CN110821756A - 一种拉线塔架式群装风力发电装置及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种拉线塔架式群装风力发电装置及制备方法，包括主塔架立杆、横梁、拉线装置、地锚、风力发电机支撑杆和垂直轴风力发电机，所述主塔架立杆的中部固定连接有横梁，所述主塔架立杆的上部连接有斜拉杆，所述主塔架立杆的上部固定连接有风力发电机支撑杆，且风力发电机支撑杆的另一端连接有垂直轴风力发电机，所述主塔架立杆的上部连接有拉线装置，且拉线装置的下端连接有地锚。该风力发电装置，采用拉线式主塔，由拉线保证主塔架的稳定，塔身承载能力增强，使塔架高度可以大幅度提升，塔架的高度成倍增加可以提高塔架的采风高度，从而更有效地从高空获得风能，使全风段得到有效利用，从而产生更好的经济效益。

Description

一种拉线塔架式群装风力发电装置及制备方法
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，具体为一种拉线塔架式群装风力发电装置及制备方法。
背景技术
在清洁能源领域，风力发电发展迅猛，原因是风能资源广容易获得，目前风力发电主要机型是塔筒式三叶片风力发电机（水平轴）这种机型的优势在于同等重量情况下，进可能地加大扫风面积与扫风高度而更好地获得动能。由自然风源得知，自然界的风能离地面越高，风能越大可利用时间长，<这里特指平流层以下>。离地面越近，风能越小变化大且不稳定，因此，为了有效的获取风能，风机制造趋向大型化，更高的塔筒及更长的叶片，使叶片尽可能触及高空，目前这类风机占据绝对的风场及发电总量。
这类风机有以下缺点；
（1）、风机工作时间短，微风不能利用。低于5米/秒的风速利用率很低，而低空中低于5米/秒的风占绝大部分,这些占绝对时长的风能白白浪费。而高风段该风机同样不能工作,高于18米/秒(7-8级风),必需刹车。更不能将高风能转化为电能。
（2）、制造成本更高，并接近制造极限。为了叶片尽可能伸向高空，叶片长达80米，甚至100米以上。无论材质还是工艺等逼向极限。随着叶片加长、塔筒高度的增加，对整机稳定性都受影响。所以需大幅增加成本，性价比降低。
（3）对场地要求严苛,由于该机型属大型机件，整机整套装置成本高,应用场地尽可能接近高空。大多安装山峰或高地，修路、运输、安装场地成本极高。目前该机型并非理想的风力发电设备。风力发电潜能需进一步探讨与开发,所以本装置提出了一种拉线塔架式群装风力发电装置及制备方法，以便于解决上述中提出的问题。
(4)周期长,由以上诸多因素导致投入周期长,风力发电是政策性提倡的新能源导向,目前并非可观的高收益项目。所以提出了一种拉线塔架式群装风力发电装置及制备方法，以便于解决上述中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种拉线塔架式群装风力发电装置及制备方法，以解决上述背景技术提出的风机工作时间短，微风与高速风不能利用，制造成本高，性价比低的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种拉线塔架式群装风力发电装置及制备方法，包括主塔架立杆、横梁、拉线装置、地锚、斜拉杆、风力发电机支撑杆和垂直轴风力发电机，所述主塔架立杆的中部固定连接有横梁，所述主塔架立杆的上部连接有斜拉杆，所述主塔架立杆的上部固定连接有风力发电机支撑杆，且风力发电机支撑杆的另一端连接有垂直轴风力发电机，所述主塔架立杆的上部连接有拉线装置，且拉线装置的下端连接有地锚。
优选的，所述主塔架立杆至少由三根组成（为三棱体结构），并适用于四边钢结构塔架（由四根主塔架立杆组成，且为四棱体结构）以及多边形钢结构塔架（由四根以上的主塔架立杆组成，且为多棱体结构），可以根据不同的区域进行安装钢结构塔架，使风力发电有更好的应用空间。
优选的，所述主塔架立杆的上部设有5个以上独立发电单元，并且主塔架立杆的上部具备连接5个以上风力发电机功率输出线路，可以形成多层风力发电机群组。
优选的，所述主塔架立杆的同一水平面高度可以安装2台以上垂直轴风力发电机，且主塔架立杆的任意高度都具备安装垂直轴风力发电机单元，使主塔架立杆不同的高度可以重复安装垂直轴风力发电机。
优选的，所述风力发电机支撑杆的一端连接主塔架立杆，另一端安装垂直轴风力发电机，可以使主塔架立杆与垂直轴风力发电机形成风力发电塔的有型部件，利用风力发电机支撑杆可以提高垂直轴风力发电机的稳定性。
优选的，所述垂直轴风力发电机为永磁直驱垂直轴风力发电机，是一种垂直轴永磁小功率高效率微风发电机，可以将不同高度、不同风速以及不同风向的风能转化为有效电能的一种风力发电机，利用垂直轴风力发电机可以充分利用风能，提高了风力发电的效率。
优选的，所述主塔架立杆依靠拉线装置保持稳定，所述主塔架立杆的上部都设有一组拉线装置，所述地锚可以根据主塔架立杆的数量进行设置3个以及3个以上，拉线装置是防止（受外力影响）塔体倾斜的主要装置。
优选的，所述主塔架立杆的上部可以安装其他性质设备安装架，利用主塔架立杆1进行安装5G基站、信号发射塔以及其他设备。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）采用拉线式主塔，由拉线保证主塔架的稳定，塔身承载能力增强，使塔架高度可以大幅度提升，由于采用群多垂直轴风力发电机（微风效果好，整体塔高风能都能得到有效利用）极大提高了低风区段利用率；
（2）由于安装的是小直径以及轻量风机，风机距塔架中心近稳定性提高。塔架由拉线装置保证稳定性，塔身承载能力大幅提高，塔架的高度成倍增加可以提高塔架的采风高度，从而更有效地从高空获得风能，使全风段得到有效利用，从而产生更好的经济效益；
（3）主塔架立杆采用拼装组件，无大件吊装，运输成本大幅下降。
（4）风机塔架由拉线装置保障稳定性，塔架底座只承载重量，与现有风机底座相比可成倍缩小，可降低成本，并且能够从更高空获得清洁能源，从而产生更好的经济价值与更好的社会效益。
附图说明
图1为本发明主视结构示意图；
图2为本发明图俯视结构示意图；
图3为本发明立体结构示意图。
图中：1、主塔架立杆；2、横梁；3、垂直轴风力发电机；4、拉线装置；5、地锚；6、风力发电机支撑杆；7、斜拉杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。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。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种拉线塔架式群装风力发电装置及制备方法，包括主塔架立杆1、横梁2、拉线装置4、地锚5、风力发电机支撑杆6和垂直轴风力发电机3，所述主塔架立杆1的中部固定连接有横梁2，横梁2是连接主梁之间横向支撑部分，并将三根主塔架立杆1用相应螺栓连接在一起，形成三角形塔架以及多边形塔架的有型主体，可以提高塔架整体的稳定性，所述主塔架立杆1的上部连接有斜拉杆7，斜拉杆7是指垂直主塔架立杆1与平行横梁2用相应螺栓连接所形成的四边形对角线的连接，且斜拉杆7可以提高主塔架与横梁2的稳定性与承重能力，所述主塔架立杆1的上部固定连接有风力发电机支撑杆6，风力发电机支撑杆6可以将垂直轴风力发电机3进行固定，且风力发电机支撑杆6的另一端连接有垂直轴风力发电机3，所述主塔架立杆1的上部连接有拉线装置4，拉线装置4是指主塔架立杆1不同高度一定距离段设置的与地面地锚5的连接线，拉线装置4可以提高主塔架立杆1的稳定性，且拉线装置4的下端连接有地锚5。
所述主塔架立杆1至少由三根组成（为三棱体结构），并适用于四边钢结构塔架（由四根主塔架立杆组成，且为四棱体结构）以及多边形钢结构塔架（由四根以上的主塔架立杆组成，且为多棱体结构），可以根据不同的区域进行安装钢结构塔架，使风力发电有更好的应用空间。
所述主塔架立杆的上部设有5个以上独立发电单元，并且主塔架立杆的上部具备连接5个以上风力发电机功率输出线路，可以形成多层风力发电机群组。
所述主塔架立杆1的同一水平面高度可以安装2台以上垂直轴风力发电机3，且主塔架立杆1的任意高度都具备安装垂直轴风力发电机3单元，使主塔架立杆1不同的高度可以重复安装垂直轴风力发电机3。
所述风力发电机支撑杆6的一端连接主塔架立杆1，另一端安装垂直轴风力发电机3，可以使主塔架立杆1与垂直轴风力发电机3形成风力发电塔的有型部件，利用风力发电机支撑杆6可以提高垂直轴风力发电机3的稳定性。
所述垂直轴风力发电机3为永磁直驱垂直轴风力发电机，是一种垂直轴永磁小功率高效率微风发电机，可以将不同高度、不同风速以及不同风向的风能转化为有效电能的一种风力发电机，利用垂直轴风力发电机3可以充分利用风能，提高了风力发电的效率。
所述主塔架立杆1依靠拉线装置4保持稳定，所述主塔架立杆1的上部都设有一组拉线装置4，所述地锚5可以根据主塔架立杆1的数量进行设置3个以及3个以上，拉线装置4是防止（受外力影响）塔体倾斜的主要装置。
所述主塔架立杆1的上部可以安装其他性质设备安装架，利用主塔架立杆1进行安装5G基站、信号发射塔以及其他设备。
工作原理：在使用该风力发电装置时，可以在适合的场地进行安装特制钢结构垂直主塔架立杆1，主塔架立杆1可以组合成三角钢结构塔架和四边钢结构塔架以及多边形钢结构塔架均可，并利用多个拉线装置4将主塔架立杆1进行固定，且地锚5可以根据钢结构塔架的形状以及拉线装置4的个数进行均匀分布安装，地锚5可以安装3个以及3个以上，使钢结构塔架的整体能够依靠拉线装置4和地锚5配合保持稳定，能够提高钢结构塔架的稳定性，利用风力发电机支撑杆6将多个垂直轴风力发电机3依次安装在塔架的上部，主塔架立杆1的同一水平高度可安装2个、3个以及多个垂直轴风力发电机3，在主塔架立杆1上部的不同高度依次安装，形成多层风力发电机群组，使风力发电有更好的应用空间，将每个垂直轴风力发电机7根据不同的电流电压进行智能串并联汇总，向外输出电能。以上是整个装置的工作过程，本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种拉线塔架式群装风力发电装置及制备方法，包括主塔架立杆（1）、横梁（2）、拉线装置（4）、地锚（5）、风力发电机支撑杆（6）和垂直轴风力发电机（3），其特征在于：所述主塔架立杆（1）的中部固定连接有横梁（2），所述主塔架立杆（1）的上部连接有斜拉杆（7），所述主塔架立杆（1）的上部固定连接有风力发电机支撑杆（6），且风力发电机支撑杆（6）的另一端连接有垂直轴风力发电机（3），所述主塔架立杆（1）的上部连接有拉线装置（4），且拉线装置（4）的下端连接有地锚（5）。
2.根据权利要求1所述的一种拉线塔架式群装风力发电装置及制备方法，其特征在于：所述主塔架立杆（1）至少由三根组成（为三棱体结构），并适用于四边钢结构塔架（由四根主塔架立杆组成，且为四棱体结构）以及多边形钢结构塔架（由四根以上的主塔架立杆组成，且为多棱体结构）。
3.根据权利要求1所述的一种拉线塔架式群装风力发电装置及制备方法，其特征在于：所述主塔架立杆（1）的上部设有5个以上独立发电单元，并且主塔架立杆（1）的上部具备连接5个以上风力发电机功率输出线路。
4.根据权利要求1所述的一种拉线塔架式群装风力发电装置及制备方法，其特征在于：所述主塔架立杆（1）的同一水平面高度可以安装2台以上垂直轴风力发电机（3），且主塔架立杆（1）的任意高度都具备安装垂直轴风力发电机（3）单元。
5.根据权利要求1所述的一种拉线塔架式群装风力发电装置及制备方法，其特征在于：所述风力发电机支撑杆（6）的一端连接主塔架立杆（1），另一端安装垂直轴风力发电机（3），可以使主塔架立杆（1）与垂直轴风力发电机（3）形成风力发电塔的有型部件。
6.根据权利要求1所述的一种拉线塔架式群装风力发电装置及制备方法，其特征在于：所述垂直轴风力发电机（3）为永磁直驱垂直轴风力发电机，是一种垂直轴永磁小功率高效率微风发电机。
7.根据权利要求1所述的一种拉线塔架式群装风力发电装置及制备方法，其特征在于：所述主塔架立杆（1）依靠拉线装置（4）保持稳定，所述主塔架立杆（1）的上部都设有一组拉线装置（4），所述地锚（5）可以根据主塔架立杆（1）的数量进行设置3个以及3个以上。
8.根据权利要求1所述的一种拉线塔架式群装风力发电装置及制备方法，其特征在于：所述主塔架立杆（1）的上部可以安装其他性质设备安装架。
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CN112727696A (zh) * 2021-02-02 2021-04-30 江苏德克玛电气有限公司 一种垂直式风力发电机组的塔架

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