CN207245927U - 风力发电叶片及风力发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及风力发电技术领域，涉及风力发电叶片及风力发电系统；风力发电叶片包括形成几何形轮廓的叶片本体，基层外壁设置多层铺层，以二维坐标系对基层的截面轮廓线进行分隔，第一轮廓线设置在第一象限和第四象限内，第二轮廓线设置在第二象限，第三轮廓线设置在第三象限；其中，第一轮廓线的弧心朝向基层内部，第二轮廓线的弧心朝向基层内部，第三轮廓线的弧心朝向基层外部，通过设置的第三轮廓线可以提高风力作用在叶片本体上的推力，从而提高叶片本体的转速，进而提高风力发电叶片的工作效率；风力发电系统包括储电器、变电器和风力发电叶片，风力发电系统与现有技术相比具有上述的优势。

Description

风力发电叶片及风力发电系统

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，具体而言，涉及风力发电叶片及风力发电系统。

背景技术

随着风力发电技术的不断成熟和发电成本的不断降低，风力发电已成为人类消耗电能中最主要来源之一。风力发电主要依靠风力发电机组在风的作用下工作产生电能。风力发电是目前比较经济和容易实现大规模商业化的可再生能源，又属于绿色清洁能源。利用风力发电既可使丰富的风能自然资源造福于人类，又可减少对煤炭、石油等矿物燃料的消耗，能够缓解能源紧缺的压力，另外，还可以减少火力发电所带来的风尘、酸雨和温室效应等环境污染以及对气候的影响，有利于保护人类生存环境。

随着风力发电机组逐步向大功率发展，目前针对风力发电机组的主要研发方向是提高单机装机功率，通过增大风力发电机组的叶片长度，提高单机发电能力，但是叶片长度无法一直增大。

因此，提供一种能够效率更好的风力发电叶片及风力发电系统成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。

实用新型内容

本实用新型的第一目的在于提供一种风力发电叶片，以缓解现有技术中风力发电机叶片效率差的技术问题。

本实用新型提供的一种风力发电叶片，包括形成几何形轮廓的叶片本体；

所述叶片本体包括基层和至少一层铺层；

所述基层的截面轮廓线包括设置在第一象限和第四象限的U形第一轮廓线、设置在第三象限的弧形第二轮廓线和设置在第二象限的弧形第三轮廓线；

所述第一轮廓线的弧心方向朝向所述基层内部，所述第二轮廓线的弧心方向朝向所述基层内部，所述第三轮廓线的弧心方向朝向所述基层外部。

进一步地，所述第二轮廓线与所述第一轮廓线平滑连接。

进一步地，所述第二轮廓线与所述第三轮廓线通过第四轮廓线连接；

所述第四轮廓线呈U形。

进一步地，所述第一轮廓线中心线的高度高于所述第四轮廓线中心线的高度。

进一步地，所述第一轮廓线与所述第三轮廓线连接一端的曲率半径小于所述第一轮廓线远离所述第三轮廓线一端的曲率半径。

进一步地，所述基层与所述铺层之间设置有加热片，所述加热片通过控制器与动力源连接。

进一步地，所述基层外壁设置有传感器，所述传感器与所述控制器连接。

进一步地，所述叶片本体内部设置有支撑板，相邻的多个所述支撑板呈W形。

进一步地，所述叶片主体内设置有避雷条。

本实用新型的第二目的在于提供一种风力发电系统，以缓解现有技术中风力发电机叶片效率差的技术问题。

本实用新型提供的一种风力发电系统，包括储电器、变电器和所述风力发电叶片；

所述风力发电叶片与所述储电器连接，所述储电器通过所述变电器与外界设备连接。

有益效果：

本实用新型提供的一种风力发电叶片，包括形成几何形轮廓的叶片本体，叶片本体包括基层和至少一层铺层，铺层覆盖在基层外壁，其中，基层外壁可以设置多层不同种类的铺层，以达到不同的性能要求；具体的，基层的截面轮廓线包括第一轮廓线、第二轮廓线和第三轮廓线，以二维坐标系对基层的截面轮廓线进行分隔，其中，第一轮廓线设置在第一象限和第四象限内，第二轮廓线设置在第二象限，第三轮廓线设置在第三象限，第一轮廓线呈U形，第一轮廓线线一端与第二轮廓线连接，另一端与第三轮廓线连接；通过第一轮廓线、第二轮廓线和第三轮廓线的连接基层的截面轮廓线呈翼形，其中，第一轮廓线的弧心朝向基层内部，第二轮廓线的弧心朝向基层内部，第三轮廓线的弧心朝向基层外部，通过设置的第三轮廓线可以提高风力作用在叶片本体上的推力，从而提高叶片本体的转速，进而提高风力发电叶片的工作效率。

本实用新型提供的一种风力发电系统，包括储电器、变电器和风力发电叶片；风力发电叶片与储电器连接，储电器通过变电器与外界设备连接，风力发电系统与现有技术相比具有上述的优势，此处不再赘叙。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例提供的风力发电叶片中叶片本体的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的风力发电叶片的斜视图；

图3为本实用新型实施例提供的风力发电叶片的主视图；

图4为图3中的局部放大图。

图标：100－叶片本体；101－基层；102－铺层；103－第一轮廓线；104－第二轮廓线；105－第三轮廓线；106－第四轮廓线；107－支撑板。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

图1为本实用新型实施例提供的风力发电叶片中叶片本体的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的风力发电叶片的斜视图；图3为本实用新型实施例提供的风力发电叶片的主视图；图4为图3中的局部放大图。

如图1－图4所示为本实用新型实施例提供的一种风力发电叶片，包括形成几何形轮廓的叶片本体100；叶片本体100包括基层101和至少一层铺层102；基层101的截面轮廓线包括设置在第一象限和第四象限的U形第一轮廓线103、设置在第三象限的弧形第二轮廓线104和设置在第二象限的弧形第三轮廓线105；第一轮廓线103的弧心方向朝向基层101内部，第二轮廓线104的弧心方向朝向基层101内部，第三轮廓线105的弧心方向朝向基层101外部。

本实用新型实施例提供的一种风力发电叶片，包括形成几何形轮廓的叶片本体100，叶片本体100包括基层101和至少一层铺层102， 铺层102覆盖在基层101外壁，其中，基层101外壁可以设置多层不同种类的铺层102，以达到不同的性能要求；具体的，基层101的截面轮廓线包括第一轮廓线103、第二轮廓线104和第三轮廓线105，以二维坐标系对基层101的截面轮廓线进行分隔，其中，第一轮廓线103设置在第一象限和第四象限内，第二轮廓线104设置在第二象限，第三轮廓线105设置在第三象限，第一轮廓线103呈U形，第一轮廓线103线一端与第二轮廓线104连接，另一端与第三轮廓线105连接；通过第一轮廓线103、第二轮廓线104和第三轮廓线105的连接基层101的截面轮廓线呈翼形，其中，第一轮廓线103的弧心方向朝向基层101内部，第二轮廓线104的弧心方向朝向基层101内部，第三轮廓线105的弧心方向朝向基层101外部，通过设置的第三轮廓线105可以提高风力作用在叶片本体100上的推力，从而提高叶片本体100的转速，进而提高风力发电叶片的工作效率。

其中，当风力在第一轮廓线103处被分开后，一股气流顺着第二轮廓线104流过叶片本体100，另一股气流顺着第三轮廓线105流过，因为第三轮廓线105的弧心方向朝向基层101外部，因此气流在流经时会发生明显的减速，从而使得第三轮廓线105一侧的风压小于第二轮廓线104一侧的风压。

而且，第一轮廓线103第一端的曲率半径小于另一端的曲率半径，其中第一轮廓线103的第一端是与第三轮廓线105所连接的一端。

将风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电风力发电的原理，是利用风力带动叶片本体100旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电；依据目前的风车技术，大约是每秒一米的微风速度，便可以开始发电，风力发电机的效率决定一台风机的好坏，然而本申请通过第三轮廓线105的设置， 可以大大的提高风力发电机的转速，从而提高风力发电机的发电效率。

同时，此风力发电机叶片能够应用在不同类型的发电机上，例如垂直轴风力发电机和水平轴风力发电机等。

本实施例的可选方案中，第二轮廓线104与第一轮廓线103平滑连接。

为保证气流能够沿着第二轮廓线104快速通过，将第二轮廓线104与第一轮廓线103平滑连接，减少气流在此处的摩擦，使气流能够快速通过并产生较大风压，从而使叶片本体100能够快速转动。

本实施例的可选方案中，第二轮廓线104与第三轮廓线105通过第四轮廓线106连接；第四轮廓线106呈U形。

第二轮廓线104与第三轮廓线105通过第四轮廓线106连接，可以使基层101外轮廓平滑过渡，无突出的棱角，保证气流的通畅平顺，提高效率。

同时为减少尾流对叶片本体100的影响，将第四轮廓线106设置成U形，在减小尾流的干扰下，可以进一步的提高叶片本体100的转速，从而进一步提高风机的发电效率。

本实施例的可选方案中，第一轮廓线103中心线的高度高于第四轮廓线106中心线的高度。

为保证叶片本体100的重心及叶片本体100的空气动力学，将第一轮廓线103中心线的高度高于第四轮廓线106中心线的高度。

本实施例的可选方案中，第一轮廓线103与第三轮廓线105连接一端的曲率半径小于第一轮廓线103远离第三轮廓线105一端的曲率半径。

其中，第三轮廓线105的形状呈滑梯状，且第一轮廓线103与第三轮廓线105连接一端的曲率半径小于第一轮廓线103远离第三轮廓线105一端的曲率半径，即滑梯刚滑下的地方陡峭，越往下越平缓。

本实施例的可选方案中，基层101与铺层102之间设置有加热片，加热片通过控制器与动力源连接。

当风力发电机设置在寒冷区域内或者遇到突发冷空气时，设置在风力发电机上的风力发电叶片会结冰，而结冰不仅会大大影响风力发电机的工作效率，而且还会造成风力发电叶片旋转的不规则，因为结冰附着在风力发电叶片外表面，会增加风力发电叶片的重量，因此在旋转过程中容易发生事故，造成风力发电的损坏，因此预防风力发电叶片结冰和结冰后的处理非常重要。

具体的，在基层101与铺层102之间设置有加热片，加热片通过控制器与动力源连接，动力源可以带动加热片产生热量。

本实施例的可选方案中，基层101外壁设置有传感器，传感器与控制器连接。

同时，基层101外壁设置有传感器，传感器与控制器连接，当传感器检测到外界低温或温度突降时，会将信号传递给控制器，控制器会控制动力源为加热片供能，使加热片加热，器温度在风力发电叶片的承受范围内，这样既不会对风力发电叶片造成损害，同时能够有效的预防结冰和去除结冰，保证风力发电机的正常运转。

本实施例的可选方案中，叶片本体100内部设置有支撑板107，相邻的多个支撑板107呈W形。

叶片本体100有基层101和设置在基层101外壁的铺层102组成，其本身具备一定的强度和刚度，为保证叶片本体100能够长期使用，在叶片本体100内部设置有支撑板107以提高其强度。

而且，多个相邻的支撑板107呈W形，能够有效的支撑基层101，使叶片本体100在轻量化的同时兼得高强度和高高度。

本实施例的可选方案中，叶片主体内设置有避雷条。

风力发电机多设置在空旷的野外，而且风力发电机的高度比较高，因此在雷雨天气，非常容易遭受到雷击，但是风力发电机的叶片本身不具备抵抗雷击的强度，因此遭遇雷击时，极易造成设备的损坏。

具体的，在叶片主体内设置有避雷条，通过避雷条将电击导向大地。

本实用新型实施例提供的一种风力发电系统，包括储电器、变电器和风力发电叶片；风力发电叶片与储电器连接，储电器通过变电器与外界设备连接。

本实用新型实施例提供的一种风力发电系统，包括储电器、变电器和风力发电叶片；风力发电叶片与储电器连接，储电器通过变电器与外界设备连接，风力发电系统与现有技术相比具有上述的优势，此处不再赘叙。

同时风力发电系统还设置有转速监控器、扭力监控器和刹车器，当风力过大带动叶片高速转动时，转速监控器和扭力监控器会实时检测数据，并发送给控制器，然后通过其他数据对比进行判断是否触发刹车器，从而减低叶片的转速，保护风机的安全。

表1

如表1所示为本实用新型实施例提供的风力发电叶片与现有风力发电叶片的数据对比图。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进 行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种风力发电叶片，其特征在于，包括：形成几何形轮廓的叶片本体；

所述叶片本体包括基层和至少一层铺层；

所述基层的截面轮廓线包括设置在第一象限和第四象限的U形第一轮廓线、设置在第三象限的弧形第二轮廓线和设置在第二象限的弧形第三轮廓线；

所述第一轮廓线的弧心方向朝向所述基层内部，所述第二轮廓线的弧心方向朝向所述基层内部，所述第三轮廓线的弧心方向朝向所述基层外部。

2.根据权利要求1所述的风力发电叶片，其特征在于，所述第二轮廓线与所述第一轮廓线平滑连接。

3.根据权利要求1所述的风力发电叶片，其特征在于，所述第二轮廓线与所述第三轮廓线通过第四轮廓线连接；

所述第四轮廓线呈U形。

4.根据权利要求3所述的风力发电叶片，其特征在于，所述第一轮廓线中心线的高度高于所述第四轮廓线中心线的高度。

5.根据权利要求1所述的风力发电叶片，其特征在于，所述第一轮廓线与所述第三轮廓线连接一端的曲率半径小于所述第一轮廓线远离所述第三轮廓线一端的曲率半径。

6.根据权利要求1所述的风力发电叶片，其特征在于，所述基层与所述铺层之间设置有加热片，所述加热片通过控制器与动力源连接。

7.根据权利要求6所述的风力发电叶片，其特征在于，所述基层外壁设置有传感器，所述传感器与所述控制器连接。

8.根据权利要求1所述的风力发电叶片，其特征在于，所述叶片本体内部设置有支撑板，相邻的多个所述支撑板呈W形。

9.根据权利要求1－8任一项所述的风力发电叶片，其特征在于，所述叶片主体内设置有避雷条。

10.一种风力发电系统，其特征在于，包括储电器、变电器和权利要求1－9任一项所述的风力发电叶片；

所述风力发电叶片与所述储电器连接，所述储电器通过所述变电器与外界设备连接。