CN202280578U - 一种用压缩气体助推的风力发电系统 - Google Patents

一种用压缩气体助推的风力发电系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种用压缩气体助推的风力发电系统，包括风力发电机(1)，其特征在于：还包括储气罐(2)、及对储气罐进行充气的空气压缩机(3)，所述空气压缩机(3)经单向阀(4)与储气罐(2)的进气口连通，所述储气罐(2)的出气口通过输气管(5)将高压气体引导至风力发电机(1)的风轮处，所述输气管(5)上设有决定输气管(5)通气与否的电磁换向阀(6)，同时还配设有控制空气压缩机(3)的运行与否和电磁换向阀(6)的启闭与否的控制部分(7)。通过储气罐的压缩空气和自然风力一起推动风力发电机旋转发电，在风速小的状态下，储气罐预先储存的能量先行释放，而在风速过大状态下多余的能量可以储存在储气罐里。

Description

一种用压缩气体助推的风力发电系统
技术领域
本实用新型涉及一种用压缩气体助推的风力发电系统。
背景技术
随着全球能源的日趋紧张，目前对于风能等可再生能源的利用在世界各地已经越来越普及。风力发电系统的种类也很多，目前，风力发电系统中的风力发电机都是由风的强弱决定风力发电机转速的快慢，当风量大时发电功率高，风量小时发电功率小，即现有风力发电系统的功率不可控制、不稳定，而且无法达到恒速，无法恒速运转就不能稳定发电频率和电压，发电机的功率就无法保证。
如一专利号为ZL200520018346.0(公告号为CN2786307Y)的中国实用新型专利《热对流及风力发电装置》，及一专利号为ZL201020159509.8(公告号为CN201916112U)的中国实用新型专利《一种新型垂直轴风力发电机》就披露了存在前述问题的风力发电系统。
正因为现有的风力发电系统不能稳定发电频率和电压，其对并有风力发电系统的电网可能产生很大的冲击，因此其通常只能作为电网的补充发电形式，这样大大限制了风力发电系统的开发和利用。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种无论在何种风力的情况下均能连续稳定发电的用压缩气体助推的风力发电系统，该风力发电系统稳定了发电频率和电压，保证发电效率。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用压缩气体助推的风力发电系统，包括风力发电机，其特征在于：还包括储气罐、及对储气罐进行充气的空气压缩机，所述储气罐的出气口通过输气管将高压气体引导至风力发电机的风轮处，所述输气管上设有决定输气管通气与否的电磁换向阀，同时还配设有控制空气压缩机的运行与否和电磁换向阀的启闭与否的控制部分。
上述风力发电系统还包括用以检测外界风速大小的风速传感器，该风速传感器与控制部分连接，所述控制部分与所述电磁换向阀相连。
通过风速传感器发出的信号以决定电磁换向阀启闭与否及空气压缩机运行与否。当风速传感器测得自然风速大于12米/秒时，风速传感器发出信号经控制部分关闭电磁换向阀切断储气罐的出气，风力发电机完全在自然状态下运行发电，多余的电能经控制部分带动空气压缩机运行给储气罐充气；当风速传感器测得自然风速小于12米/秒时，风速传感器发出信号经控制部分开启电磁换向阀，使的高压气体经输气管吹向风力发电机的风轮。
为进一步确保风力发电机的风轮转速的额定，上述风力发电系统还包括用以检测风力发电机的风轮的转速快慢的转速传感器，该转速传感器与控制部分连接，所述风力发电机的风轮和电磁换向阀之间的输气管上设有自控流量调节阀，所述控制部分与该自控流量调节阀相连。
自控流量调节阀的启闭程度由控制部分控制，控制部分通过转速传感器发出的信号以决定自控流量调节阀的启闭程度。转速传感器经控制部分调控自控流量调节阀使风力发电机的风轮转速达到额定转速发电，自然风力小时，助推气流量调大，自然风力大时，助推气流量调小。
为防止空气压缩机给储气罐充气过头，上述控制部分与储气罐之间还设置有用以探测储气罐内的气压压力的气压传感器，该气压传感器与所述控制部分相连。若储气罐内的气压压力达到预设值则发信号给控制部分以将空气压缩机关闭。
由于储气罐使用一段时间后，其内部会产生水气，故在上述储气罐的底部还设有自动放水阀，能自动排掉储气罐内的水分，保证储气罐有足够的储气空间。
上述风力发电机通过所述控制部分与用电设备和蓄电池相连。风力发电机产生的电能通过所述控制部分输送给用电设备和蓄电池，当用电设备没有消耗完风力发电机所发出的电，则可将多余的电能通过蓄电池储存起来。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：通过储气罐的压缩空气在可控的条件下吹向风力发电机的叶轮外缘端，和自然风力一起推动风力发电机旋转发电，在风速小的状态下，储气罐预先储存的能量先行释放，而在风速过大状态下多余的能量可以储存在储气罐里，因此，该压缩气体助推的风力发电系统在自然风力小或风力过大状态下都可以正常使用，扩大了风能的利用范围，提高了发电效率。
附图说明
图1为本实用新型实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如图1所示，为本实用新型的一个优选实施例。
一种用压缩气体助推的风力发电系统，包括风力发电机1，储气罐2、对储气罐2进行充气的空气压缩机3，储气罐2的底部还设有自动放水阀12，储气罐2的顶部设有安全泄压阀15，空气压缩机3的出气端经单向阀4与储气罐2的进气口连通，储气罐2的出气口通过输气管5将高压气体引导至风力发电机1的风轮处，输气管5上设有决定输气管5通气与否的电磁换向阀6，空气压缩机3的运行与否和电磁换向阀6的启闭与否均由控制部分7控制。
风力发电机1产生的电能通过所述控制部分7输送给用电设备13和蓄电池14。
风力发电系统还包括用以检测外界风速大小的风速传感器8，该风速传感器8与控制部分7连接，控制部分7通过风速传感器8发出的信号以决定电磁换向阀6启闭与否及空气压缩机3运行与否。
用以检测风力发电机1的风轮的转速快慢的转速传感器9，该转速传感器9与控制部分7连接，风力发电机1的风轮和电磁换向阀6之间的输气管5上设有自控流量调节阀10，自控流量调节阀10的启闭程度由控制部分7控制，控制部分7通过转速传感器9发出的信号以决定自控流量调节阀10的启闭程度。转速传感器9经控制部分7调控自控流量调节阀10使风力发电机1的风轮转速达到额定转速发电，自然风力小时，助推气流量调大，自然风力大时，助推气流量调小。
控制部分7与储气罐2之间还设置有气压传感器11，若储气罐2内的气压压力达到预设值则发信号给控制部分7以将空气压缩机3关闭。
当风速传感器测得自然风速大于12米/秒时，风速传感器8发出信号经控制部分7关闭电磁换向阀6切断储气罐2的出气，风力发电机1完全在自然状态下运行发电，多余的电能经控制部分7带动空气压缩机3运行给储气罐2充气；当风速传感器8测得自然风速小于12米/秒时，风速传感器8发出信号经控制部分7开启电磁换向阀6，使的高压气体经输气管5吹向风力发电机1的风轮。

Claims (6)

1.一种用压缩气体助推的风力发电系统，包括风力发电机(1)，其特征在于：还包括储气罐(2)、及对储气罐(2)进行充气的空气压缩机(3)，所述空气压缩机(3)经单向阀(4)与储气罐(2)的进气口连通，所述储气罐(2)的出气口通过输气管(5)将高压气体引导至风力发电机(1)的风轮处，所述输气管(5)上设有决定输气管(5)通气与否的电磁换向阀(6)，同时还配设有控制所述空气压缩机(3)的运行与否和电磁换向阀(6)的启闭与否的控制部分(7)。
2.根据权利要求1所述的用压缩气体助推的风力发电系统，其特征在于：所述风力发电系统还包括用以检测外界风速大小的风速传感器(8)，该风速传感器(8)与控制部分(7)连接，所述控制部分(7)与所述电磁换向阀(6)相连。
3.根据权利要求1所述的用压缩气体助推的风力发电系统，其特征在于：所述风力发电系统还包括用以检测风力发电机(1)的风轮的转速快慢的转速传感器(9)，该转速传感器(9)与控制部分(7)连接，所述风力发电机(1)的风轮和电磁换向阀(6)之间的输气管(5)上设有自控流量调节阀(10)，所述控制部分(4)与该自控流量调节阀(10)相连。
4.根据权利要求1所述的用压缩气体助推的风力发电系统，其特征在于：所述控制部分(7)与储气罐(2)之间还设置有用以探测储气罐(2)内的气压压力的气压传感器(11)，该气压传感器(11)与所述控制部分(7)相连。
5.根据权利要求1所述的用压缩气体助推的风力发电系统，其特征在于：所述储气罐(2)的底部还设有自动放水阀(12)。
6.根据权利要求1～5中任一权利要求所述的用压缩气体助推的风力发电系统，其特征在于：所述风力发电机(1)通过所述控制部分(7)与用电设备(13)和蓄电池(14)相连。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2015106638A1 (en) * 2014-01-20 2015-07-23 Beijing Hengqi New Energy Technologies Ltd. Photovoltaic air-making system
CN107781137A (zh) * 2016-08-31 2018-03-09 中国石油化工股份有限公司 一种带有能量回收装置的压缩机及动力系统
US10801474B1 (en) 2020-02-21 2020-10-13 International Business Machines Corporation Supplementing wind power for driving wind turbines

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