CN206753816U - 风力发电装置 - Google Patents

Abstract

一种风力发电装置，适用于设置在一流动的风场，并包含一设置于地面，并可沿着一往远离地面方向延伸的垂直轴旋转的寻风单元、一设置于该寻风单元的风车单元，及一信息连接于该寻风单元与该风车单元的感控单元。该风车单元包括一设置于该寻风单元，并围绕出一容置空间的基座、一设置于该容置空间的动力叶片组件、一与该动力叶片组件相连接的换能组件，及一设置于该基座的调风组件。该感控单元用于侦测该风场方向与强度、控制该寻风单元沿该垂直轴转动，及控制该调风组件在一个关闭位置与一个开启位置间移动，以达寻风与控制受风面积的目的。

Description

风力发电装置

技术领域

本实用新型涉及一种发电装置，特别是涉及一种风力发电装置。

背景技术

风力发电装置属于可再生能源的一种，由于风力发电装置架构简单、保养维修便利，且对环境伤害程度低，因此是近来相当受重视的发电装置。

参阅图1，一个现有的风力发电装置1包含一个直立地设置于地面的基座11、一个设置于该基座11的发电机12，及一个与发电机12相连接的风扇13。当风力吹动该风扇13进而使该风扇13旋转时，通过该发电机12就能将该风扇13产生的机械能转换为电能。

该风力发电装置1装设地点虽然非常具有弹性，举凡陆地与海洋皆能设置，但考虑经济效益，通常会将该风力发电装置1设置在风场充沛处；然而，风场的强弱会受到气候以及季节等因素影响，难免有时会发生风速过强的情形，如此将导致该风扇13转速过高而不堪负荷，或者该发电机12过度负载而损坏的情形。除此之外，风场的方向同样也会随着环境的变化而改变，随着不同的风场方向，该风扇13的旋转程度也不同，导致该风力发电装置1无法恒维持于优化的发电效率。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种能调整受风的最大强度，以及可寻风的风力发电装置。

本实用新型风力发电装置，适用于设置在一个流动的风场。该风力发电装置包含一个设置于地面的寻风单元、至少一个设置于该寻风单元的风车单元，及一个信息连接于该寻风单元与该至少一风车单元的感控单元。

该寻风单元可沿着一个往远离地面方向延伸的垂直轴旋转，并包括一个设置于地面的底座，及一个设置于该底座，并可沿该垂直轴旋转的旋转组件。

该至少一个风车单元包括一个设置于该旋转组件，并围绕出一个容置空间的基座、一个设置于该容置空间的动力叶片组件、一个与该动力叶片组件相连接的换能组件，及一个设置于该基座的调风组件。

该容置空间具有一个迎风口，当该迎风口面向该风场时，该动力叶片组件适用于受该风场带动而以沿着一个与地面平行的水平轴为转轴而旋转，于是与该动力叶片组件连接的该换能组件，就能将该动力叶片组件旋转产生的机械能转换为电能。

当该迎风口面向该风场的流动方向时，该调风组件可相对该迎风口在一个关闭位置与一个开启位置间移动。在该关闭位置时，该调风组件位于该迎风口，并遮蔽该动力叶片组件，使该风场无法带动该动力叶片组件转动；此时该调风组件可往远离该迎风口的方向移动，以逐渐靠近该开启位置。在该开启位置时，该调风组件位于该迎风口之外，此时该动力叶片组件将被该风场带动而沿着该水平轴转动。

该感控单元用于侦测该风场的方向与强度，并控制该寻风单元沿该垂直轴转动，以及控制该调风组件在该关闭位置与该开启位置间移动。

本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

在本实用新型的一些实施态样中，包含多个沿着该水平轴排列的风车单元。

在本实用新型的一些实施态样中，该至少一个风车单元还包括一个由该基座向下延伸的集风板。

在本实用新型的一些实施态样中，该集风板与地面的夹角呈45度。

在本实用新型的一些实施态样中，还包含一个与该至少一个风车单元相连接的输电单元，该输电单元包括一个与该换能组件电性连接的集电弓，及一个与该集电弓电性连接，并以该垂直轴为轴心环绕的环状传输导线。

在本实用新型的一些实施态样中，该调风组件在该关闭位置与该开启位置间移动时，是以该水平轴为轴心移动的。

本实用新型的有益的效果在于：通过该感控单元监控该风场的风向与强度，并同步控制该寻风单元转动以及该调风组件在该开启位置与该关闭位置间移动，以达到调整受风的最大强度以及寻风的功效。

附图说明

图1是一个立体图，说明现有的一个风力发电装置；

图2是一个立体图，说明本实用新型风力发电装置的一个实施例在一个开启位置；

图3是一个立体图，说明该实施例的一个风车单元与一个输电单元的组件组成；

图4是一个示意图，说明该实施例的一个寻风单元与其中一个风车单元的相对关系；

图5是一个局部放大图，说明该寻风单元的细部结构；

图6是一个示意图，说明每一个风车单元包括一个基座与一个调风组件；

图7是一个局部放大图，说明每一个风车单元的细部结构；

图8是一个立体图，说明该实施例在一个关闭位置；

图9是一个立体图，说明该实施例位于该开启位置与该关闭位置之间；

图10是该实施例的一个侧视图；及

图11是该实施例的一个立体图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细说明。

参阅图2～4，本实用新型风力发电装置的一个实施例，该实施例设置在一个流动的风场2，并包含一个设置于地面的寻风单元3、三个设置于该寻风单元3的风车单元4、一个与所述风车单元4相连接的输电单元5，及一个信息连接于该寻风单元3与所述风车单元4的感控单元6；其中，所述风车单元4是沿着一个平行于地面的水平轴L1排列的，且本实施例的风车单元4的数量虽然为三，但不以此为限，可视需求设置一个或两个以上。

该寻风单元3可沿着一个往远离地面方向延伸的垂直轴L2旋转，并包括一个设置于地面的底座31，及一个设置于该底座31，并可沿该垂直轴L2旋转的旋转组件32。该旋转组件32具有一个设置于该底座31的本体321，及一个用于驱动该本体321转动的马达322；此外如图5所示，在本实施例中，该底座31设置有齿沟，该本体321则设置有齿轮，借此得以沿着该垂直轴L2为轴心旋转。

续参阅图2～4，每一个风车单元4包括一个设置于该旋转组件32，并围绕出一个容置空间411的基座41、一个设置于该容置空间411的动力叶片组件42、一个与该动力叶片组件42相连接的换能组件43、一个设置于该基座41的调风组件44，及一个由该基座41向下延伸，并与地面的夹角呈45度的集风板45。该容置空间411具有一个迎风口412，当该迎风口412面向该风场2时，该动力叶片组件42适用于受该风场2带动而以沿着该水平轴L1为转轴而旋转，于是与该动力叶片组件42连接的该换能组件43，就能将该动力叶片组件42旋转产生的机械能转换为电能。如图6～7所示，在本实施例中，该基座41设置有齿沟，该调风组件44设置有齿轮，该调风组件44借此得以沿着该水平轴L1为轴心旋转。

续参阅图2～4，并以图8～9辅助说明；该调风组件44可相对该迎风口412在一个关闭位置与一个开启位置间移动。在该关闭位置时(如图8所示)，该调风组件44位于该迎风口412，并遮蔽该动力叶片组件42，使该风场2无法带动该动力叶片组件42转动；此时该调风组件44可往远离该迎风口412的方向移动(如图9所示)，以逐渐靠近该开启位置。在该开启位置时(如图2所示)，该调风组件44位于该迎风口412之外，此时该动力叶片组件42将被该风场2带动而沿着该水平轴L1转动。

该输电单元5包括一个与该换能组件43电性连接的集电弓51，及一个与该集电弓51电性连接，并以该垂直轴L2为圆心环绕的环状传输导线52。

该感控单元6包括一个用于侦测该风场2的方向，并控制该寻风单元3沿该垂直轴L2转动的风向计61，及一个用于侦测该风场2的强度，并控制该调风组件44在该关闭位置与该开启位置间移动的风速计62。该感控单元6的设置方式不限，例如可以是直接设置于该实施例中其他的任何一个组件上，并与该寻风单元3与该风车单元4电性连接，通过电讯号控制该旋转组件32与该调风组件44；该感控单元6也可以是设置在远处，并利用网络、Wi-Fi或其他光电讯号，以远程的方式操控该旋转组件32与该调风组件44作动。

为了更详细说明该实施例，以下举例说明实际运作的情形。首先说明该感控单元6与该调风组件44的搭配，如图2所示，当该感控单元6侦测到目前的风场2强度适中或是低于负载强度时，该感控单元6将驱动该调风组件44移动至该开启位置，借此使该迎风口412完全显露，以最大的迎风面积面对该风场2，而得以完全地利用该风场2驱动该动力叶片组件42转动进而发电；并且如图10所示，配合与地面夹角呈45度的该集风板45，还可以更进一步产生导引作用，在纵向范围内收集更多风力。要特别说明的是，该实施例的集风板45虽然与地面夹角呈45度，但不以45度为限，可因所处的风场条件、环境因素、地形变化…等各种因素，而设计出优化的角度。

接着如图9所示，当该感控单元6侦测到该风场2转强而有过载的可能时，此时该感控单元6将驱动该调风组件44由该开启位置往该关闭位置移动，也就是使该调风组件44以该水平轴L1为轴心向下转动，借此遮蔽部分的该迎风口412，以调整该风场2直吹于该动力叶片组件42的面积大小，达到维持发电效率满载的情况下，同时保护该动力叶片组件42与该换能组件43不会因负载而损坏的功效。最后如图8所示，当遇到天然灾害，例如台风或是瞬间阵风过强的气候时，该感控单元6将驱动该调风组件44移动至该关闭位置，避免过强的阵风使该动力叶片组件42失速而导致机械受损，或者该换能组件43承受过高的电流而造成不可逆的损害。

接着说明该感控单元6与该寻风单元3的搭配，如图2、11所示，当该风场2的流动方向改变时，由于所述流动方向并非以垂直的方向直接吹向该动力叶片组件42，在该风场2的流动方向与该水平轴L1未垂直的情况下，一部分作用在该动力叶片组件42的正向力，将转为无法带动该动力叶片组件42转动的侧向力，使得该换能组件43的发电效率同步减少。于是当该感控单元6侦测到该风场2的流动方向改变时，将驱动该旋转组件32沿该垂直轴L2旋转，借此控制该迎风口412保持在正对该风场2的流动方向，也就是让该动力叶片组件42的转轴与该风场2的流动方向确实垂直，使该动力叶片组件42与该换能组件43的发电效率达优化。此外如图3所示，考虑长期下来，若该换能组件43对外连通的电网络只是使用一般的传输电线，则可能因为该寻风单元3频繁地转动而导致扭曲断裂，因此设置了与该换能组件43电性连接的该集电弓51。由于该集电弓51是可移动地连接于该环状传输导线52，于是无论该寻风单元3如何转动，该输电单元5皆不受影响，因此该换能组件43就能将电能通过该集电弓51转送至该环状传输导线52，最后再输出至外部的电网。

综上所述，本实用新型风力发电装置，通过该感控单元6监控该风场2的风向与强度，并同步控制该寻风单元3转动以及该调风组件44在该开启位置与该关闭位置间移动，以达到调整受风的最大强度以及寻风的功效，所以确实能达成本实用新型的目的。

Claims (6)

1.一种风力发电装置，适用于设置在一个流动的风场，其特征在于：该风力发电装置包含

一个寻风单元，设置于地面，并可沿着一个往远离地面方向延伸的垂直轴旋转，该寻风单元包括一个设置于地面的底座，及一个设置于该底座，并可沿该垂直轴旋转的旋转组件；

至少一个风车单元，设置于该寻风单元，并包括

一个基座，设置于该旋转组件，该基座围绕出一个具有一个迎风口的容置空间，

一个动力叶片组件，设置于该容置空间，当该迎风口面向该风场时，该动力叶片组件适用于受该风场带动而以沿着一个与地面平行的水平轴为转轴而旋转，

一个换能组件，与该动力叶片组件相连接，并将该动力叶片组件旋转产生的机械能转换为电能，及

一个调风组件，设置于该基座，当该迎风口面向该风场的流动方向时，该调风组件可相对该迎风口在一个关闭位置与一个开启位置间移动，在该关闭位置时，该调风组件位于该迎风口，并遮蔽该动力叶片组件，使该风场无法带动该动力叶片组件转动，此时该调风组件可往远离该迎风口的方向移动，以逐渐靠近该开启位置，在该开启位置时，该调风组件位于该迎风口之外，此时该动力叶片组件将被该风场带动而沿着该水平轴转动；及

一个感控单元，信息连接于该寻风单元与该至少一个风车单元，该感控单元用于侦测该风场的方向与强度，并控制该寻风单元沿该垂直轴转动，以及控制该调风组件在该关闭位置与该开启位置间移动。

2.根据权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于：包含多个沿着该水平轴排列的风车单元。

3.根据权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于：该至少一个风车单元还包括一个由该基座向下延伸的集风板。

4.根据权利要求3所述的风力发电装置，其特征在于：该集风板与地面的夹角呈45度。

5.根据权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于：还包含一个与该至少一个风车单元相连接的输电单元，该输电单元包括一个与该换能组件电性连接的集电弓，及一个与该集电弓电性连接，并以该垂直轴为轴心环绕的环状传输导线。

6.根据权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于：该调风组件在该关闭位置与该开启位置间移动时，是以该水平轴为轴心移动的。