CN103758706A - 一种新型转板式阻力型高效发电装置（风力、水力通用） - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型转板式阻力型高效发电装置（风力、水力通用），原理是风或水流的动能作用于机械，进行机械运动后又转化为电能。主要部件含：叶轮，含中轴和绕该轴向心排列的多个矩形叶片（叶片一侧平行且靠近中轴），它们由支架连接成柱状体，中轴一侧叶片在风或水流的动能冲击作用下旋转；发电机（交流输出或直流输出），与变速装置和支架连接；变速装置，与中轴和发电机连接；引流板，为直板形或弧面形与支架连接起到风导向和遮蔽作用，遮挡住中轴一侧的叶片使其不受力而另一侧叶片受力；控制器；逆变器（直流变交流输出时使用）；蓄电电瓶；避雷针；换向器；整机支架等（当以太阳能电池板作引流板时就变成了风光能或水光能发电一体机）。

Description

一种新型转板式阻力型高效发电装置(风力、水力通用)

技术领域

本发明涉及一种新型转板式阻力型高效发电装置，是一种把风能（即空气流动的动能）或水流动能转化为机械能再转化为电能的一种装置，是一种转化效率比较高的发电设备。本发明的引流板可以由太阳能电池板组成，这时本发明就成了风光能发电一体设备或水光能发电一体设备。本发明可以采用多种使用方式和用于不同场合，适用于楼顶、楼侧、阳台、小区空地、草原、戈壁、山地、丘陵、沙漠、河流等风能、水能资源丰富之地，离网、并网发电均可，是利用风能、水能发电的理想发电设备。

背景技术

在石化燃料大量使用导致全球变暖现象越发严重的现代社会，风能、水能作为清洁能源越来越受到重视，风力、水力等清洁、环保、可再生能源发电项目越发被看好。

发明内容

目前公知常见的大、中、小型风力发电机绝大多数为3个细长叶片加发电机和支撑立杆的结构（利用风力推动3叶片绕中轴旋转将风能转化为机械能带动发电机进行发电），还有少部分风力发电机样态是采用达里厄（Darrieus）型的H型、Φ型、S型垂直轴风力发电机，这些风力发电机样态大都是在国外理论基础上建立和仿制而成的。

常见3叶片风力发电机由3个三角状细长叶片作为接受风能受力面，由于叶片与风的吹来方向有夹角，叶片在风的动能推动下做轴向旋转运动（但是旋转运动方向与风的来向不相同），带动发电机发电，但是实际这种风力发电机风能转化为电能的效率并不像理论宣称的那样高，实际转化率较低，风能利用率只有20%左右，主要原因是：①风轮实度很低（3叶片风力发电机叶片在风向投影的总面积与风轮扫掠面积之比很低），3叶片风力发电机叶片细长且为三角状，当风吹过风力发电机时，只有吹到3个叶片受力面上的风才能带动叶片旋转，没有吹到叶片的风即大量带有动能的空气会从巨大的叶片间隙通过而不能推动叶片旋转运动继而做功发电。②三角状叶片与风的吹来方向成夹角，这使吹到3个叶片受力面上的风的动能减少，因为这种叶片夹角设计使风前进的力被分解，只有一部分分力驱使3个叶片向左（或右）旋转做机械旋转运动，即力的分解原理使很少部分的风前进的动能转化为机械能，继而带动发电机发电产生的电能也很少。③机械运动和发电机做功都会有能量损耗，使风能转化为电能的效率更加低下。④有些大中型3叶片风力发电机叶片截面设计成上凸下凹的机翼截面形状，即所谓升力型叶片，希望用以提高转速但实际提升效果极其有限。⑤3叶片风力发电机叶片形态为很薄的尖锐的三角形刀片状（多为金属或坚硬复合材料），立杆又较长，叶片半径越长强风下越易弯折损坏，在人口密集地区使用很不安全，所以大中型3叶片风力发电机多安装在空旷地带，且彼此间距离很大以免出现附带损害事故。

而风吹过达里厄型的H型、Φ型、S型垂直轴风力发电机时会使这类风力发电机中轴两侧同时受力，但由于两侧叶片形态不同，故中轴两侧叶片受力大小不相同，受力的差使叶轮朝向受力大的一侧旋转，虽然这类风力发电机设计时已经将中轴两侧叶片形态设计得不同用以增大受力之差，但是两侧受力差值仍然较小，受力差值没有最大化，也就是吹到风力发电机的风能相当多的部分由于风力发电机结构的原因相互抵消未能利用起来发电，反而形成了对整体结构较大阻力，这也就是这类风力发电机低风速条件下难以启动旋转发电或发电效果很差以及强风下易于损坏的原因。

为了克服现有传统风力发电机风能利用效率低下和形态不安全的弊端，本发明提供了全新设计的高效发电机系列产品，不仅相同条件（见注释，下同）下可以比传统3叶片水平轴风力发电机以及达里厄型（包括H型、Φ型、S型）垂直轴风力发电机汇集更多能量并发出更多的电，而且整体结构更加坚固和安全.

本发明解决技术问题所采用的技术方案。

一种发电装置，它包括由环绕中轴旋转放置的多个矩形叶片、中轴、叶片间支架等组成的一体化的叶轮和引流板、变速装置、发电机、控制器、逆变器（可含并入电网功能和输出电量显示功能）、蓄电电瓶、避雷针、换向器、整机支架等部件组成：

叶轮，由数个矩形直板叶片和中轴通过叶片支架连接成一体化柱状，放在整机支架上，在外力（风力或水力）作用下旋转带动发电机发电。其叶片围绕中轴向心排列，叶片一侧平行且靠近中轴，数量为n个（n≥2，叶片数根据客户使用环境和效能要求不同而设置，且叶片、中轴和叶片支架采用高强度金属或复合材料制成）；

引流板，即风导向装置，是围绕所述叶轮设置的风导向板，对于本系列发电装置A、B、C三种原理相同但形态略有区别的机器，引流板形状及数量略有不同，其中A、B型的引流板为直板状，C型的为弧面状（引流板都是起到气流导向和遮蔽中轴一侧矩形叶片的作用，引流板遮蔽叶轮中轴一侧的矩形叶片，只让叶轮中轴另一侧矩形叶片接受风或水的动能的冲击力，从而使叶轮绕轴做轴向旋转运动），引流板可以是防锈合金或高强度复合材料，也可以是太阳能电池板（这时就组成了风光能发电一体设备或水光能发电一体设备）；

变速装置，起到变速效果的一组装置（一般用齿轮组或用皮带和轮盘及部分电子元件等）；

发电机，其与变速装置连接，通过变速装置间接连接到中轴（可采用直流发电机或交流发电机输出电能）；

控制器，采用电子或机械装置在整个发电系统中起控制作用；

逆变器，将低压直流电转化为普通市电或高压电；

蓄电电瓶，存储电能；

换向器，采用机械或电子装置随着风向的变化而改变储能电极（只在使用直流发电机输出电能时使用）；

整机支架，为整机各部分提供支撑；

各部件连接关系是叶轮接上变速装置并连接到发电机，引流板遮蔽叶轮中轴一侧矩形叶片，叶轮中轴另一侧矩形叶片接受风或水的动能的冲击力，从而使叶轮绕轴做轴向旋转运动并通过变速装置带动发电机发电；当使用直流发电机输出电能时，发电机连接控制器后连接电瓶将电储存在电瓶中，电瓶连接逆变器将低压电转变为市电或高压电。当使用交流发电机输出电能时，一种情况是交流发电机直接连接并网逆变器并网使用，另一种情况是交流发电机离网发电使用，交流发电机连接变压器后转变成直流电再连接控制器再连接电瓶将电储存在电瓶中，电瓶连接逆变器将低压电转变为市电或高压电。

本发明叶片面积为矩形（矩形叶片短边与长边之比为1:m【m≥1】，一般设置为m>1），当与同长度3叶片水平轴风力发电机叶片相比较时受力面积要大，且矩形叶片迎风设置，吹到叶片的风能几乎完全吸收，也就是可以汇聚更多能量（依据受力面积大汇聚能量多的原理）。

本发明彻底改变了常见的3叶片水平轴风力发电机和达里厄型等垂直轴风力发电机的叶片形态和结构布局，创造性地采用了多个矩形直板大叶片绕中轴向心排列（矩形叶片一侧平行且靠近中轴）作为受力叶轮，设置引流板（起到气流导向和遮蔽作用）遮蔽受力叶轮中轴一侧的矩形叶片，只让受力叶轮中轴另一侧矩形叶片接受风或水的动能的冲击力，从而使受力叶轮绕轴做轴向旋转运动，即中轴一侧矩形叶片被引流板遮挡（即无发电效果的力最小化），而另一侧矩形叶片完全接受风能（水流动能）（即有发电效果的力最大化），中轴两侧的矩形叶片受力差值最大化。风吹（水流冲击）到中轴一侧矩形叶片，风能（水流动能）作用于叶片，产生机械运动，带动发电机发电，转化为电能（只有极少量克服机械磨损消耗掉）。受力叶轮配上变速装置并连接到发电机的整机形态设计（全套设备还含有控制器、逆变器和蓄电电瓶等），形成A、B、C三种原理相同形态有所区别的系列产品。

A形态：中轴水平于地面放置用于风力发电时整机支架放置在中轴下方，整机似金字塔式稳定的结构，引流板放置在中轴下方整机支架的一侧或多侧（引流板起到阻挡风吹到中轴以下部分的叶片而让风只吹到中轴以上部分的叶片的作用，又有减缓风力冲击整机的作用和引导部分风力转向吹往旋转到中轴以上位置的叶片的作用）。机器中轴以下部分的叶片用引流板遮挡因而受力几乎为零，只有转到中轴以上部分的叶片接受风能的冲击力，产生旋转的机械运动，并通过变速装置带动发电机发电。（形态见说明书附图1）。

B形态：把A种形态的整机倒置，中轴以下部分放入水中，将整机支架与堤岸或桥梁连接在一起并固定后即可作为水力发电机（此时去掉逆于常年水流来向一侧的引流板，由于江、河、湖等区域水流方向一般为常年稳定在一个方向所以机器放入水中使用时还要去掉换向器，避雷针也要改变位置成为整机最高点）（形态见说明书附图5）。中轴一侧的进入水中的叶片受到水能（即水流动能）冲击而旋转，产生机械运动，带动发电机发电。在江、河、湖结冰前夕，可以将机器从水中升起，将此前去掉的一块引流板和换向器安装上，就又可以作为风力发电机（直流输出）使用了，但使用交流发电机输出时无须加装换向器。

C形态：当中轴垂直于地面放置用作风力发电机时（形态见说明书附图6），引流板的形态为1/4圆筒状的弧面状，引流板顶部或底部加装调节方向的尾舵和弧面引流板一体化，使引流板随风向旋转，1/4圆筒状弧面引流板总是包盖中轴一侧叶片，起到阻挡风吹到中轴一侧叶片，而让风只吹到中轴另一侧叶片的作用，又有减缓风力冲击整机的作用和引导部分风力转向吹离机器和保护中轴、变速装置、叶片、发电机等部件少受雨、霜等侵害的作用。发电机、控制器、变速装置和逆变器等可放在1/4圆筒状弧面引流板下方设备箱子中，整机用合金或复合材料支架支撑，可用于人口较密集地区使用，如城市路灯发电、个人或企业的分布式发电等。

A、B、C三种形态都是采用多片矩形叶片+中轴+变速装置+引流板+发电机+控制器+逆变器为主要部件，让矩形叶片一侧平行且靠近中轴并围绕中轴做轴向旋转运动而发电的设计，原则上都是引流板遮挡中轴一侧叶片使之不受风力（或水力），它们的区别只是引流板形状及摆放位置和支架形态有所不同，以适应不同的使用环境.

本发明提供的发电装置及其发电方法，能够带来以下有益效果。

1、大幅度提高风能利用率。本转板式阻力型发电装置与传统3叶片风力发电机在叶片长度相同、所用发电机相同、所处的环境条件相同的情况下相比较，单位时间内本转板式阻力型发电机从自然界摄取能量更多，风能利用率明显提高，发电量可以多数倍（当本装置作为水力发电机比传统水轮机相同水流速情况下发电量也多数倍）。原因：①本发明安装的矩形叶片受力面积比传统3叶片风力发电机叶片面积大，单位时间内在相同条件下可以比它汇集更多风能，因而带动发电机发电产生的电能也就更多。②以中小型机器做比较，3叶片风力发电机一般不含变速装置，而本发明含变速装置，通过变速装置将叶轮转速多倍放大后传给连接的一个或多个发电机做功发电，因而相同条件下可以比传统3叶片风力发电机产生更多电能（由于汇聚风能多可以同时带动多个发电机发电，而一台中型或小型3叶片风力发电机只能带动一个发电机发电）。本转板式阻力型发电机将支架从接地状态沿中轴旋转180度后，将中轴以下部分放入水中即可用于水力发电。在风速（或水流速度）很小的情况下都能使发电机高速旋转发电。③所用发电机相同、所处环境条件和叶轮扫掠空间的体积（指叶片绕中轴旋转一周所扫过的的空间的体积）相同的情况下，本发明中轴两侧叶片的受力差值最大化，远大于达里厄型（如H型、Φ型、S型）风力发电机中轴两侧叶片的受力差值，因而汇聚的风能更多，带动发电机发电产生的电能也就更多。 

2、适用地域更广泛。本发明可以在较低风速（或较慢水流速度）下发电，且较高效率地产出电能，因而适用地域更广泛。由于采用多个矩形叶片和中轴相连的一体化的叶轮和中轴一侧叶片受力的设计，可以使叶轮极易旋转（因为中轴一侧叶片轻微受力都可破坏叶轮的静平衡状态，使之旋转并带动发电机发电），特别是较低风速（或水流速度）状态下都能运转，使整机能够利用低风速（或较慢水流速度）常年发电。

3、稳定性好、安全性高。本发明叶轮为柱状，其安全性远高于叶片如刀片状的3叶片风力发电机。本发明A形态类似于金字塔结构，稳定性远高于其他类型风力发电机。

4、易于生产，便于安装。本发明矩形直板叶片较3叶片风力发电机和达里厄型风力发电机的曲面叶片而言，更易于生产，且确保精度。本发明的A形态风力发电机无须立杆支撑，便于安装。

总之，本发明比传统3叶片风力发电机和达里厄型风力发电机单机风能利用效率更高，产电能更多，结构更加稳定，抗强风能力更强，适用地域更广泛，避免了传统3叶片风力发电机和达里厄型风力发电机风能利用效率低下和抗强风能力弱等缺点。

注释：①水能：水体流动所具有的动能；②3叶片风力发电机：有3个叶片和一个支撑立杆的风力发电机；③发电机：利用电磁感应定律（导线切割磁力线，产生感应电动势）实现动能转化为电能的设备，可以采用直流发电机输出电能也可以采用交流发电机输出电能，要根据客户需求而安排。④相同条件：在本发明与3叶片风力发电机比较时，“相同条件”指叶片长度相同、所用发电机相同、所处的环境条件相同，在本发明与达里厄型风力发电机比较时，“相同条件”指所用发电机相同、所处的环境条件相同，叶轮扫掠空间的体积（指叶片绕中轴旋转一周所扫过的的空间的体积）相同。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，以下将对实施例描述中所需要使用的附图做简单的介绍和进一步说明。显而易见地，以下描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例而不是全部实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的其它实施例都属于本发明保护的范围。

图1是本发明当中轴水平放置用作风力发电机时(直流发电机离网发电并逆变出交流电输出)的整体结构图（引流板在中轴下方）

图2是本发明当中轴水平放置用作风力发电机时的左侧视图

图3是本发明当中轴水平放置用作风力发电机时的前视图

图4是本发明当中轴水平放置用作风力发电机时的顶视图

图5是本发明当中轴水平放置用作水力发电机时的整体结构图（引流板在中轴上方）

图6是本发明当中轴竖直放置用作风力发电机时的整体结构图（引流板在中轴一侧）

图中1.机器中轴，2.矩形叶片，3.矩形叶片支架，4.引流板，5.变速装置 ，6.发电机，7.电缆，8.整机支架，9.控制器，10.蓄电电瓶，11.逆变器，12.避雷针，13. 换向器

注：在图中矩形叶片、矩形叶片支架和中轴连接在一起组成一个柱状受力叶轮整体。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的技术描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的其它实施例都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种发电装置，它包括由环绕中轴旋转放置的多个矩形叶片、中轴、叶片间支架等组成的一体化的叶轮和引流板、变速装置、发电机、控制器、逆变器（可含并入电网功能和输出电量显示功能）、蓄电电瓶、避雷针、换向器、整机支架等部件组成：叶轮，由数个矩形直板叶片和中轴通过叶片支架连接成一体化柱状，叶轮整体放在整机支架上，在外力（风力或水力）作用下旋转带动发电机发电，其叶片一侧平行且靠近中轴并围绕中轴向心排列，数量为n个（n≥2，叶片数根据客户使用环境和效能要求不同而设置，且叶片、中轴和叶片支架采用高强度金属或复合材料）；

引流板，是围绕所述叶轮设置的风导向板，对于本系列发电装置A、B、C三种原理相同但形态有所区别的系列产品，引流板形状及数量略有不同，其中A、B型的引流板为直板状，C型的为弧面状，引流板遮蔽叶轮中轴一侧的矩形叶片，只让叶轮中轴另一侧矩形叶片接受风或水的动能的冲击力，从而使叶轮绕轴做轴向旋转运动，引流板可以是防锈合金或高强度复合材料，也可以是太阳能电池板（这时就组成了风光能发电一体设备或水光能发电一体设备）；

变速装置，一般用齿轮组或用皮带和轮盘及部分电子元件等；

发电机，其与变速装置连接，通过变速装置间接连接到中轴（可采用直流发电机或交流发电机输出电能）；

控制器，采用电子或机械装置在整个发电系统中起控制作用；

逆变器，将低压直流电转化为普通市电或高压电；

蓄电电瓶，存储电能；

换向器，采用机械或电子装置随着风向的变化而改变储能电极（只在使用直流发电机输出电能时使用）；

整机支架，采用合金或复合材料，为整机各部分提供支撑；

各部件连接关系是叶轮接上变速装置并连接到发电机，引流板遮蔽叶轮中轴一侧矩形叶片，叶轮中轴另一侧矩形叶片接受风或水的动能的冲击力，从而使叶轮绕轴做轴向旋转运动并通过变速装置带动发电机发电；当使用直流发电机输出电能时，发电机连接控制器后连接电瓶将电储存在电瓶中，电瓶连接逆变器将低压电转变为市电或高压电。当使用交流发电机输出电能时，一种情况是交流发电机直接连接并网逆变器并网使用，另一种情况是交流发电机离网发电使用，交流发电机连接变压器后转变成直流电再连接控制器再连接电瓶将电储存在电瓶中，电瓶连接逆变器将低压电转变为市电或高压电。

在本发明的各实施例中，叶片形态为矩形（矩形叶片短边与长边之比为1:m【m≥1】，一般设置为m>1），数个矩形直板叶片和中轴通过叶片支架连接成一体化柱状的叶轮，矩形叶片、中轴和叶片支架由合金或复合材料构成，采用焊接或者铆接方式连接，形成一个整体并固定在支架上做轴向旋转，同时配以变速装置连接发电机。

在本发明实施例一中（即为A形态）：当中轴水平于地面放置用于风力发电时整机支架放置在中轴下方，整机似金字塔式稳定的结构，引流板放置在中轴下方整机支架的一侧或多侧。机器中轴以下部分的叶片用引流板遮挡，只有转到中轴以上部分的叶片接受风的动能的冲击力，风能吹到中轴一侧叶片，产生旋转的机械运动，并通过变速装置带动发电机发电。（形态见说明书附图1）。 

在本发明实施例二中（即为B形态）：把A种形态的整机倒置，中轴以下部分放入水中，将整机支架与堤岸或桥梁连接在一起并固定后即可作为水力发电机（此时去掉逆于常年水流来向一侧的引流板、换向器，避雷针也要改变位置成为整机最高点）（形态见说明书附图5）。在江、河、湖结冰前夕，可以将机器从水中升起，将此前去掉的一块引流板和换向器安装上，就又可以作为风力发电机（直流机发电输出）使用了，但使用交流发电机输出时无须加装换向器。

在本发明实施例三中（即为C形态）：当中轴垂直于地面放置用作风力发电机时（形态见说明书附图6），引流板的形态为1/4圆筒状的弧面状，引流板顶部或底部加装调节方向的尾舵和弧面引流板一体化，使引流板随风向旋转，1/4圆筒状弧面引流板总是包盖中轴一侧叶片。发电机、控制器、变速装置和逆变器等可放在1/4圆筒状弧面引流板下方设备箱子中。 

在本发明的各实施例中，都是采用多片矩形叶片+中轴+变速装置+引流板+发电机+控制器+逆变器为主要部件，让矩形叶片一侧平行且靠近中轴并围绕中轴做轴向旋转运动而发电的设计，原则上都是引流板遮挡中轴一侧叶片使之不受风力（或水力），它们的区别只是引流板形状及摆放位置和支架形态有所不同，以适应不同的使用环境。

本发明提供的各种实施例可以根据需要以其他方式相互组合，通过这种组合得到的技术方案也在本发明的保护范围内。

显然，本领域技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其技术范围之内，则本发明也包含这些改动和变型。

Claims (10)

1.一种发电装置，它包括由环绕中轴旋转放置的多个矩形叶片、中轴、叶片间支架等组成的一体化的叶轮和引流板、变速装置、发电机、控制器、逆变器（可含并入电网功能和电量显示功能）、蓄电电瓶、避雷针、换向器、整机支架等部件组成：

叶轮，由数个矩形直板叶片和中轴通过叶片支架连接成一体化柱状，放在整机支架上，在外力（风力或水力）作用下旋转带动发电机发电，其叶片围绕中轴均匀分布，数量为n个（n≥2，叶片数根据客户使用环境和效能要求不同而设置）；

引流板，即风导向装置，是围绕所述叶轮设置的风导向板，对于本系列发电装置A、B、C三种原理相同但形态有所区别的产品，引流板形状及数量略有不同，其中A、B型的引流板为直板状，C型为弧面状，但引流板都是起到气流导向和遮蔽中轴一侧叶片的作用，引流板遮蔽叶轮中轴一侧的矩形叶片，只让叶轮中轴另一侧矩形叶片接受风或水的动能的冲击力，从而使叶轮绕轴做轴向旋转运动；

变速装置，起到变速效果的一组装置（一般用齿轮组或用皮带和轮盘及部分电子元件等）；

发电机，其与变速装置连接，通过变速装置间接连接到中轴（可采用直流发电机输出或交流发电机输出）；

控制器，采用电子或机械装置在整个发电系统中起控制作用；

逆变器，将低压直流电转化为普通市电或高压电；

蓄电电瓶，存储电能；

换向器，采用机械或电子装置随着风向变化而改变储能电极（只在使用直流发电机输出时使用）；

整机支架，为整机各部分提供支撑；

各部件连接关系是叶轮接上变速装置并连接到发电机，引流板遮蔽叶轮中轴一侧矩形叶片，叶轮中轴另一侧矩形叶片接受风或水的动能的冲击力，从而使叶轮绕轴做轴向旋转运动并通过变速装置带动发电机发电；

当使用直流发电机输出电能时，发电机连接控制器后连接电瓶将电储存在电瓶中，电瓶连接逆变器将低压电转变为市电或高压电，当使用交流发电机输出电能时，一种情况是交流发电机直接连接并网逆变器并网使用，另一种情况是交流发电机离网发电使用，交流发电机连接变压器后转变成直流电再连接控制器再连接电瓶将电储存在电瓶中，电瓶连接逆变器将低压电转变为市电或高压电。

2.如权利要求1所述的发电装置，其特征在于：引流板在整机结构中起到气流导向和遮蔽中轴一侧叶片的作用；对于本系列发电装置A、B、C三种原理相同形态有所区别的机器，引流板形状及数量略有不同，其中A、B型的引流板为直板状，C型的为弧面状，但都是起到气流导向和遮蔽中轴一侧叶片的作用，即中轴一侧叶片被引流板遮挡（即无发电效果的力最小化），而另一侧叶片完全接受风能（或水流动能）（即有发电效果的力最大化），使中轴两侧叶片的受力差值最大化，风能（或水流动能）由中轴一侧矩形叶片接受并转换为机械动能（只有极少量克服机械磨损消耗掉）。

3.根据权利要求1所述的发电装置，其特征是引流板可以是防锈合金或高强度复合材料，也可以是太阳能电池板（这时就组成了风光能发电一体设备或水光能发电一体设备）。

4.如权利要求1所述的发电装置，其特征是叶片为矩形直板叶片（矩形叶片短边与长边之比为1:m（m≥1）），一般2到8片，叶片之间夹角相等，采用轻质防锈合金或复合材料；矩形叶片一侧长边平行且靠近中轴并绕中轴向心排列，叶片和叶片之间用直线或弧线支架连接和中轴组成柱状的一体化叶轮（矩形叶片和中轴之间由H形支架连接且叶片靠近中轴一侧与中轴之间留有空隙），叶轮放置在整机支架（一般为金属材质)上，和发电机由变速装置相连，旋转带动发电机发电。

5.根据权利要求1所述的发电装置，其特征是本发电设备使用时，引流板遮挡中轴一侧的矩形叶片使之不接受力，而另一侧矩形叶片受力，叶片绕中轴旋转从而带动发电机发电。

6.根据权利要求1所述的发电装置，其特征是本机器既可以离网发电也可并网发电（离网发电时用蓄电电瓶储电能，当需要并网时给蓄电电瓶连接上带并网模块的逆变器，逆变成交流输出即可）。

7.根据权利要求1所述的发电装置，其特征是本系列发电装置既可用于风力发电，又可用于水力发电（支架和引流板在中轴上方）。

8.根据权利要求1所述的发电装置，其特征是变速装置一般用齿轮组或用皮带和轮盘及部分电子元件组成。

9.根据权利要求1所述的发电装置，其特征是机器还安装有避雷针以躲避闪电对其破坏。

10.根据权利要求1所述的发电装置，其特征是作为风力发电机（中轴平行于地面时）使用，采用直流发电机输出时，还需要安装换向器，换向器的作用是根据叶片承受的风的来向改变储能电极。

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