CN104500347A - 一种风力发电机组及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风力发电机组，包括叶片、设于塔筒上的太阳能发电板、上支撑浮体和下支撑浮体；所述塔筒内部设有风力发电装置，风力发电装置通过叶片的转动，进行发电；所述叶片通过叶片根部安装于塔筒的顶部，叶片还包括叶片吸力侧入流端、叶片吸力侧出流端和叶尖，其中，叶片背风侧安装有多个三角翅片，三角翅片连成线状，三角翅片由不锈钢板材制作，三角翅片由距叶片根部为叶片长度的8-12％的地方开始设置，安装长度为叶片总长度的38-42％；所述三角翅片由贴片和三角片固定垂直连接而成；本发明提高了风能的利用率；同时，能够稳定运行，整体结构简单，拆卸方便。

Description

一种风力发电机组及其制造方法
技术领域
本发明涉及水上风力发电领域，特别涉及一种风力发电机组及其制造方法。
背景技术
我国风力发电尚处于起步阶段，现有的海上风力发电机组型式为固定式和浮式两种。固定式风力发电机组适用于水深小于50米左右的中等水深及浅水区域。发电机组的支撑结构固定于海床中，发电机组固定在支撑结构上，位于海平面上一定位置运行。浮式风力发电机组适用于水深大于50米的深水区域。发电机组安装在浮体上，浮体通过锚链固定在海底。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高了风能的利用率，稳定运行，整体结构简单，拆卸方便的风力发电机组及其制造方法，以增加一种新的更优越的海上发电技术方案。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种风力发电机组，包括叶片、设于塔筒上的太阳能发电板、上支撑浮体和下支撑浮体；所述塔筒内部设有风力发电装置，风力发电装置通过叶片的转动，进行发电；所述叶片通过叶片根部安装于塔筒的顶部，叶片还包括叶片吸力侧入流端、叶片吸力侧出流端和叶尖，其中，叶片背风侧安装有多个三角翅片，三角翅片连成线状，三角翅片由不锈钢板材制作，三角翅片由距叶片根部为叶片长度的8-12％的地方开始设置，安装长度为叶片总长度的38-42％；所述三角翅片由贴片和三角片固定垂直连接而成；所述塔筒固设于中心浮体上，中心浮体均通过锚链固定在水底，相邻两个中心浮体之间通过法兰盘固定连接支撑浮体的端部；所述支撑浮体包括上支撑浮体和下支撑浮体，支撑浮体平行设置，支撑浮体中间设有万向节。
进一步的，所述三角翅片之间距离值等于三角翅片的长度值。
进一步的，所述法兰盘通过螺栓连接。
本发明还公开了上述风力发电机组的制造方法，其特征在于，包括如下工艺和步骤：
1)以复合材料制作中空的中心浮体，数个中心浮体以锚链固定在水底，在两个相邻的中心浮体之间以螺栓通过法兰盘固定连接支横向撑浮体的端部，支撑浮体包括上支撑浮体和下支撑浮体，上下支撑浮体平行设置，在支撑浮体中间设置万向节；
2)在每个中心浮体上分别向上设置中空的塔筒，在塔筒的顶部设置叶片，在塔筒的内部设置风力发电装置，风力发电装置通过叶片的转动，进行发电；
3)在叶片上设有叶片吸力侧入流端、叶片吸力侧出流端和叶尖；
4)以不锈钢板材制作的贴片和三角片焊接成三角翅片，在叶片背风侧安装多个三角翅片并连成线状，三角翅片从距叶片根部叶片长度的10-12％的地方开始设置，安装长度为叶片总长度的38-42％，两个相邻的三角翅片之间预留一个三角翅片的长度空间；
5)在塔筒上向南侧垂直或倾斜设置太阳能发电板；
6)将风力发电装置和太阳能发电板的输出端分别连接蓄电池或输电线。
发明优点
与现有技术相比，本发明当叶片有气流扫掠时，气流由叶片入流端流经三角翅片前端后，在其后端会产生高能量的旋涡,这种涡流与其下游的低能量边界层流动混合后，把能量传递给了边界层，使处于逆压梯度中的边界层流场获得附加能量后气流变成统一的方向，能够继续贴附在叶片表面,有效地阻止叶片上气流过早分离,减少了作用在叶片1上的阻力，增加升力，防止了失速的过早发生，提高了风能的利用率；同时，支撑浮体的每段之间通过万向节连接，可以随着波浪的运动进行变换，并其中一个中心浮体因为破损浸水、碰撞等因素造成剧烈运动时，其他中心浮体可以承担其重量，进而保证风力发电稳定运行，并采用螺栓固定法兰盘连接支撑浮体与中心浮体的结构，使得整体结构简单，拆卸方便。
附图说明
图1为本发明中风力发电机组的结构示意图。
图2为本发明中风力发电机组的中三角翅片安装位置的局部放大图结构示意图。
图3为本发明中风力发电机组的三角翅片结构示意图。
图4为本发明中风力发电机组的叶片的结构示意图。
图中：1-叶片、11-叶片根部、12-叶片吸力侧入流端、13-叶片吸力侧出流端、14-叶尖、15-三角翅片、16-贴片、17-三角片、2-太阳能发电板、3-塔筒、4-中心浮体、5-上支撑浮体、6-下支撑浮体、7-法兰盘、8-万向节。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：请参阅图1～4，一种风力发电机组，包括叶片1、设于塔筒3上的太阳能发电板2、上支撑浮体5和下支撑浮体6；所述塔筒3内部设有风力发电装置，风力发电装置通过叶片1的转动，进行发电；所述叶片1通过叶片根部11安装于塔筒3的顶部，叶片1还包括叶片吸力侧入流端12、叶片吸力侧出流端13和叶尖14，其中，叶片1背风侧安装有多个三角翅片15，三角翅片15连成线状，三角翅片15由不锈钢板材制作，三角翅片15由距叶片根部11为叶片1长度的10-12％的地方开始设置，安装长度为叶片1总长度的38-42％，且相邻的两块三角翅片15之间距离值等于三角翅片15的长度值；所述三角翅片15由贴片16和三角片17固定垂直连接而成，工作中，当叶片1有气流扫掠时，气流由叶片入流端12流经三角翅片15前端后，在其后端会产生高能量的涡流,这种涡流与其下游的低能量边界层流动混合后，把能量传递给了边界层，使处于逆压梯度中的边界层流场获得附加能量后气流变成统一的方向，能够继续贴附在叶片1表面,有效地阻止叶片1上气流过早分离,减少了作用在叶片1上的阻力，增加升力，防止了失速的过早发生，提高了风能的利用率；所述塔筒3固设于中心浮体4上，中心浮体4均通过锚链固定在水底，相邻两个中心浮体4之间通过法兰盘7固定连接支撑浮体的端部，法兰盘7通过螺栓连接，便于拆卸；所述支撑浮体包括上支撑浮体5和下支撑浮体6，支撑浮体平行设置，支撑浮体中间设有万向节8，可以随着波浪的运动进行变形，并其中一个中心浮体4因为破损浸水、碰撞等因素造成剧烈运动时，其他中心浮体4可以承担其重量，工作中，能够根据所在水域的范围或需要的发电量，调整叶片1的数量；通过法兰盘7可以方便安装、拆卸上支撑浮体5和下支撑浮体6，进而调整数量。
本实施例还公开了上述风力发电机组的制造方法，其特征在于，包括如下工艺和步骤：
1)以复合材料制作中空的中心浮体4，数个中心浮体4以锚链固定在水底，在两个相邻的中心浮体4之间以螺栓通过法兰盘7固定连接支横向撑浮体的端部，支撑浮体包括上支撑浮体5和下支撑浮体6，上下支撑浮体平行设置，在支撑浮体中间设置万向节8。
2)在每个中心浮体4上分别向上设置中空的塔筒3，在塔筒3的顶部设置叶片1，在塔筒3的内部设置风力发电装置，风力发电装置通过叶片1的转动，进行发电。
3)在叶片1上设有叶片吸力侧入流端12、叶片吸力侧出流端13和叶尖14；
4)以不锈钢板材制作的贴片16和三角片17焊接成三角翅片15，在叶片1背风侧安装多个三角翅片15并连成线状，三角翅片15从距叶片根部11叶片1长度的10-12％的地方开始设置，安装长度为叶片1总长度的38-42％，两个相邻的三角翅片15之间预留一个三角翅片15的长度空间。
5)在塔筒3上向南侧垂直或倾斜设置太阳能发电板2。
6)将风力发电装置和太阳能发电板2的输出端分别连接蓄电池或输电线。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种风力发电机组，包括叶片(1)、设于塔筒(3)上的太阳能发电板(2)、上支撑浮体(5)和下支撑浮体(6)；其特征在于，所述塔筒(3)内部设有风力发电装置，风力发电装置通过叶片(1)的转动，进行发电；所述叶片(1)通过叶片根部(11)安装于塔筒(3)的顶部，叶片(1)还包括叶片吸力侧入流端(12)、叶片吸力侧出流端(13)和叶尖(14)，其中，叶片(1)背风侧安装有多个三角翅片(15)，三角翅片(15)连成线状，三角翅片(15)由不锈钢板材制作，三角翅片(15)由距叶片根部(11)为叶片(1)长度的10-12％的地方开始设置，安装长度为叶片(1)总长度的38-42％；所述三角翅片(15)由贴片(16)和三角片(17)固定垂直连接而成；所述塔筒(3)固设于中心浮体(4)上，中心浮体(4)均通过锚链固定在水底，相邻两个中心浮体(4)之间通过法兰盘(7)固定连接支撑浮体的端部；所述支撑浮体包括上支撑浮体(5)和下支撑浮体(6)，支撑浮体平行设置，支撑浮体中间设有万向节(8)。
2.根据权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于，所述三角翅片(15)之间距离值等于三角翅片(15)的长度值。
3.根据权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于，所述法兰盘(7)通过螺栓连接。
4.如权利要求1-3所述的风力发电机组的制造方法，其特征在于，包括如下工艺和步骤：
1)以复合材料制作中空的中心浮体(4)，数个中心浮体(4)以锚链固定在水底，在两个相邻的中心浮体(4)之间以螺栓通过法兰盘(7)固定连接支横向撑浮体的端部，支撑浮体包括上支撑浮体(5)和下支撑浮体(6)，上下支撑浮体平行设置，在支撑浮体中间设置万向节(8)；
2)在每个中心浮体(4)上分别向上设置中空的塔筒(3)，在塔筒(3)的顶部设置叶片(1)，在塔筒(3)的内部设置风力发电装置，风力发电装置通过叶片(1)的转动，进行发电；
3)在叶片(1)上设有叶片吸力侧入流端(12)、叶片吸力侧出流端(13)和叶尖(14)；
4)以不锈钢板材制作的贴片(16)和三角片(17)焊接成三角翅片(15)，在叶片(1)背风侧安装多个三角翅片(15)并连成线状，三角翅片(15)从距叶片根部(11)叶片(1)长度的10-12％的地方开始设置，安装长度为叶片(1)总长度的38-42％，两个相邻的三角翅片(15)之间预留一个三角翅片(15)的长度空间；
5)在塔筒(3)上向南侧垂直或倾斜设置太阳能发电板(2)；
6)将风力发电装置和太阳能发电板(2)的输出端分别连接蓄电池或输电线。
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