挡时会向阻挡面各个方向进行变向，并在建筑表面形成一定的风压，而在安装有发电机的聚风带处，风能通过，则形成了低压区，高压区的风由于压力的变化会自动流向低压区，因此风会大量的从风力发电机那里通过，带动风力发电机发电，高层建筑物采用折线型排列方式，具有更好的聚风效果，风在吹向高层建筑物表面的时候，由于几何形状的作用下，产生主动变向，使风更利于吹向风力发电机。

Claims (3)

1.一种风力发电系统，包括发电机组（1），还包括由多个高层建筑物（2）阻隔自然风形成的聚风带（3），所述的发电机组（1）位于聚风带（3）内部，包括多个竖直排列的发电机和由安装孔（4）、内六角螺栓（5）、安装平台（6）、后支架（7）、前支架（8）、膨胀螺栓（10）组成的安装支架，所述的每一台发电机都安装在安装支架的安装平台（6）上，通过使用螺栓连接将发电机固定在安装平台（6）的安装孔（4）上，最下边的安装平台（6）距离地面距离为10m以上，两个安装平台（6）的间距为2m以上，所述的前支架（8）和后支架（7）一端通过螺栓连接连在安装平台（6）上使安装平台（6）固定，另一端通过螺栓固定在高层建筑物侧墙（9）上，使前支架（8）和后支架（7）支撑住安装平台（6），其特征在于：聚风带（3）两侧的高层建筑物（2）的夹角呈110°—130°，聚风带（3）的宽度为2.5—3m，聚风带（3）每一侧的高层建筑物（2）至少设有两栋，每栋高层建筑物（2）的长为60m以上，宽度为15m以上，高度为60m以上，每栋高层建筑物（2）表面采用与流体之间的摩擦系数为0.001—0.005的建筑材料，聚风带（3）每一侧的高层建筑物（2）间距为35—50㎝。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电系统，其特征在于：所述的聚风带（3）所在的高层建筑物（2）排距至少为220m。
3.根据权利要求1所述的一种风力发电系统，其特征在于：所述的高层建筑物（2）的排列方式可以呈一字型排列、折线形排列、抛物线型排列或双曲线型排列。
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