CN113847207A - 一种双风轮风电机组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双风轮风电机组。该双风轮风电机组包括设置于上风向的第一风轮，第一风轮包括多个第一叶片，每个第一叶片上均设有能够使风通过的避让部；设置于下风向的第二风轮，第二风轮包括多个第二叶片；以及能够通过第一风轮和第二风轮的转动发电的机舱，机舱能够与电网连通。由于第一风轮的每个第一叶片上均设有能够使风通过的避让部，因此，避让部能够使更多的风流过第一风轮，使第二风轮吸收到更多的风能，进一步提高了双风轮风电机组的风能利用率，使得海上风电场的能量综合利用率较高，提高了海上风电机组的发电效率。

Description

一种双风轮风电机组
技术领域
本发明涉及双风轮风电技术领域，尤其涉及一种双风轮风电机组。
背景技术
目前，海上风电机组的风能利用率较低，使得海上风电场的能量综合利用率较低，导致海上风电机组的发电效率较低。
因此，如何提高海上风电机组的发电效率，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种双风轮风电机组，以提高海上风电机组的发电效率。
为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种双风轮风电机组，包括：
设置于上风向的第一风轮，所述第一风轮包括多个第一叶片，每个所述第一叶片上均设有能够使风通过的避让部；
设置于下风向的第二风轮，所述第二风轮包括多个第二叶片；以及
能够通过第一风轮和第二风轮的转动发电的机舱，所述机舱能够与电网连通。
优选地，在上述双风轮风电机组中，所述避让部包括平行于所述第一叶片的长度方向的第一侧壁、自所述第一侧壁的一端向靠近所述第一叶片的叶尖方向倾斜延伸的第二侧壁和自所述第一侧壁的另一端向靠近所述第一叶片的叶根方向倾斜延伸的第三侧壁。
优选地，在上述双风轮风电机组中，所述第一侧壁所在平面与所述第二侧壁所在平面之间的夹角为30°。
优选地，在上述双风轮风电机组中，所述第一侧壁所在平面与所述第二侧壁所在平面之间的夹角为30°。
优选地，在上述双风轮风电机组中，还包括设置于所述第一叶片和所述第二叶片上的涡流发生器。
优选地，在上述双风轮风电机组中，所述避让部的长度为所述第二叶片的长度的0.8倍。
优选地，在上述双风轮风电机组中，所述第一叶片的叶根的长度为所述第一叶片的长度的0.2倍。
优选地，在上述双风轮风电机组中，所述第二叶片的长度为所述第一叶片的长度的0.25至1.0倍。
优选地，在上述双风轮风电机组中，还包括用于支撑所述机舱的塔筒。
优选地，在上述双风轮风电机组中，所述机舱的长度为15至25米。
使用本发明所提供的双风轮风电机组时，第一叶片在风的作用下带动第一风轮转动，第二叶片在风的作用下带动第二风轮转动，机舱通过第一风轮和第二风轮的转动发电，并且由于机舱能够与电网连通，因此，机舱通过第一风轮和第二风轮的转动发电后能够直接将电输送至电网；由于本发明所提供的双风轮风电机组包括设置于上风向的第一风轮和设置于下风向的第二风轮，因此第二风轮能够利用第一风轮的剩余风能，实现风能的梯级利用，提高双风轮风电机组的风能利用率，提高发电效率；并且，由于第一风轮的每个第一叶片上均设有能够使风通过的避让部，因此，避让部能够使更多的风流过第一风轮，使第二风轮吸收到更多的风能，进一步提高了双风轮风电机组的风能利用率，使得海上风电场的能量综合利用率较高，提高了海上风电机组的发电效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1为本发明实施例所提供的一种双风轮风电机组的结构示意图；
图2为本发明实施例所提供的一种设置有涡流发生器的第一叶片结构示意图；
图3为本发明实施例所提供的一种设置有涡流发生器的第二叶片结构示意图。
其中，100为第一风轮，101为第一叶片，1011为避让部，1011-a为第一侧壁，1011-b为第二侧壁，1011-c为第三侧壁，200为第二风轮，201为第二叶片，300为机舱，400为涡流发生器，a为第一叶片的长度，b为避让部的长度，c为第一叶片的叶根的长度，d为第二叶片的长度，e为机舱的长度。
具体实施方式
有鉴于此，本发明的核心在于提供一种双风轮风电机组，以提高海上风电机组的发电效率。
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。
如图1至图3所示，本发明实施例公开了一种双风轮风电机组，包括第一风轮100、第二风轮200和机舱300。
其中，第一风轮100设置于上风向，第一风轮100包括多个第一叶片101，每个第一叶片101上均设有能够使风通过的避让部1011；第二风轮200设置于下风向，第二风轮200包括多个第二叶片201；机舱300能够通过第一风轮100和第二风轮200的转动发电，机舱300能够与电网连通。
使用本发明所提供的双风轮风电机组时，第一叶片101在风的作用下带动第一风轮100转动，第二叶片201在风的作用下带动第二风轮200转动，机舱300通过第一风轮100和第二风轮200的转动发电，并且由于机舱300能够与电网连通，因此，机舱300通过第一风轮100和第二风轮200的转动发电后能够直接将电输送至电网；由于本发明所提供的双风轮风电机组包括设置于上风向的第一风轮100和设置于下风向的第二风轮200，因此第二风轮200能够利用第一风轮100的剩余风能，实现风能的梯级利用，提高双风轮风电机组的风能利用率，提高发电效率；并且，由于第一风轮100的每个第一叶片101上均设有能够使风通过的避让部1011，因此，避让部1011能够使更多的风流过第一风轮100，使第二风轮200吸收到更多的风能，进一步提高了双风轮风电机组的风能利用率，使得海上风电场的能量综合利用率较高，提高了海上风电机组的发电效率。
需要说明的是，本发明对上述第一风轮100的第一叶片101数量和第二风轮200的第二叶片201数量均不作具体限定，只要是能够满足使用要求的数量均属于本发明保护范围内；优选地，本发明实施例所提供的第一风轮100包括三个第一叶片101，第二风轮200包括三个第二叶片201。
并且，上述避让部1011可以是梯形、矩形或者锯齿形等形状，只要是能够使风通过，使第二风轮200吸收到更多的风能，进一步提高双风轮风电机组的风能利用率和发电效率的形状均属于本发明保护范围内；优选地，本发明实施例所提供的避让部1011呈梯形缺口。
如图1所示，本发明所提供的避让部1011包括第一侧壁1011-a、第二侧壁1011-b和第三侧壁1011-c，第一侧壁1011-a平行于第一叶片101的长度方向设置，第二侧壁1011-b自第一侧壁1011-a的一端向靠近第一叶片101的叶尖方向倾斜延伸，第三侧壁1011-c自第一侧壁1011-a的另一端向靠近第一叶片101的叶根方向倾斜延伸，以形成梯形缺口，使更多的风能够由梯形缺口吹过，使第二风轮200吸收到更多的风能。
需要说明的是，上述第一侧壁1011-a所在平面与第二侧壁1011-b所在平面之间的夹角不能过大，防止因夹角过大造成应力集中过大，导致第一叶片101发生折断，同时，第一侧壁1011-a所在平面与第二侧壁1011-b所在平面之间的夹角不能过小，防止因夹角过小导致通过避让部1011的风量较小，使第二叶片201所吸收的风量减少，影响第二叶片201的气动性能；优选地，本发明实施例所提供的第一侧壁1011-a所在平面与第二侧壁1011-b所在平面之间的夹角为30°，减少了第一叶片101的应力集中，同时减小了对第二叶片201气动性能的影响。
同样地，上述第三侧壁1011-c所在平面与第一侧壁1011-a所在平面之间的夹角不能过大，防止因夹角过大造成应力集中过大，增加第一叶片101发生折断的风险，同时，第三侧壁1011-c所在平面与第一侧壁1011-a所在平面之间的夹角不能过小，防止因夹角过小导致通过避让部1011的风量较小，使第二叶片201所吸收的风量减少，影响第二叶片201的气动性能；优选地，本发明实施例所提供的第三侧壁1011-c所在平面与第一侧壁1011-a所在平面之间的夹角为30°，减少了第一叶片101的应力集中，同时减小了对第二叶片201气动性能的影响。
进一步地，本发明所提供的双风轮风电机组还包括设置于第一叶片101和第二叶片201上的涡流发生器400，以便于增加第一叶片101和第二叶片201的功率，进一步提高双风轮风电机组的发电量。
本发明对上述涡流发生器400在第一叶片101上的设置长度和宽度均不作具体限定，实际应用中，可以根据实际需求对第一叶片101上的涡流发生器400的长度和宽度作适应性修改，只要是能够满足使用要求的长度和宽度均属于本发明保护范围内；优选地，本发明实施例所提供的第一叶片101上的涡流发生器400宽度为第一叶片101宽度的0.2～0.3倍，长度为第一叶片101长度的0.7倍。
同样地，本发明对上述涡流发生器400在第二叶片201上的长度和宽度等参数均不作具体限定，实际应用中，可以根据实际需求对上述参数作适应性修改，只要是能够满足使用要求的参数均属于本发明保护范围内。
进一步地，避让部1011的长度不宜过长，防止避让部1011的长度过长导致第一风轮100的发电效率降低，避让部1011的长度不宜过短，防止避让部1011的长度过短导致第二风轮200发电效率降低；优选地，本发明所提供的避让部1011的长度为第二叶片201的长度的0.8倍，此时，该双风轮风电机组总体发电效率最优。
另外，第一叶片101的叶根的长度为第一叶片101的长度的0.2倍，以便于满足第一叶片101的力学性能要求。
第二叶片201的长度为第一叶片101的长度的0.25至1.0倍，以便于使该双风轮风电机组总体发电效率最优。
进一步地，该双风轮风电机组还包括塔筒，以便于通过塔筒支撑机舱300。
需要说明的是，上述塔筒可以是圆柱形或者锥形等形状，可以是一体式结构或者组合式结构等类型，只要是能够满足使用要求的形状和类型均属于本发明保护范围内；优选地，本发明实施例所提供的塔筒为一体式结构的圆柱形，结构简单，便于加工制造。
此外，本发明对上述机舱300的长度不作具体限定，实际应用中，可以根据实际情况对机舱300的长度作适应性调整，只要是能够满足使用要求的长度均属于本发明的保护范围内；优选地，本发明实施例所提供的机舱300的长度为15至25米。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有设定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种双风轮风电机组，其特征在于，包括：
设置于上风向的第一风轮，所述第一风轮包括多个第一叶片，每个所述第一叶片上均设有能够使风通过的避让部；
设置于下风向的第二风轮，所述第二风轮包括多个第二叶片；以及
能够通过第一风轮和第二风轮的转动发电的机舱，所述机舱能够与电网连通。
2.根据权利要求1所述的双风轮风电机组，其特征在于，所述避让部包括平行于所述第一叶片的长度方向的第一侧壁、自所述第一侧壁的一端向靠近所述第一叶片的叶尖方向倾斜延伸的第二侧壁和自所述第一侧壁的另一端向靠近所述第一叶片的叶根方向倾斜延伸的第三侧壁。
3.根据权利要求2所述的双风轮风电机组，其特征在于，所述第一侧壁所在平面与所述第二侧壁所在平面之间的夹角为30°。
4.根据权利要求2所述的双风轮风电机组，其特征在于，所述第一侧壁所在平面与所述第二侧壁所在平面之间的夹角为30°。
5.根据权利要求1所述的双风轮风电机组，其特征在于，还包括设置于所述第一叶片和所述第二叶片上的涡流发生器。
6.根据权利要求1所述的双风轮风电机组，其特征在于，所述避让部的长度为所述第二叶片的长度的0.8倍。
7.根据权利要求1所述的双风轮风电机组，其特征在于，所述第一叶片的叶根的长度为所述第一叶片的长度的0.2倍。
8.根据权利要求1所述的双风轮风电机组，其特征在于，所述第二叶片的长度为所述第一叶片的长度的0.25至1.0倍。
9.根据权利要求1所述的双风轮风电机组，其特征在于，还包括用于支撑所述机舱的塔筒。
10.根据权利要求1所述的双风轮风电机组，其特征在于，所述机舱的长度为15至25米。
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