CN106368904A - 列车风风力发电装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种列车风风力发电装置及系统，涉及列车风发电技术领域，上述装置包括：发电部件和固定部件；发电部件通过固定部件固定设置在列车运行的两个钢轨之间；发电部件包括：涡轮叶片、传动轴和发电机组；涡轮叶片固定设置在传动轴上；传动轴通过固定部件固定设置在列车运行的两个钢轨上；发电机组与传动轴固定连接，用于在旋转的传动轴的带动下转动以产生电能；其使用固定部件和上述发电部件，体积小、投入成本低，并且，通过固定部件将上述发电部件安装在列车运行轨道的两个钢轨之间，不影响建筑限界，且安装在列车下方能够减少列车风对叶片的冲击力，能够保证列车运行时的安全性；并且，还方便日后工作人员进行养护和维修。

Description

列车风风力发电装置及系统

技术领域

本发明涉及列车技术领域，具体而言，涉及一种列车风风力发电装置及系统。

背景技术

列车风(Train-induced Air Flow)是由于空气的粘性作用当列车运行时带动周围空气随列车一起运动所形成空气流。这种以空气压力场和速度场的形式表现出来对周围环境的扰动，将作用在路边的人员和物体上，从不利的角度考虑这可能威胁到站台上乘客和作业人员的安全，还可能卷起路边的杂物，影响列车运行安全。但从有利角度来考虑，可以用这部分空气的动能用来驱动发电装置发电，并将这部分电能应用于铁路、桥梁和隧道处搭建无线监测网络(wireless monitor network)，通过收集列车风能并将其转化为电能，可以给监测用传感器等设备提供电力支援。在一些无工作电源或者工作电源不稳定易发生断电情况的区间路段，列车风发电装置具有很大的利用空间。

目前发电装置的常用的发电原理有三种：1)静电式发电；2)压电式发电；3)电磁式发电。静电式发电依赖具备稳定的电荷保持能力驻极体材料，如CYTOP、Teflon AF等。目前关于驻极体材料的相关技术主要为国外科研院所持有。压电式发电利用压电材料的特自身的压电性能将压力转换为电能。电磁感应式发电利用的是法拉第电磁感应定律，当磁体与线圈发生相对运动，感应线圈的磁通量密度发生变化，就会在线圈内激发出感应电动势。由于磁性材料和线圈难以微型化，所以电磁式发电多应用于尺寸范围较大的器件上。由于电磁式发电在低频范围可以产生较大的功率输出，所以目前常用的风力涡轮机都是电磁式的发电机。

高速铁路快速发展，运营里程不断增加，运营速度不断提高。高速列车运营时产生的列车风蕴藏了巨大的风能。绿色能源的开发利用已经成为各国关注的焦点。我国高铁运营时速为300-350公里，已经运营了2亿多公里，列车运行过程中蕴藏的巨大的风能资源都浪费了。在我国，高速铁路线路能源资源的开发亟需加强。

相关技术提供了一种列车风风力发电系统，其是将用于发电的风力涡轮机置于轨道结构的上部及两侧，当列车通过时，列车风将会驱动列车上部及两侧的风力涡轮机转动发电。但是，上述发电装置需要架设安装风力涡轮机的桁架，成本较高，养护维修不方便。而且可能影响建筑限界，当运行超限货物列车时，存在安全隐患。相关技术还提供了另一种垂直轴风能发电机系统，其依靠三角支架固定于隧道壁上，在保证风机稳定的前提下节省材料，同时具备安装、维护方便的特点。但是，上述风能发电机系统体积大，易于受到建筑限界的影响，当列车风变化剧烈时还可能造成叶片破坏，威胁运营车辆安全。并且上述两种发电系统固定铁路两侧或者上方，均可能给日后线路机械化施工、维护工作造成不便。

发明人在研究中发现，现有技术中利用高速列车运营时产生的列车风蕴藏的巨大风能的方式均不理想。针对这一问题，目前尚未提出有效的解决方式。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种列车风风力发电装置及系统，体积小，便于安装，且不会威胁运营车辆，安全性较好。

第一方面，本发明实施例提供了一种列车风风力发电装置，包括：发电部件和固定部件；所述发电部件通过所述固定部件固定设置在列车运行的两个钢轨之间；所述发电部件包括：涡轮叶片、传动轴和发电机组；

所述涡轮叶片固定设置在所述传动轴上，用于在列车风的带动下旋转；所述传动轴通过所述固定部件固定设置在列车运行的两个钢轨上，用于在旋转的涡轮叶片的带动下旋转；

所述发电机组与所述传动轴固定连接，用于在旋转的传动轴的带动下转动以产生电能；所述涡轮叶片包括：水平轴涡轮叶片和垂直轴涡轮叶片。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述列车风风力发电装置中，所述固定部件包括：钢轨连接夹持块和轴承支座；

所述传动轴的一端与所述发电机组固定连接，其另一端与所述轴承支座固定连接；

所述轴承支座与所述钢轨连接夹持块固定连接；所述钢轨连接夹持块固定设置在列车运行的两个钢轨上，以将所述列车风风力发电装置固定在列车运行轨道的两个钢轨之间。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述列车风风力发电装置中，所述固定部件还包括螺栓；所述传动轴、所述轴承支座和所述钢轨连接夹持块均为两个；

两个所述传动轴的一端均与所述发电机组固定连接，其另一端分别与两个所述轴承支座固定连接；

两个所述轴承支座分别通过所述螺栓与两个所述钢轨连接夹持块固定连接；

两个所述钢轨连接夹持块用于相互配合，将所述列车风风力发电装置固定在列车运行轨道的两个钢轨之间。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述列车风风力发电装置中，每个所述钢轨连接夹持块均包括相互配合的两个夹块；

其中，一个夹块用于与所述钢轨的内侧固定连接；另一个夹块用于与所述钢轨的外侧固定连接。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述列车风风力发电装置，还包括导流罩；

所述导流罩用于罩住所述涡轮叶片、所述传动轴和所述发电机组，以起到保护和导流作用。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述列车风风力发电装置，还包括控制器；

所述控制器与所述发电机组电连接，用于控制所述发电机组产生的电能直接提供给负载；和/或，控制将所述发电机组产生的电能进行存储。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，上述列车风风力发电装置，还包括换能模块；所述换能模块包括：整流器和滤波器；

所述整流器分别与所述发电机组和所述控制器电连接，用于对所述发电机组发送的电信号进行整流处理；

所述滤波器分别与所述整流器和所述控制器电连接，用于对整流处理后的电信号进行滤波处理。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，上述列车风风力发电装置，还包括逆变器；

所述逆变器与所述控制器电连接，用于在控制器的控制下，将换能处理后的电信号对应的直流电转换为交流电，以直接供给负载。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，上述列车风风力发电装置，还包括储能电路；所述储能电路包括：电压转换模块和储能模块；

所述电压转换模块与所述控制器电连接，用于在所述控制器的控制下，将换能处理后的电信号的电压转换与所述储能模块的存储规格相匹配的标准电压；

所述储能模块与所述电压转换模块电连接，用于将所述标准电压进行存储。

第二方面，本发明实施例还提供了一种列车风风力发电系统，包括：上述第一方面任一项所述的列车风风力发电装置，还包括：用于列车运行的轨道，和/或负载；其中，所述轨道上铺设有钢轨和轨枕；

所述列车风风力发电装置设置在两个所述钢轨之间，用于将所述轨道上运行的列车产生的列车风的风能转换成机械能，并将所述机械能转换成电能，并控制所述电能直接提供给负载；或者，将所述电能转化成标准电压进行存储。

本发明实施例提供的一种列车风风力发电装置及系统，上述装置包括：发电部件和固定部件；发电部件通过固定部件固定设置在列车运行的两个钢轨之间；发电部件包括：涡轮叶片、传动轴和发电机组；涡轮叶片固定设置在传动轴上，用于在列车风的带动下旋转；传动轴通过固定部件固定设置在列车运行的两个钢轨上，用于在旋转的涡轮叶片的带动下旋转；发电机组与传动轴固定连接，用于在旋转的传动轴的带动下转动以产生电能，与现有技术中利用高速列车运营时产生的列车风蕴藏的巨大风能的方式均不理想相比，其使用固定部件和上述发电部件，体积小、投入成本低，并且，通过固定部件将上述发电部件安装在列车运行轨道的两个钢轨之间，不影响建筑限界，且安装在列车下方能够减少列车风对叶片的冲击力，能够保证列车运行时的安全性；并且，还方便日后工作人员进行养护和维修。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的一种列车风风力发电装置的整体结构示意图；

图2示出了本发明实施例所提供的列车风风力发电装置安装在列车运行轨道上的立体图；

图3示出了本发明实施例所提供的列车风风力发电装置安装在列车运行轨道上的截面视图；

图4示出了本发明实施例所提供的列车风风力发电装置安装在列车运行轨道上的结构示意图；

图5示出了本发明实施例所提供的列车风风力发电装置的部件置于导流罩里的整体结构示意图；

图6示出了本发明实施例所提供的一种垂直轴涡轮叶片对应的列车风风力发电装置安装在列车运行轨道上的结构示意图；

图7示出了本发明实施例所提供的另一种垂直轴涡轮叶片的列车风风力发电装置安装在列车运行轨道上的结构示意图；

图8示出了本发明实施例所提供的列车风风力发电装置中控制部分的结构示意图；

图9示出了本发明实施例所提供的列车风风力发电系统的原理示意图。

主要标号说明：

01、钢轨；02、列车风风力发电装置；03、轨枕；04、列车；10、涡轮叶片；101、水平轴涡轮叶片；102、垂直轴涡轮叶片；20、传动轴；30、发电机组；40、钢轨连接夹持块；42、第一夹块；44、第二夹块；46、第三夹块；48、第四夹块；50、轴承支座；60、导流罩；701、控制器；702、换能模块；7021、整流器；7022、滤波器；703、逆变器；704、储能电路；7041、电压转换模块；7042、储能模块；705、负载。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

列车风发电装置可以收集列车风中蕴藏的能量，并将其转换成可以利用的电能。这些电能既可以输入电网再次利用，也可以直接用于驱动其他用电设备如监测设备、路灯等，这在缺乏外接工作电源或者外接工作电源不稳定的区间路段这种利用列车风能发电的装置具有重要意义。

考虑到常用的技术是使用风力涡轮机，并将风力发电机置于轨道和列车两侧，实现将运行的列车04产生的风能转换为电能，以实现对列车风的利用；但是，现有技术中的上述风力发电机体积大，且易于受到建筑限界的影响；并且，当列车风变化剧烈时还可能造成叶片破坏，威胁运营车辆安全。基于此，本发明实施例提供了一种列车风风力发电装置及系统，包括涡轮叶片10、传动轴20、发电机组30、轴承支座50、钢轨连接夹持块40、导流罩60，其能够安装在列车04运行轨道的两钢轨之间，可以在列车04通过时捕获列车风中蕴藏的能量，为铁路和桥梁监测传感器等用电设备提供电力支援，并且体积小，便于安装，且不会威胁运营车辆，安全性较好。

下面结合图1～图9对应的实施例对上述一种列车风风力发电装置的具体结构及对应的功能进行描述。

参考图1～图7，本发明实施例提供了一种列车风风力发电装置02，包括：发电部件和固定部件；上述发电部件通过上述固定部件固定设置在列车运行的两个钢轨01之间；上述发电部件包括：涡轮叶片10、传动轴20和发电机组30；

涡轮叶片10固定设置在传动轴20上，用于在列车风的带动下旋转；传动轴20通过上述固定部件固定设置在列车运行的两个钢轨01上，且置于列车运行的两个钢轨01之间，用于在旋转的涡轮叶片10的带动下旋转；发电机组30与传动轴20固定连接，用于在旋转的传动轴20的带动下转动以产生电能；上述涡轮叶片10包括：水平轴涡轮叶片101和垂直轴涡轮叶片102。

本发明实施例中，上述涡轮叶片10可以为水平轴涡轮叶片101，也可以为垂直轴涡轮叶片102；其中，水平轴涡轮叶片101包括固定端和设置在固定端上的扇叶，上述扇叶通过固定端设置在传动轴20上，扇叶可以在列车风的带动下旋转，进而带动传动轴20转动。

而垂直轴涡轮叶片102则包括：两个固定端；每一个固定端上均设置有扇叶，且每一个固定端上的扇叶的数量相等，通常可以设置为三个或者四个；一个固定端上的每一个扇叶均通过连接件与另一个固定端上对应的扇叶固定连接，这样的结构，能够使得整个垂直轴涡轮叶片102的受力面积较大，能够最大效率的将列车风的风能转换为机械能，进而将机械能转换为电能(即通过列车风带动传动轴20旋转，进而由传动轴20带动发电机组30发电)。

本发明实施例提供的一种列车风风力发电装置02，与现有技术中利用高速列车运营时产生的列车风蕴藏的巨大风能的方式均不理想相比，其使用固定部件和发电部件，体积小、投入成本低，并且，通过固定部件将上述发电部件安装在列车运行轨道的两个钢轨01之间，不影响建筑限界，且安装在列车04下方能够减少列车风对叶片的冲击力，能够保证列车04运行时的安全性；并且，还方便日后工作人员进行养护和维修。

进一步的，参考图1～图7本发明实施例提供的列车风风力发电装置中，列车04运行的轨道包括：两个钢轨01和分别与两个钢轨01固定连接的轨枕03；固定部件包括：钢轨连接夹持块40和轴承支座50；

传动轴20的一端与发电机组30固定连接，其另一端与轴承支座50固定连接；

轴承支座50与钢轨连接夹持块40固定连接；钢轨连接夹持块40固定设置在列车运行的两个钢轨01上，以将列车风风力发电装置02固定在列车运行轨道的两个钢轨01之间；

具体的，上述固定部件包括轴承支座50、钢轨连接夹持块40和螺栓；其中，上述轴承支座50通过螺栓固定设置在钢轨连接夹持块40上；传动轴20则通过其一端与发电机组30固定连接，通过其另一端与轴承支座50固定连接，且传动轴20上设置有涡轮叶片10。在列车运营通过时，列车风带动涡轮叶片10转动，从而带动传动轴20转动，最终由传动轴20带动发电机组30发电。

钢轨连接夹持块40固定设置在列车运行的两个钢轨01上，以将列车风风力发电装置02固定在列车运行轨道的两个钢轨01之间，目的是不影响建筑限界，且安装在列车04下方能够减少列车风对叶片的冲击力，能够保证列车04运行时的安全性；并且，还方便日后工作人员进行养护和维修。

其中，本发明实施例中钢轨连接夹持块40的内部曲面设计为可以兼容50kg/m、60kg/m和75kg/m三种规格的国标钢轨。

进一步的，上述列车风风力发电装置02中，传动轴20、轴承支座50和钢轨连接夹持块40均为两个；对应的，螺栓也至少为两个。

两个传动轴20的一端均与发电机组30固定连接，两个传动轴20的另一端分别与两个轴承支座50固定连接；两个轴承支座50分别通过螺栓与两个钢轨连接夹持块40固定连接；两个钢轨连接夹持块40用于相互配合，将列车风风力发电装置02固定在列车运行轨道的两个钢轨01之间。

其中，轴承支座50、钢轨连接夹持块40和螺栓均为两个的目的是为了将发电部件固定在列车运行轨道的两个钢轨01上；而传动轴20为两个，是为了最大限度的捕获列车风，以将捕获的列车风的风能转换为机械能，并转换成电能，即增加对列车风的捕获率以及对列车风的转化率。

在上述列车风风力发电装置02中，每个钢轨连接夹持块40均包括相互配合的两个夹块；其中，一个夹块用于与所述钢轨01的内侧固定连接；另一个夹块用于与所述钢轨01的外侧固定连接。

本发明实施例中，一个钢轨连接夹持块40包括：相互配合的第一夹块42和第二夹块44；第一夹块42用于与钢轨01的外侧固定连接；第二夹块44用于与钢轨01的内侧固定连接。另一个钢轨连接夹持块40包括：相互配合的第三夹块46和第四夹块48；第三夹块46用于与钢轨01的内侧固定连接；第四夹块48用于与钢轨01的外侧固定连接。

进一步的，上述列车风风力发电装置02还包括导流罩60；导流罩60用于罩住涡轮叶片10、传动轴20和发电机组30，以起到保护和导流作用。

进一步的，上述列车风风力发电装置02还包括控制器701；控制器701与发电机组30电连接，用于控制发电机组30产生的电能直接提供给负载；和/或，控制将发电机组30产生的电能进行存储。

本发明实施例中的上述控制器701能够实现对发电机组30产生的电能的用途进行控制，其预先设置至少两种控制方式，第一种，控制发电机组30产生的电能直接提供给负载705，即将产生的电能用于铁路、桥梁和隧道处搭建无线监测网络(wireless monitornetwork)，给监测用传感器等设备提供电力支援；第二种，控制将上述发电机组30产生的电能进行存储，以便后续进行利用。

进一步的，上述列车风风力发电装置中还包括换能模块702；换能模块702包括：整流器7021和滤波器7022；

整流器7021分别与发电机组30和控制器701电连接，用于对发电机组30发送的电信号进行整流处理；滤波器7022分别与整流器7021和控制器701电连接，用于对整流处理后的电信号进行滤波处理。

具体的，直接通过发电机组30产生的电能无法直接进行利用，需要对该电能进行处理，其中，发电机组30产生的电能以电信号的方式进行传输；本发明实施例中，则通过整流器7021和滤波器7022对发电组发出的电信号进行预处理，即通过整流器7021对发电机组30产生的电信号进行整流处理，通过滤波器7022对整流处理后的电信号再次进行滤波处理。

需要说明的是，本发明实施例中不对上述整流器7021和滤波器7022的先后顺序进行具体限制，即若需要，也可以先由滤波器7022对发电机组30产生的电信号进行滤波处理，然后在由整流器7021对滤波处理后的电信号进行整流处理；或者，只通过整流器7021对发电机组30产生的电信号进行整流处理；或者，只通过滤波器7022对发电机组30产生的电信号进行滤波处理。

进一步的，上述列车风风力发电装置中还包括逆变器703；逆变器703与控制器701电连接，用于在控制器701的控制下，将换能处理后的电信号对应的直流电转换为交流电，以直接供给负载705。

如上所述，控制器701中预先设置至少两种控制方式，第一种，控制发电机组30产生的电能直接提供给负载705，即将产生的电能用于铁路、桥梁和隧道处搭建无线监测网络(wireless monitor network)，给监测用传感器等设备提供电力支援；第二种，控制将所述发电机组30产生的电能进行存储，以便后续进行利用。

针对控制器701的第一种控制方式，考虑到一般的设备需要交流电，故本发明实施例，通过逆变器703将换能模块702换能处理的电信号的直流电转换为交流电，并直接提供给负载705；若负载705能够直接使用直流电流，则无需使用上述逆变器703。

进一步的，上述列车风风力发电装置中还包括储能电路704；储能电路704包括：电压转换模块7041和储能模块7042；

电压转换模块7041与控制器701电连接，用于在控制器701的控制下，将换能处理后的电信号的电压转换与储能模块7042的存储规格相匹配的标准电压；储能模块7042与电压转换模块7041电连接，用于将标准电压进行存储。

针对控制器701的第二种控制方式，考虑到储能模块7042存储的电能都有具体的规格限制，故本发明实施例，通过电压转换模块7041将换能模块702换能处理的电信号对应的电压转换成与储能模块7042规格相匹配的电源，然后控制储能模块7042存储上述电能。

本发明实施例提供的一种列车风风力发电装置02，与现有技术中利用高速列车运营时产生的列车风蕴藏的巨大风能的方式均不理想相比，其使用固定部件和发电部件，体积小、投入成本低，并且，通过固定部件将上述发电部件安装在列车运行轨道的两个钢轨01之间，不影响建筑限界，且安装在列车04下方能够减少列车风对叶片的冲击力，能够保证列车04运行时的安全性；并且，还方便日后工作人员进行养护和维修。

下面结合对本发明实施例提供的列车风风力发电装置进行整体说明：

本发明实施例提供的列车风风力发电装置02包括两部分：

第一部分：结构部件部分：

涡轮叶片10式列车风风力发电装置包括但不限于以下方案。

方案一：水平轴涡轮叶片101+钢轨连接夹持块40+轴承支座50+传动轴20+发电机组30+导流保护罩(即上述导流罩60)；

上述装置包括：水平轴涡轮叶片101、传动轴20、发电机组30、钢轨连接夹持块40、轴承支座50、导流罩60(即导流保护罩)等组成。上述装置整体通过左右两个钢轨连接夹持块40并分别由螺栓紧固定在两个钢轨01上；其中，本发明实施例中钢轨连接夹持块40的内部曲面设计为可以兼容50kg/m、60kg/m和75kg/m三种规格的国标钢轨。上述左右两个轴承支座50通过螺栓固定在两个钢轨01内侧固定的钢轨连接夹持块40上。水平轴涡轮叶片101固定在传动轴20上，传动轴20通过其两端分别与轴承支座50和发电机组30相连。另外，导流罩60(即导流保护罩)将罩住水平轴涡轮叶片101、传动轴20、发电机组30起保护和导流作用。

方案二：垂直轴涡轮叶片102+钢轨连接夹持块40+轴承支座50+传动轴20+发电机组30+导流保护罩；

上述装置包括：垂直轴涡轮叶片102、传动轴20、发电机组30、钢轨连接夹持块40、轴承支座50、导流罩60(即导流保护罩)等组成。上述装置整体通过左右两个钢轨连接夹持块40并分别由螺栓紧固在两个钢轨01上；其中，本发明实施例中钢轨连接夹持块40的内部曲面设计为可以兼容50kg/m、60kg/m和75kg/m三种规格的国标钢轨。上述左右两个轴承支座50通过螺栓固定在两个钢轨01内侧固定的钢轨连接夹持块40上。垂直轴涡轮叶片102固定在传动轴20上，传动轴20通过其两端分别与轴承支座50和发电机组30相连。另外，导流罩60(即导流保护罩)将罩住垂直轴涡轮叶片102、传动轴20、发电机组30起保护和导流作用。

第二部分：控制器701对应的控制电路部分：

如上所述，控制器701中预先设置至少两种控制方式，第一种，控制发电机组30产生的电能直接提供给负载705，即将产生的电能用于铁路、桥梁和隧道处搭建无线监测网络(wireless monitor network)，给监测用传感器等设备提供电力支援；第二种，控制将所述发电机组30产生的电能进行存储，以便后续进行利用。

如图9所示，在涡轮叶片10式列车风风力发电装置和负载705之间需接入电压转换和储能电路704。电压转换和储能电路704有两种构建方式，其一是将振动发电装置输出的电压经过整流和滤波后，直接供给负载705电路；其二是将输出的电压经过整流和滤波后，输入DC-DC电源电路模块或电荷泵，将电压调整到标准电压，然后存储到储能模块(如可充电电池)中。

本发明实施例提供的一种列车风风力发电装置02，与现有技术中利用高速列车运营时产生的列车风蕴藏的巨大风能的方式均不理想相比，其使用固定部件和发电部件，体积小、投入成本低，并且，通过固定部件将上述发电部件安装在列车运行轨道的两个钢轨01之间，不影响建筑限界，且安装在列车04下方能够减少列车风对叶片的冲击力，能够保证列车04运行时的安全性；并且，还方便日后工作人员进行养护和维修。

本发明实施例还提供了一种列车风风力发电系统，包括：上述的列车风风力发电装置02，还包括：用于列车运行的轨道，和/或负载705；其中，轨道上铺设有钢轨01和轨枕03；

列车风风力发电装置02设置在两个钢轨01之间，用于将轨道上运行的列车产生的列车风的风能转换成机械能，并将机械能转换成电能，并控制上述电能直接提供给负载；或者，将上述电能转化成标准电压进行存储。

本发明实施例提供的一种列车风风力发电系统，与现有技术中利用高速列车运营时产生的列车风蕴藏的巨大风能的方式均不理想相比，其使用固定部件和发电部件，体积小、投入成本低，并且，通过固定部件将上述发电部件安装在列车运行轨道的两个钢轨01之间，不影响建筑限界，且安装在列车04下方能够减少列车风对叶片的冲击力，能够保证列车04运行时的安全性；并且，还方便日后工作人员进行养护和维修。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种列车风风力发电装置，其特征在于，包括：发电部件和固定部件；所述发电部件通过所述固定部件固定设置在列车运行的两个钢轨之间；所述发电部件包括：涡轮叶片、传动轴和发电机组；

所述涡轮叶片固定设置在所述传动轴上，用于在列车风的带动下旋转；所述传动轴通过所述固定部件固定设置在列车运行的两个钢轨上，用于在旋转的涡轮叶片的带动下旋转；

所述发电机组与所述传动轴固定连接，用于在旋转的传动轴的带动下转动以产生电能；所述涡轮叶片包括：水平轴涡轮叶片和垂直轴涡轮叶片。

2.根据权利要求1所述的列车风风力发电装置，其特征在于，所述固定部件包括：钢轨连接夹持块和轴承支座；

所述传动轴的一端与所述发电机组固定连接，其另一端与所述轴承支座固定连接；

所述轴承支座与所述钢轨连接夹持块固定连接；所述钢轨连接夹持块固定设置在列车运行的两个钢轨上，以将所述列车风风力发电装置固定在列车运行轨道的两个钢轨之间。

3.根据权利要求2所述的列车风风力发电装置，其特征在于，所述固定部件还包括螺栓；所述传动轴、所述轴承支座和所述钢轨连接夹持块均为两个；

两个所述传动轴的一端均与所述发电机组固定连接，其另一端分别与两个所述轴承支座固定连接；

两个所述轴承支座分别通过所述螺栓与两个所述钢轨连接夹持块固定连接；

两个所述钢轨连接夹持块用于相互配合，将所述列车风风力发电装置固定在列车运行轨道的两个钢轨之间。

4.根据权利要求3所述的列车风风力发电装置，其特征在于，每个所述钢轨连接夹持块均包括相互配合的两个夹块；

其中，一个夹块用于与所述钢轨的内侧固定连接；另一个夹块用于与所述钢轨的外侧固定连接。

5.根据权利要求4所述的列车风风力发电装置，其特征在于，还包括导流罩；

所述导流罩用于罩住所述涡轮叶片、所述传动轴和所述发电机组，以起到保护和导流作用。

6.根据权利要求1所述的列车风风力发电装置，其特征在于，还包括控制器；

所述控制器与所述发电机组电连接，用于控制所述发电机组产生的电能直接提供给负载；和/或，控制将所述发电机组产生的电能进行存储。

7.根据权利要求6所述的列车风风力发电装置，其特征在于，还包括换能模块；所述换能模块包括：整流器和滤波器；

所述整流器分别与所述发电机组和所述控制器电连接，用于对所述发电机组发送的电信号进行整流处理；

所述滤波器分别与所述整流器和所述控制器电连接，用于对整流处理后的电信号进行滤波处理。

8.根据权利要求7所述的列车风风力发电装置，其特征在于，还包括逆变器；

所述逆变器与所述控制器电连接，用于在控制器的控制下，将换能处理后的电信号对应的直流电转换为交流电，以直接供给负载。

9.根据权利要求7所述的列车风风力发电装置，其特征在于，还包括储能电路；所述储能电路包括：电压转换模块和储能模块；

所述电压转换模块与所述控制器电连接，用于在所述控制器的控制下，将换能处理后的电信号的电压转换与所述储能模块的存储规格相匹配的标准电压；

所述储能模块与所述电压转换模块电连接，用于将所述标准电压进行存储。

10.一种列车风风力发电系统，其特征在于，包括：权利要求1～9任一项所述的列车风风力发电装置，还包括：用于列车运行的轨道，和/或负载；其中，所述轨道上铺设有钢轨和轨枕；

所述列车风风力发电装置设置在两个所述钢轨之间，用于将所述轨道上运行的列车产生的列车风的风能转换成机械能，并将所述机械能转换成电能，并控制所述电能直接提供给负载；或者，将所述电能转化成标准电压进行存储。