CN218991783U - 一种新型海岛风力发电离网系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及风力发电技术领域，特别涉及一种新型海岛风力发电离网系统。包括风力发电机、电控系统、蓄电装置、用户设备，所述风力发电机包括发电机舱、发电机、主轴、叶轮、自动刹车装置，所述自动刹车装置包括转速传感器、控制器、气缸，所述气缸设置有空压机、总风缸、调压阀和活塞推杆，所述活塞推杆的末端设置有刹车片，所述转速传感器安装在所述叶轮上，所述控制器分别与所述转速传感器和所述气缸电性连接，所述控制器与所述蓄电装置电性连接。通过设置自动刹车装置，能有效防止台风对风力发电机的损坏。通过采用玻璃钢复合材料制作叶片，重量轻、强度高、韧性强，提升防腐蚀性能。通过在叶片的内部设置加强杆，提高了叶片的整体韧性。

Description

一种新型海岛风力发电离网系统

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，特别涉及一种新型海岛风力发电离网系统。

背景技术

对于远海岛屿来说，供电往往存在能源运输成本高、发电设备极易受腐蚀损坏、受面积所限不能建设大型发电厂房等技术难题，极大影响了海岛居民的正常生产生活，制约了海岛经济的发展。目前，在我国的一些偏远山区、海岛等远离城市的地方，仍然存在着一些未通电或者供电不稳定的“电力空白区”。如果采用传统电网供电的话成本很高，因此利用当地可再生能源发电，并配置储能系统的智能微电网成为解决这些地区供电问题比较合适的方案。

风力发电是解决当前突出的能源和环境问题的有效手段，是目前世界上增长速度最快的能源和最有发展前景的新能源技术。目前，对风能的利用也已达到商用阶段。在大电网难以达到的孤立地区，如海岛、牧区，以前都使用燃料昂贵的柴油发电机，而这些地区，却有着较丰富的风能资源，在这些地区推广风力发电已是新能源建设中的一项重要工作。

由于海岛时常会遭遇台风，台风施加在风力发电机的叶片上的静力效应和动力效应共同作用下不断施加疲劳载荷，叶片在高风速下旋转，最后达到或者超过叶片和塔架的设计载荷极限，轻则引起部件机械磨损，缩短风力发电机组的寿命，严重的使叶片损坏及塔架倾覆。因此，以上问题亟需解决。

实用新型内容

本实用新型的目的在于至少解决上述问题之一，为实现本实用新型的目的，本实用新型采用以下技术方案：一种新型海岛风力发电离网系统，包括风力发电机、电控系统、蓄电装置、用户设备，所述风力发电机利用风能发电并与电控系统连接用于把产生的电经电控系统传输到蓄电装置，所述电控系统与用户设备连接用于把蓄电装置的电供应给用户设备使用，所述风力发电机包括发电机舱、发电机、主轴、叶轮、自动刹车装置，所述自动刹车装置与发电机舱相连用于控制所述叶轮的转动，所述自动刹车装置包括转速传感器、控制器、气缸，所述气缸设置有空压机、总风缸、调压阀和活塞推杆，所述活塞推杆的末端设置有刹车片，所述转速传感器安装在所述叶轮上，所述控制器分别与所述转速传感器和所述气缸电性连接，所述控制器与所述蓄电装置电性连接。

进一步的改进在于，所述叶轮包括轮毂以及和所述轮毂固定连接的叶片，所述叶片采用玻璃钢复合材料制作而成。

进一步的改进在于，所述叶片的外表面涂覆有丙烯酸聚氨酯抗紫外线涂层。

进一步的改进在于，所述叶片的内部设置有加强杆，所述加强杆在所述叶片的内部沿叶片长度方向延伸。

进一步的改进在于，所述加强杆的材质为铝、不锈钢、碳纤维中的任意一种。

进一步的改进在于，所述发电机为盘式无铁芯永磁发电机。

进一步的改进在于，所述发电机舱的外表面设置有散热窗，所述散热窗上设置有防尘滤网。

进一步的改进在于，所述发电机舱的底部可转动连接有立杆，所述立杆上设置有多条用于加强立杆稳定性的拉索，所述拉索的一端固定在海岛上。

进一步的改进在于，所述用户设备至少包括照明灯、冰箱、电视机、海水淡化装置中的一种。

进一步的改进在于，所述电控系统包括主控制器、整流器、稳压器以及逆变器。

本实用新型的有益效果：

本实用新型工作时，当转速传感器检测到风力发电机的叶轮的转速大于设定的额定转速时，传递信号给控制器，控制器接通空压机的电源，给气缸充气，气缸内压力增大到一定程度时，推动活塞推杆运动使刹车片与叶轮接触抵住叶轮从而达到风力发电机刹车的目的。当空压机停止工作后，气缸中的气体缓慢泄露，几个小时后恢复到刹车前的状态，风力发电机的叶轮继续转动发电。通过设置自动刹车装置，能有效防止台风对风力发电机的损坏。

本实用新型所述叶片采用玻璃钢复合材料制作而成，通过采用玻璃钢复合材料制作，重量轻、强度高、韧性强，提升防腐蚀性能。通过在叶片的内部设置加强杆，提高了叶片的整体韧性，防止叶片遇到台风时断裂。

本实用新型采用盘式无铁芯永磁发电机的好处是无齿槽效应，微风下可发电，电控系统可将微风下的小电量存储进蓄电装置，发电效率高。

附图说明

图1为本实用新型一种新型海岛风力发电离网系统的结构示意图；

图2为本实用新型一种新型海岛风力发电离网系统的自动刹车装置原理示意图；

图3为本实用新型一种新型海岛风力发电离网系统的风力发电机的结构示意图；

图4为本实用新型一种新型海岛风力发电离网系统的叶轮结构示意图。

附图标记说明：

1-发电机舱，2-叶轮，3-加强杆，4-立杆，5-拉索，6-气缸，7-空压机，8-总风缸，9-调压阀，10-活塞推杆，11-刹车片。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型创造的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型创造。本说明书中使用的命名术语可用于说明各种构成要素，但是这些构成要素不受这些术语的限定。使用这些术语的目的仅在于将一个构成要素区别于其他构成要素。

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”、“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，也可以是通过中间媒介间接连接，可以说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的具体含义。下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。

实施例一：

请参考附图1-4，本实用新型实施例一提出一种新型海岛风力发电离网系统，包括风力发电机、电控系统、蓄电装置、用户设备，所述风力发电机利用风能发电并与电控系统连接用于把产生的电经电控系统传输到蓄电装置，所述电控系统与用户设备连接用于把蓄电装置的电供应给用户设备使用，所述风力发电机包括发电机舱1、发电机(图中未示出)、主轴(图中未示出)、叶轮2、自动刹车装置，所述自动刹车装置与发电机舱1相连用于控制所述叶轮2的转动，所述自动刹车装置包括转速传感器(图中未示出)、控制器(图中未示出)、气缸6，所述气缸6设置有空压机7、总风缸8、调压阀9和活塞推杆10，所述活塞推杆10的末端设置有刹车片11，所述转速传感器安装在所述叶轮2上，所述控制器分别与所述转速传感器和所述气缸6电性连接，所述控制器与所述蓄电装置电性连接。

工作时，当转速传感器检测到风力发电机的叶轮2的转速大于设定的额定转速时，传递信号给控制器，控制器接通空压机7的电源，给气缸6充气，气缸6内压力增大到一定程度时，推动活塞推杆10运动使刹车片11与叶轮2接触抵住叶轮2从而达到风力发电机刹车的目的。当空压机7停止工作后，气缸6中的气体缓慢泄露，几个小时后恢复到刹车前的状态，风力发电机的叶轮2继续转动发电。通过设置自动刹车装置，能有效防止台风对风力发电机的损坏。

具体地，所述刹车片11的材质优选为橡胶材质。

具体地，所述蓄电装置优选为蓄电池，可以是免维护铅酸蓄电池或地埋式胶体蓄电池等。

具体地，在本实用新型实施例中，所述叶轮2包括轮毂以及和所述轮毂固定连接的叶片，所述叶片采用玻璃钢复合材料制作而成，内部为空心的结构。通过采用玻璃钢复合材料制作，重量轻、强度高、韧性强，提升防腐蚀性能。

具体地，在本实用新型实施例中，所述叶片的外表面涂覆有丙烯酸聚氨酯抗紫外线涂层，有效地提高了叶片抗老化性能。

具体地，在本实用新型实施例中，所述叶片的内部设置有加强杆3，所述加强杆3在所述叶片的内部沿叶片长度方向延伸，具体地，所述加强杆3的材质可以为铝、不锈钢、碳纤维中的任意一种。通过设置加强杆3，提高了叶片的整体韧性，防止叶片遇到台风时断裂。

具体地，在本实用新型实施例中，所述发电机为盘式无铁芯永磁发电机。

本实用新型采用盘式无铁芯永磁发电机的好处是无齿槽效应，微风下可发电，电控系统可将微风下的小电量存储进蓄电装置，发电效率高。

盘式无铁芯永磁发电机属于中间定子盘式永磁发电机，不同的是它的定子是无铁心的。发电机转子结构与中间定子盘式永磁发电机相同，转子磁盘固定在转轴上，两个转子磁盘布置在定子的上下侧，转子磁盘由转子磁轭与贴在上面的永磁体磁极组成。永磁体磁极呈扇形，均匀的固定在转子磁轭上。

具体地，在本实用新型实施例中，所述发电机舱1的底部可转动连接有立杆4，所述立杆4上设置有多条用于加强立杆4稳定性的拉索5，所述拉索5的一端固定在海岛上。优选地，拉索5的数量为4根，保证在大风下立杆4不易被吹倒。

具体地，在本实用新型实施例中，所述用户设备至少包括照明灯、冰箱、电视机中的一种。

具体地，在本实用新型实施例中，所述电控系统包括主控制器、整流器、稳压器以及逆变器(图中未示出)。所述整流器、稳压器用于将交流电流转换为直流电流，所述逆变器用于将直流转换为交流。所述风力发电机将外界风力转换为电能，电能通过整流器和稳压器的作用并向蓄电池充电，蓄电池放电通过逆变器向照明灯、冰箱、电视机等用户设备提供所需的电。具体地，整流器、稳压器以及逆变器的具体结构属于现有技术，本实施例在此不做具体的描述，本领域技术人员参照现有技术即可实现。

实施例二：

请参考附图1-4，本实用新型实施例二提出一种新型海岛风力发电离网系统，与上述实施例一的结构基本相同，不同的是，本实施例中所述发电机舱1的外表面设置有散热窗(图中未示出)，所述散热窗上设置有防尘滤网。所述用户设备为海水淡化装置，通过设置海水淡化装置，可以为海岛居民提供淡水资源，而海水淡化装置的具体结构属于现有技术，本实施例在此不再详述。

通过设置散热窗，方便发电机舱1内部的热量散出，通过设置防尘滤网，减少灰尘进入发电机舱1内部。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护。

Claims (10)

1.一种新型海岛风力发电离网系统，其特征在于，包括风力发电机、电控系统、蓄电装置、用户设备，所述风力发电机利用风能发电并与电控系统连接用于把产生的电经电控系统传输到蓄电装置，所述电控系统与用户设备连接用于把蓄电装置的电供应给用户设备使用，所述风力发电机包括发电机舱、发电机、主轴、叶轮、自动刹车装置，所述自动刹车装置与发电机舱相连用于控制所述叶轮的转动，所述自动刹车装置包括转速传感器、控制器、气缸，所述气缸设置有空压机、总风缸、调压阀和活塞推杆，所述活塞推杆的末端设置有刹车片，所述转速传感器安装在所述叶轮上，所述控制器分别与所述转速传感器和所述气缸电性连接，所述控制器与所述蓄电装置电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型海岛风力发电离网系统，其特征在于，所述叶轮包括轮毂以及和所述轮毂固定连接的叶片，所述叶片采用玻璃钢复合材料制作而成。

3.根据权利要求2所述的一种新型海岛风力发电离网系统，其特征在于，所述叶片的外表面涂覆有丙烯酸聚氨酯抗紫外线涂层。

4.根据权利要求2所述的一种新型海岛风力发电离网系统，其特征在于，所述叶片的内部设置有加强杆，所述加强杆在所述叶片的内部沿叶片长度方向延伸。

5.根据权利要求4所述的一种新型海岛风力发电离网系统，其特征在于，所述加强杆的材质为铝、不锈钢、碳纤维中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的一种新型海岛风力发电离网系统，其特征在于，所述发电机为盘式无铁芯永磁发电机。

7.根据权利要求1所述的一种新型海岛风力发电离网系统，其特征在于，所述发电机舱的外表面设置有散热窗，所述散热窗上设置有防尘滤网。

8.根据权利要求1所述的一种新型海岛风力发电离网系统，其特征在于，所述发电机舱的底部可转动连接有立杆，所述立杆上设置有多条用于加强立杆稳定性的拉索，所述拉索的一端固定在海岛上。

9.根据权利要求1所述的一种新型海岛风力发电离网系统，其特征在于，所述用户设备至少包括照明灯、冰箱、电视机、海水淡化装置中的一种。

10.根据权利要求1所述的一种新型海岛风力发电离网系统，其特征在于，所述电控系统包括主控制器、整流器、稳压器以及逆变器。

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