CN205895497U - 高空风力发电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及风力发电技术领域,具体为高空风力发电系统。包括悬浮气球系统、风轮系统和地面发电系统,所述的悬浮气球系统通过连接索与风轮系统连接,将风轮系统悬挂在空中,风轮系统通过动力绳与地面发电系统的发电机转轴连接;所述的风轮系统包括有充气圆环、风叶和主轴构成的风轮,风轮上连接有同轴的绳盘;所述主轴的一端上设置有连接件,通过连接索与悬浮气球系统固定;所述主轴上固定有若干滑轮和副绳盘,动力绳绕行连接绳盘、副绳盘、滑轮和地面发电机转轴,使风轮系统和发电机转轴形成联动机构,用于动力传送驱动发电机发电。系统可在地面安装连接,避免塔式结构高空作业的危险性。风轮可根据需要,升起或降落,方便维护,维修。
Description
技术领域
本实用新型涉及风力发电技术领域,具体为高空风力发电系统。
背景技术
能源是现代社会发展的必须要素,随着石油、天然气等不可再生能源的过度消耗,势必需要更多的利用可再生能源来维持社会的发展。太阳能发电、风力发电、水力发电都是可持续利用的自然能源发电研究方向。现有的风力发电,采用设置风力发电塔,然后在塔上安装叶片,为了能够获得较大的风能,发电塔需要达到一定的高度,或者在海拔较高的地方设置,因此风力发电设施的修建成本较高,设备维护困难,且受到地域条件的制约。而在空域较高的地方,气流强烈,风力强大,现有的发电设备确无法加以利用。
发明内容
本实用新型针对高空风力能源的应用,设计了将高空风能传输到地面进行发电的系统。
本实用新型的设计方案:高空风力发电系统, 包括悬浮气球系统、风轮系统和地面发电系统,所述的悬浮气球系统通过连接索与风轮系统连接,将风轮系统悬挂在空中,风轮系统通过动力绳与地面发电系统的发电机转轴连接;所述的风轮系统包括有充气圆环、风叶和主轴构成的风轮,风轮上连接有同轴的绳盘;所述充气圆环安装在主轴上,可绕主轴转动,充气圆环中间安装若干风叶;所述主轴的一端上设置有连接件,通过连接索与悬浮气球系统固定;所述主轴上固定有若干滑轮和副绳盘,动力绳绕行连接绳盘、副绳盘、滑轮和地面发电机转轴,使风轮系统和发电机转轴形成联动机构,用于动力传送驱动发电机发电。
所述的悬浮气球系统由若干个氢气球或氦气球组成。
所述主轴上与连接件相对的另一端设置有微型卷扬机,微型卷扬机通过调节绳连接到连接索上。微型卷扬机可控制调节绳的长度,调整风轮的倾角,以实现风能的最佳利用。
所述的动力绳上,设置有调节块。
所述的绳盘安在风轮上,两者之间有离合器实现动力连接。在无风或设备检修时,松开离合器时风轮转动,绳盘就停止转动。
所述的风叶为轻质薄板,用多层绳网在三个方向由绳索固定在充气圆环中间。
所述的风轮系统上设置有控制模块,与微型卷扬机电连接,并设置有无线通信模块,与地面控制系统进行通信连接。
所述的风轮系统上设置有微型发电装置,为控制模块提供电源。
高空风力发电系统,采用气球悬浮风轮,将风力通过滑轮和传动绳传递到地面,由地面发电机利用风力进行发电。系统可在地面安装连接,避免塔式结构高空作业的危险性。风轮可根据需要,升起或降落,方便维护,维修。
附图说明
图1为高空风力发电系统结构示意图。
图2为风轮横剖面结构示意图。
图中附图标记,1——悬浮气球系统,2——风轮系统,3——地面发电系统,7——动力绳,8——调节块,101——连接索,201——充气圆环,202——副绳盘,203——风叶,204——绳盘,205——调节绳,206——微型卷扬机,209——滑轮,210——主轴。
具体实施方式
下面结合具体实施例和说明书附图对本实用新型作进一步说明。此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
实施例: 如图1所示,高空风力发电系统,由悬浮气球系统1、风轮系统2和地面发电系统3组成,悬浮气球系统1通过连接索101与风轮系统2连接,将风轮系统2悬挂在高空中,风轮系统2通过动力绳7与地面发电系统3的发电机转轴连接。悬浮气球系统1采用氢气球或氦气球,一个多个组合使用,利用气球将风轮吊到数千米高空,风轮上配置绳盘204绕上动力绳7,动力绳7经滑轮连到地面发电机,在高空中风力吹动风轮转动,风轮就带动连在一起的绳盘转动,动力绳带动地面的发电机转动。
如图2所示,风轮系统2的风轮由充气圆环201、风叶203和主轴210构成。所述充气圆环201安装在主轴210上,可绕主轴210转动,充气圆环201中间安装若干风叶203;风叶203为轻质薄板,用多层绳网在三个方向由绳索固定在充气圆环201中间,中轴可用轻质合金,尽可能的降低风轮系统的重量。
风轮上安装有绳盘204,两者之间有离合器实现动力连接,在无风或设备检修时,松开离合器时风轮转动,绳盘就停止转动。主轴210上固定有若干滑轮209和副绳盘202,动力绳7绕行连接绳盘204、副绳盘202、滑轮209和地面发电机转轴,使风轮和发电机转轴形成联动机构,用于动力传送驱动发电机发电。动力绳为两根平行分布,相距太近易缠绕,在动力绳上行线中部吊上一调节块8可拉开其间距。调节块卡在动力绳上,动力绳上升时调节块一同上升,上升到一定高度,调节块松开卡盘,就沿绳下降,这样反复运行就能使调节块始终保持在风轮与地面发电机中间,拉开两根平行动力绳的间距。
风轮主轴210的一端上设置有连接件211,通过连接索101与悬浮气球系统1固定连接。主轴210的另一端设置有微型卷扬机206,微型卷扬机206通过调节绳205连接到连接索101上。微型卷扬机可控制调节绳205的长度,调整风轮的倾角,以实现风能的最佳利用。所述的风轮系统2上还设置有控制模块,与微型卷扬机206电连接,并设置有无线通信模块,与地面控制系统进行通信连接,由地面控制中心进行远程无线控制设置。风轮上还安装有微型发电装置,为控制模块提供电源。
本系统实现了高空风能的有效利用,是利用高空风力发电的新型设备。其结构简单,设备生产、安装均可在地面完成,降低了风力发电设施的实施难度。设备的维修,可将气球降落地面后进行,降低了维修难度。
Claims (8)
1.高空风力发电系统,其特征在于,包括悬浮气球系统(1)、风轮系统(2)和地面发电系统(3),所述的悬浮气球系统(1)通过连接索(101)与风轮系统(2)连接,将风轮系统(2)悬挂在空中,风轮系统(2)通过动力绳(7)与地面发电系统(3)的发电机转轴连接;所述的风轮系统(2)包括有充气圆环(201)、风叶(203)和主轴(210)构成的风轮,风轮上连接有同轴的绳盘(204);所述充气圆环(201)安装在主轴(210)上,可绕主轴(210)转动,充气圆环(201)中间安装若干风叶(203);所述主轴(210)的一端上设置有连接件(211),通过连接索(101)与悬浮气球系统(1)固定;所述主轴(210)上固定有若干滑轮(209)和副绳盘(202),动力绳(7)绕行连接绳盘(204)、副绳盘(202)滑轮(209)和地面发电机转轴,使风轮系统的发电机转轴形成联动机构,用于动力传送驱动发电机发电。
2.根据权利要求1所述的高空风力发电系统,其特征在于,所述的悬浮气球系统由若干个氢气球或氦气球组成。
3.根据权利要求2所述的高空风力发电系统,其特征在于,所述主轴(210)上与连接件(211)相对的另一端设置有微型卷扬机(206),微型卷扬机(206)通过调节绳(205)连接到连接索(101)上。
4.根据权利要求3所述的高空风力发电系统,其特征在于,所述的动力绳(7)上,设置有调节块(8)。
5.根据权利要求4所述的高空风力发电系统,其特征在于,所述的绳盘(204)安在风轮上,两者之间有离合器实现动力连接。
6.根据权利要求5所述的高空风力发电系统,其特征在于,所述的风叶(203)为轻质薄板,用多层绳网在三个方向由绳索固定在充气圆环(201)中间。
7.根据权利要求6所述的高空风力发电系统,其特征在于,所述的风轮系统(2)上设置有控制模块,与微型卷扬机(206)电连接,并设置有无线通信模块,与地面控制系统进行通信连接。
8.根据权利要求6所述的高空风力发电系统,其特征在于,所述的风轮系统(2)上设置有微型发电装置,为控制模块提供电源。
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