CN204859033U - 风压发电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种风压发电装置，包括相间设于立柱上的上端盖与下端盖，且二者的开口端相向设置，形成气流汇聚区；立柱在气流汇聚区连接有至少一个支撑板，每个支撑板上设置至少一块用于感受风压以产生电能的压电片，压电片的两端分别经设于上端盖、下端盖的出气孔伸出至外部。该装置解决了现有的风力发电设备采用旋转式风机导致的适用环境有限、控制难度大、安全性低的技术问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及发电控制领域，特别地，涉及一种风压发电装置。
背景技术
随着科学技术的发展，世界能源消耗也随之不断增加，使全球范围内的能源危机形势愈发明显，开发可再生能源以缓解能源危机、实现能源的可持续发展已成为世界各国能源发展战略的重大举措。风能因其在全球范围内的蕴藏量巨大、可再生、分布广、无污染的特点，使风力发电成为世界能源发展的重要方向。近几年来，世界风力发电装机容量平均每年大约以30％的速度增长。中国作为世界化石能源消费的主要国，在面临化石能源大量消耗日益枯竭和化石燃料发电所带来的严重的环境污染危机下，为解决能源问题，大力开发和利用风力发电，近几年来风力发电取得了巨大成效和高额收益，其发展规模远胜于其他国家。
2015年1月31日中国可再生能源学会风能专业委员会对中国2014年的风力发电装机进行了统计，2014年新增装机容量2335.05万千瓦，比2013年增长45.1％，累计装机容量1.1476339亿千瓦，比2013年新增25.5.％。整机企业装机排名方面，金风科技以443.4万千瓦新增装机容量稳居行业第一，第二名联合动力新增260.05万千瓦，第三名明阳风电新增205.8万千瓦。
风力发电是目前我国可供商业化、产业化投资的重要领域之一，国家在这方面在政策上给予了大力支持，为风力发电的产业化、市场化提供了良好条件。近年风力发电的装机容量和资金投入的统计数表明，美国和中国已远超德国已成为风能市场的主导国家。
风力发电的原理很简单，即：风力→风车叶片旋转→增速机加快旋转速度→发电机发电。风力机和发电机是风力发电系统的主要组成部分。风力机依托变浆距调节技术，发电机依托变速恒频发电技术，是当今风力发电的核心技术，也是风力发电技术发展的趋势。根据现有的风力发电技术，风速大于每秒四米以上即适宜发电，风力越大，经济效益也就越高，并且不必担心燃料的问题，也不会产生辐射或环境污染。风力是无污染、清洁和可再生的，能提供源源不绝、稳定的能源。
现有风力发电机是一种机电能量转换装置，其将风能转换成电能。其原理是：天然风吹转叶片，带动发电机的转子旋转而发电。风力发电机组的设计有恒速定桨距失速调节型风力发电机组、恒速变桨距调节型风力发电机组和变速恒频风力发电机组。但现有的风力发电机存在以下缺点：
(1)、传统风机基于电磁感应原理由发电机将风能(机械能)转化为电能，传统风机属于旋转设备，控制难度大、安全性低。
(2)、传统风机必须在风速大于其切入风速时才能发电，当风速较低时风机不能正常工作，稳定性不高难以控制。
(3)、传统风力发电场占地面积大，在利用风能进行发电的同时，风力发电机发出的巨大噪音也是亟待解决的一个问题。
实用新型内容
本实用新型提供了一种风压发电装置，以解决现有的风力发电设备采用旋转式风机导致的适用环境有限、控制难度大、安全性低的技术问题。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种风压发电装置，包括相间设于立柱上的上端盖与下端盖，且二者的开口端相向设置，形成气流汇聚区；立柱在气流汇聚区连接有至少一个支撑板，每个支撑板上设置至少一块用于感受风压以产生电能的压电片，压电片的两端分别经设于上端盖、下端盖的出气孔伸出至外部。
进一步地，支撑板上设置多块压电片，上端盖、下端盖对应每块压电片相应设置出气孔。
进一步地，支撑板上设置多块压电片，上端盖、下端盖对应支撑板的数量设置出气孔，使得同一支撑板上的多块压电片的端部经同一出气孔伸出。
进一步地，立柱在气流汇聚区沿周向间隔设置至少一块挡风板，以将气流汇聚区分割为多个集气槽，每个集气槽分别设置带有压电片的支撑板。
进一步地，挡风板的数量为三块，且互成120度，将气流汇聚区分割为三个集气槽。
进一步地，上端盖及下端盖呈碗状。
进一步地，支撑板经支撑杆固定至立柱上，以与立柱间隔设置。
本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型风压发电装置，通过采用压电片来感受风压，以将风能转化为有效的电能，避免了传统的风机导致的应用场景受限及对风能要求高的缺陷，且通过位于上端盖与下端盖之间的气流汇聚区汇聚气流以集中风能，经出气孔对压电片施加风压，提高了压电片的振动频率，从而充分地利用了风能，提高了压电片产生的电功率。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1是本实用新型优选实施例风压发电装置的主视示意图；
图2是图1中沿A-A的剖视示意图。
附图标记说明：
1、立柱；
2、上端盖；
3、下端盖；
4、气流汇聚区；
5、支撑板；
6、压电片；
7、出气孔；
8、挡风板；
9、集气槽；
10、支撑杆。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
参照图1及图2，本实施例提供一种风压发电装置，包括相间设于立柱1上的上端盖2与下端盖3，且上端盖2及下端盖3两者的开口端相向设置，形成气流汇聚区4；立柱1在气流汇聚区4连接有至少一个支撑板5，每个支撑板5上设置至少一块用于感受风压以产生电能的压电片6，压电片6的两端分别经设于上端盖2、下端盖3的出气孔7伸出至外部。
本实施例风压发电装置，通过采用压电片6来感受风压，以将风能转化为有效的电能，避免了传统的风机导致的应用场景受限及对风能要求高的缺陷，且通过位于上端盖2与下端盖3之间的气流汇聚区4汇聚气流以集中风能，且气流经出气孔7对压电片6施加风压，提高了压电片6的振动频率，从而充分地利用了风能，提高了压电片产生的电功率。
作为一种较佳的方式，为了提高发电效率，支撑板5上设置多块压电片6，上端盖2、下端盖3对应每块压电片6相应设置出气孔7。这样，进入气流汇聚区4的气流汇聚后，分别经各出气孔7出流，以对与各出气孔7对应的压电片6施加风压，进而驱动压电片6振动以产生电能。
作为一种较佳的方式，支撑板5上设置多块压电片6，上端盖2、下端盖3对应支撑板5的数量设置出气孔7，使得同一支撑板5上的多块压电片6的端部经同一出气孔7伸出。采用此种结构，既可以简化上端盖2及下端盖3上的出气孔7的设计，又能通过出气孔7与多块压电片6之间的间隙导出气流，从而对多块压电片6施加风压，使得风能集中并提高了压电片6的振动频率。
可选地，参照图2，立柱1在气流汇聚区4沿周向间隔设置至少一块挡风板8，以将气流汇聚区4分割为多个集气槽9，每个集气槽9分别设置带有压电片6的支撑板5。这样，通过在上端盖2与下端盖3之间的区域设置多个集气槽9，实现了气流的分区聚集，且分别在各集气槽9内经出气孔7导出气流以对该集气槽9设置的单块或者多块压电片6施加风压，从而提高了风能的利用效率。
作为一种较佳的方式，参照图2，挡风板8的数量为三块，且互成120度，将气流汇聚区4分割为三个集气槽9。三个集气槽9可以全方位感受自然风压，以提高自然风能的转化利用率。本领域技术人员可以理解，此处仅为示例，挡风板8的数量可以根据需求设置，从而设置相应数量的集气槽。
可选地，上端盖2及下端盖3呈碗状。通过碗装结构的上端盖2、下端盖3形成的气流汇聚区，可以很好地对外界气流进行汇聚。
可选地，支撑板5经支撑杆10固定至立柱1上，以与立柱1间隔设置。由于支撑板5与立柱间设有一定间距，使得支撑板5的背面形成狭长的回流空间，可以更好地对外界气流进行汇聚并经回流提速，从而增加对压电片6施加的风压，提高压电片6的振动频率，从而充分地利用了风能，提高了压电片6产生的电功率。
从以上的描述可以得知，本实用新型风压发电装置，通过采用压电片来感受风压，以将风能转化为有效的电能，避免了传统的风机导致的应用场景受限及对风能要求高的缺陷，且通过位于上端盖与下端盖之间的气流汇聚区汇聚气流以集中风能，经出气孔对压电片施加风压，提高了压电片的振动频率，从而充分地利用了风能，提高了压电片产生的电功率。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种风压发电装置，其特征在于，包括相间设于立柱(1)上的上端盖(2)与下端盖(3)，且二者的开口端相向设置，形成气流汇聚区(4)；所述立柱(1)在所述气流汇聚区(4)连接有至少一个支撑板(5)，每个所述支撑板(5)上设置至少一块用于感受风压以产生电能的压电片(6)，所述压电片(6)的两端分别经设于所述上端盖(2)、所述下端盖(3)的出气孔(7)伸出至外部。
2.根据权利要求1所述的风压发电装置，其特征在于，
所述支撑板(5)上设置多块所述压电片(6)，所述上端盖(2)、所述下端盖(3)对应每块所述压电片(6)相应设置所述出气孔(7)。
3.根据权利要求1所述的风压发电装置，其特征在于，
所述支撑板(5)上设置多块所述压电片(6)，所述上端盖(2)、所述下端盖(3)对应所述支撑板(5)的数量设置所述出气孔(7)，使得同一支撑板(5)上的多块压电片(6)的端部经同一出气孔(7)伸出。
4.根据权利要求1至3任一所述的风压发电装置，其特征在于，
所述立柱(1)在所述气流汇聚区(4)沿周向间隔设置至少一块挡风板(8)，以将所述气流汇聚区(4)分割为多个集气槽(9)，每个所述集气槽(9)分别设置带有压电片(6)的所述支撑板(5)。
5.根据权利要求4所述的风压发电装置，其特征在于，
所述挡风板(8)的数量为三块，且互成120度，将所述气流汇聚区(4)分割为三个集气槽(9)。
6.根据权利要求4所述的风压发电装置，其特征在于，
所述上端盖(2)及所述下端盖(3)呈碗状。
7.根据权利要求1所述的风压发电装置，其特征在于，
所述支撑板(5)经支撑杆(10)固定至所述立柱(1)上，以与所述立柱(1)间隔设置。
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