CN207634241U - 微型风机电网系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种微型风机电网系统，所述系统包括：风机，所述风机包括底座，所述底座上设有塔筒，所述塔筒顶端设有风机叶片，所述叶片的空腔分为若干区域，各个区域内分别设有一氢气密封袋，所述氢气密封袋粘贴在所述风气叶片空腔内壁上，所述氢气密封袋的形状与所述叶片空腔的形状相适配，且所述氢气密封袋内充有氢气；或所述叶片的空腔内壁贴合有气封膜，所述的气封膜和叶片的空腔内壁配合形成氢气密封结构，在由所述的气封膜和叶片的空腔内壁配合形成氢气密封结构内设有氢气；所述塔筒内设有备用储氢装置。

Description

微型风机电网系统

技术领域

本实用新型涉及一种微型风机电网系统。

背景技术

随着国民经济的迅速增长，对能源的需求日益旺盛，能源短缺以及化石能源所产生的环境污染问题日益尖锐。新能源资源潜力大，可持续利用，在满足能源需求、改善能源结构、减少环境污染、促进经济发展等方面发挥了重要作用，已引起了国际社会的广泛关注。在能源安全与环境保护的双重压力下，技术相对成熟、具备规模化开发条件的风力发电技术作为一种清洁的可再生能源，在世界范围内取得了飞速发展。特别是近年来，风力发电的产业规模和市场化程度逐年提高。截至2015年底，全年风电新增装机容量3297万千瓦，新增装机容量再创历史新高，累计并网装机容量达到1.29亿千瓦，占全部发电装机容量的8.6％，全国风电产业继续保持强劲增长势头。

但是，现有的风机都存在弃风量的问题，例如，某地多风的季节时，可能当地的用电量不足以消耗风机的发电量，但是在用电的季节，风机可能无法满足当地的用风量。另外，叶片内填充的是空气，空气具有重量，叶片在转动过程中除了要克服自身重力外还要克服其内填充的空气重量。风机的塔筒内有好多空余空间，但是这些空间一直没有充分利用。

鉴于上述的缺陷，本设计人积极加以研究创新，以期创设一种微型风机电网系统，使其更具有产业上的利用价值。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种减轻叶片本身自重、有效利用塔筒空间，能够随时自由组合，随时插拔，无捆绑，资源最合理的分配利用的微型风机电网系统。

本实用新型微型风机电网系统，包括：

风机，所述风机包括底座，所述底座上设有塔筒，所述塔筒顶端设有风机叶片，所述风机叶片连接风能发电机，所述底座内设有主控制器，所述主控制器通过控制电缆线与蓄电装置连接，所述蓄电池电连接功率分配器、风能发电机，所述功率分配器与用于将直流电转化为交流电的逆变器；

所述叶片的空腔分为若干区域，各个区域内分别设有一氢气密封袋，所述氢气密封袋粘贴在所述风气叶片空腔内壁上，所述氢气密封袋的形状与所述叶片空腔的形状相适配，且所述氢气密封袋内充有氢气；或所述叶片的空腔内壁贴合有气封膜，所述的气封膜和叶片的空腔内壁配合形成氢气密封结构，在由所述的气封膜和叶片的空腔内壁配合形成氢气密封结构内设有氢气；所述塔筒内设有备用储氢装置。

进一步的，还包括：电能制氢及氢燃料发电组件，所述电能制氢及氢燃料发电组件包括制氢及氢发电控制器以及分别与所述制氢及氢发电控制器电连接的电解水制氢装置、氢燃料发电装置，所述电解水制氢装置的进水端连接储水装置，所述电解水制氢装置的出气端连接储氢装置、备用储氢装置，所述氢燃料发电装置的进气端连通所述储氢装置、备用储氢装置，所述氢燃料发电装置在发电过程中产生的水通过水管进入所述储水装置内；

所述电能制氢及氢燃料发电组件集成在运输车上，所述的电解水制氢装置采用可插拔方式与所述的功率分配器电连接。

进一步的，所述氢燃料发电装置的电能输出端依次经燃料电量控制开关、所述逆变器连接负载。

进一步的，所述塔筒上设有至少一个太阳能光伏板，所述太阳能光伏板电连接太阳能转换电能装置，所述太阳能转换电能装置电连接所述蓄电装置。

进一步的，所述的塔筒的内壁上均布有多条横向的加强环和均布有多条竖向的加强筋，所述的横向的加强环的横截面为T形；

所述塔筒顶部设有避雷针，所述避雷针呈90°弯折绕过发电风机，所述避雷针的顶端高于发电风机。

进一步的，所述风机叶片上设有风力、风向传感器，所述的风力传感器、风速传感器分别电连接所述主控制器，并将所述的风力传感器、风速传感器获取的风力数据、风速数据输出至主控制器保存。

进一步的，所述制氢及氢发电控制器电连接主控制器，所述主控制器输出用于控制所述的电解水制氢装置、氢燃料发电装置工作的控制信号至所述制氢及氢发电控制器。

本实用新型微型风机电网系统的有益效果至少具有以下几点：

1、在叶片内填充氢气，代替空气，氢气比空气轻，减轻了叶片自重，降低了叶片的运行阻力。

2、充分利用了塔筒内部空间，节约了空间。

3、在弃风期间，风机照常运行也即不减少风机的发电功率，并将风机发出的多余电量提供给电解制氢装置进行制氢，电解制氢装置清洁无污染；其终端产品——氢气(也包括氧气)也是绿色清洁环保燃料和化工原料。同时在用电量大，风机供电不足时，通过氢燃料发电装置将储存的氢气转化为电能。并且根据需要电能制氢及氢燃料发电组件随时插拔，无捆绑，资源最合理的分配利用。

附图说明

图1是本实用新型微型风机电网系统示意图；

图2是实用新型叶片结构的示意图；

图3是实用新型微型风机电网系统的电路框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

实施例1

如图1至3所示，本实施例微型风机电网系统，包括：

风机，所述风机包括底座1，所述底座上设有塔筒2，所述塔筒顶端设有风机叶片，所述风机叶片连接风能发电机5，所述底座内设有主控制器，所述主控制器通过控制电缆线与蓄电装置连接，所述蓄电池电连接功率分配器、风能发电机，所述功率分配器与用于将直流电转化为交流电的逆变器；

所述叶片4包括外壳61，外壳形成的内腔内设有中间支撑63，所述叶片的空腔内壁贴合有气封膜62，所述的气封膜和叶片的空腔内壁配合形成氢气密封结构，在由所述的气封膜和叶片的空腔内壁配合形成氢气密封结构内设有氢气。

本实施例的变形，也即所述叶片的空腔分为若干区域，各个区域内分别设有一氢气密封袋，所述氢气密封袋粘贴在所述风气叶片空腔内壁上，所述氢气密封袋的形状与所述叶片空腔的形状相适配，且所述氢气密封袋内充有氢气。例如，图2所示，所述叶片的空腔分为2个区域，在各个区域内分别设置氢气密封袋。

本实施例中，在叶片内填充氢气，代替空气，氢气比空气轻，减轻了叶片的运行阻力。

还包括：电能制氢及氢燃料发电组件，所述电能制氢及氢燃料发电组件包括制氢及氢发电控制器以及分别与所述制氢及氢发电控制器电连接的电解水制氢装置、氢燃料发电装置，所述电解水制氢装置的进水端连接储水装置，所述电解水制氢装置的出气端连接储氢装置、备用储氢装置，所述氢燃料发电装置的进气端连通所述储氢装置、备用储氢装置6，所述氢燃料发电装置在发电过程中产生的水通过水管进入所述储水装置内；

所述电能制氢及氢燃料发电组件集成在运输车7上，所述的电解水制氢装置采用可插拔方式与所述的功率分配器电连接；

本实施例中，在一个区域内设置一台或两台风机组成一个微网发系统，该微网发电系统，制氢、发电装置与风机的随时可插拔结构随时插拔，无捆绑，资源最合理的分配利用。

实施例2

本实施例微型风机电网系统，在实施例1的基础上，所述氢燃料发电装置的电能输出端依次经燃料电量控制开关、所述逆变器连接负载。所述塔筒上设有至少一个太阳能光伏板3，所述太阳能光伏板电连接太阳能转换电能装置，所述太阳能转换电能装置电连接所述蓄电装置。所述制氢及氢发电控制器电连接主控制器，所述主控制器输出用于控制所述的电解水制氢装置、氢燃料发电装置工作的控制信号至所述制氢及氢发电控制器。也即本实施例中，电能制氢及氢燃料发电组件的电解水制氢装置、氢燃料发电装置的工作运行方式通过风机的主控制器进行控制，同时氢燃料发电装置和风机共用逆变器。

本实施例中，所述塔筒的中间镂空，所述塔筒内壁上均布有多条横向的加强环。所述风机叶片上设有风力、风向传感器，所述的风力传感器、风速传感器分别电连接所述主控制器，并将所述的风力传感器、风速传感器获取的风力数据、风速数据输出至主控制器保存；所述塔筒上设有超声波驱鸟器，所述的超声波驱鸟器电连接所述氢燃料发电装置；所述塔筒顶部设有避雷针，所述避雷针呈90°弯折绕过发电风机，所述避雷针的顶端高于发电风机。

上述实施例1、2的风机塔筒储氢节能系统的一种可能的实际运行过程包括：

将风机的弃风量划分为N个弃风范围；对不同的弃风范围分配不同的电能制氢及氢燃料发电组件运输车可请求距离，生成弃风范围与请求距离对照表，其中，所述的可请求距离为电能制氢及氢燃料发电组件运输车距离风机的距离；

对风机的弃风量进行预测，并确定风机的弃风量属于哪个弃风范围；

若弃风量属于第一弃风范围，则判断风机是否对应有本地电能制氢及氢燃料发电组件，若有，则启动该本地电能制氢及氢燃料发电组件，利用风机输出的多余电量提供电解水制氢装置制氢所需电量；若没有，则不做处理；

若弃风量属于第二弃风范围、第三弃风范围……或第N弃风范围，则根据所述弃风范围与请求距离对照表向所述弃风范围对应的请求距离发出配置电能制氢及氢燃料发电组件运输车请求，

电能制氢及氢燃料发电组件运输车响应该请求，电能制氢及氢燃料发电组件运输车运输至风机本地，并与风机的主控制器通过可插拔方式进行电连接；

其中，若风机对应有本地电能制氢及氢燃料发电组件，则启动所述的本地电能制氢及氢燃料发电组件；

对所述的弃风量划分为N个不同的弃风范围的划分方法为根据不同的弃风量用于发电，风机发电能够发出的电量进行划分，其中第一弃风范围发出的电量小于第二弃风范围发出的电量，第二弃风范围发出的电量小于第三弃风范围发出的电量，以此类推，第N弃风范围发出的电量最多。

进一步地，弃风范围与请求距离对照表的建立方法包括：

获取电能制氢及氢燃料发电组件运输车运往风机本地的运输成本X的历史数据；

获取N个弃风范围的弃风量用于发电，风机发电能够发出的电量对应的当地市电价格Y；

对电能制氢及氢燃料发电组件运输车的运输成本X和风机发电能够发出的电量对应的当地市电价格Y进行整合，各个弃风范围对应的电能制氢及氢燃料发电组件运输车的请求距离满足条件Y≥1.5X，也即一个弃风范围对应多个电能制氢及氢燃料发电组件运输车的请求距离，且请求距离按照Y与X之间差值的由大至小排列请求优先级。

本实施例中，发出配置电能制氢及氢燃料发电组件运输车请求的方法具体包括：

根据请求距离的优先级逐次对一个弃风范围对应的请求距离发出配置电能制氢及氢燃料发电组件运输车请求；若遍历完该弃风范围对应的全部请求距离均未收到响应，则以预定时间间隔向优先级排在第一位的请求距离分别发出配置电能制氢及氢燃料发电组件运输车请求，若发出5次请求后，没有得到响应，则放弃配置电能制氢及氢燃料发电组件运输车请求。

本实施例中，一辆电能制氢及氢燃料发电组件运输车在预定的时间区间内得到了至少两个风机输出的配置电能制氢及氢燃料发电组件运输车请求，所述的电能制氢及氢燃料发电组件运输车的响应方法包括：

获取各个发出请求的风机的位置信息，根据风机的位置信息计算该电能制氢及氢燃料发电组件运输车的运输成本；

获取各个风机的弃风量对应的市电价格，计算各个风机的弃风量对应的电能制氢及氢燃料发电组件运输车的运输成本的差值；

选择差值最大的对应的风机进行响应。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种微型风机电网系统，其特征在于，包括：

风机，所述风机包括底座，所述底座上设有塔筒，所述塔筒顶端设有风机叶片，所述风机叶片连接风能发电机，所述底座内设有主控制器，所述主控制器通过控制电缆线与蓄电装置连接，所述蓄电池电连接功率分配器、风能发电机，所述功率分配器与用于将直流电转化为交流电的逆变器；

所述叶片的空腔分为若干区域，各个区域内分别设有一氢气密封袋，所述氢气密封袋粘贴在所述风机叶片的空腔内壁上，所述氢气密封袋的形状与所述叶片空腔的形状相适配，且所述氢气密封袋内充有氢气；或所述叶片的空腔内壁贴合有气封膜，所述的气封膜和叶片的空腔内壁配合形成氢气密封结构，在由所述的气封膜和叶片的空腔内壁配合形成氢气密封结构内设有氢气；所述塔筒内设有备用储氢装置。

2.根据权利要求1所述的微型风机电网系统，其特征在于，还包括：电能制氢及氢燃料发电组件，所述电能制氢及氢燃料发电组件包括制氢及氢发电控制器以及分别与所述制氢及氢发电控制器电连接的电解水制氢装置、氢燃料发电装置，所述电解水制氢装置的进水端连接储水装置，所述电解水制氢装置的出气端连接储氢装置、备用储氢装置，所述氢燃料发电装置的进气端连通所述储氢装置、备用储氢装置，所述氢燃料发电装置在发电过程中产生的水通过水管进入所述储水装置内；

所述电能制氢及氢燃料发电组件集成在运输车上，所述的电解水制氢装置采用可插拔方式与所述的功率分配器电连接。

3.根据权利要求2所述的微型风机电网系统，其特征在于，所述氢燃料发电装置的电能输出端依次经燃料电量控制开关、所述逆变器连接负载。

4.根据权利要求2所述的微型风机电网系统，其特征在于，所述塔筒上设有至少一个太阳能光伏板，所述太阳能光伏板电连接太阳能转换电能装置，所述太阳能转换电能装置电连接所述蓄电装置。

5.根据权利要求2所述的微型风机电网系统，其特征在于，所述的塔筒的内壁上均布有多条横向的加强环和均布有多条竖向的加强筋，所述的横向的加强环的横截面为T形。

6.根据权利要求2所述的微型风机电网系统，其特征在于，所述塔筒顶部设有避雷针，所述避雷针呈90°弯折绕过发电风机，所述避雷针的顶端高于发电风机。

7.根据权利要求2所述的微型风机电网系统，其特征在于，所述风机叶片上设有风力、风向传感器，所述的风力传感器、风速传感器分别电连接所述主控制器，并将所述的风力传感器、风速传感器获取的风力数据、风速数据输出至主控制器保存。

8.根据权利要求2所述的微型风机电网系统，其特征在于，所述制氢及氢发电控制器电连接主控制器，所述主控制器输出用于控制所述的电解水制氢装置、氢燃料发电装置工作的控制信号至所述制氢及氢发电控制器。