JP3238222U

JP3238222U - 統合型風力発電装置

Info

Publication number: JP3238222U
Application number: JP2022001536U
Authority: JP
Inventors: 建和趙
Original assignee: Bestpower International Wind Power Group Co Ltd
Current assignee: Bestpower International Wind Power Group Co Ltd
Priority date: 2022-05-12
Filing date: 2022-05-12
Publication date: 2022-07-08
Anticipated expiration: 2032-05-12

Abstract

【課題】構造がコンパクトで、風力による発電開始点が低く、発熱や騒音の問題がなく、発電効率、発電コスト、発電電力品質がいずれも太陽光発電より優れている統合型風力発電装置を提供する。【解決手段】統合型風力発電装置の主な構造は、風力発電装置１、エネルギー蓄積装置及び電力出力装置を含み、前記風力発電装置及び前記電力出力装置はいずれも前記エネルギー蓄積装置に電気的に接続され、前記風力発電装置は風力収集機械アセンブリ、共通軸１２及び発電機１３を含み、前記風力収集機械アセンブリ及び前記発電機の回転軸はいずれも前記共通軸に同軸に伝動接続される。本考案の統合型風力発電装置は、簡素化、コンパクト化、高効率、高電力品質、利便性及び高経済効果により、従来技術の家庭用太陽光発電装置を完全に代替できる実力がある。【選択図】図３

Description

本考案は、発電装置の技術分野に関し、特に統合型風力発電装置に関する。

風力発電の原理は、風力を利用して風車の羽根を回転させ、同軸発電機で発電することである。統合型風力装置は風力発電以外に、高品質の電力を得るために、エネルギー蓄積をモジュール方式で統合し、ユーザが消費するように、エネルギー蓄積モジュールは、安定した出力電圧をロックする。現在の風車技術によれば、毎秒約３ｍの微風速度（微風の程度）で発電を開始できる。

従来の風力発電装置は、発電効率、発電コスト、発電電力品質のいずれの面でも太陽光発電に及ばず、発熱や騒音の問題も解決されていないため、これまで家庭用発電の分野では家庭用太陽光発電市場と競合できなかった。

本考案は従来技術の欠点に対して設計された統合型風力発電装置であり、該風力発電装置は、構造がコンパクトで、風力による発電開始点が低く、発熱や騒音の問題がなく、発電効率、発電コスト、発電電力品質がいずれも太陽光発電より優れている。

上記目的を達成するために、本考案は、以下の解決手段を提供する。

本考案は、統合型風力発電装置を提供し、風力発電装置、エネルギー蓄積装置及び電力出力装置を含み、前記風力発電装置及び前記電力出力装置はいずれも前記エネルギー蓄積装置に電気的に接続され、前記風力発電装置は風力収集機械アセンブリ、共通軸及び発電機を含み、前記風力収集機械アセンブリ及び前記発電機の回転軸はいずれも前記共通軸に同軸に伝動接続される。

オプションで、前記風力収集機械アセンブリは垂直軸面羽根群、四面集風曲面ガイドプレート、コラム、上カバープレート、下カバープレート、固定同軸スリーブ及び昇降機構を含み、前記垂直軸面羽根群は前記固定同軸スリーブを介して前記共通軸に接続され、前記発電機の回転軸は前記共通軸に同軸に伝動接続され、前記上カバープレートと前記下カバープレートとの間に複数の前記コラム及び前記四面集風曲面ガイドプレートが設置され、かつ前記四面集風曲面ガイドプレートの一端は前記コラムに接続され、他端は前記垂直軸面羽根群の付属品まで円弧状に延び、前記昇降機構の頂部は前記下カバープレートの底部に接続され、前記エネルギー蓄積装置及び前記電力出力装置はいずれも前記昇降機構の底部に設置される。

オプションで、前記昇降機構は電動油圧昇降機である。

オプションで、前記昇降機構の底部にベースキャビンが設置され、前記エネルギー蓄積装置及び前記電力出力装置はいずれも前記ベースキャビン内に設置される。

オプションで、前記発電機はディスクモータである。

オプションで、前記共通軸の両端はそれぞれ前記発電機の回転軸に接続される。

オプションで、前記エネルギー蓄積装置は複数の充電コントローラ及び複数のエネルギー蓄積モジュール群を含み、各前記充電コントローラは前記エネルギー蓄積モジュール群に電気的に接続され、前記複数の充電コントローラはいずれも前記風力発電装置に電気的に接続され、各前記エネルギー蓄積モジュール群は複数の電池モジュールを含み、前記複数の電池モジュールは前記電力出力装置に電気的に接続される。

オプションで、各前記電池モジュールは、少なくとも１つのリチウムイオン動力電池を含む。

オプションで、前記電力出力装置はグリッドタイインバーター及び直流出力コントローラを含み、前記グリッドタイインバーター及び前記直流出力コントローラはいずれも前記エネルギー蓄積装置に電気的に接続され、前記グリッドタイインバーターは公共送電網に電気的に接続され、前記直流出力コントローラは電力負荷に電気的に接続される。

本考案は、従来技術に対して以下の技術的効果を取得する。
本考案の統合型風力発電装置は、いくつかの部分に分解でき、いくつかの木の箱に入れて現場に運び、簡単なツールで取り付けて完了することができ、選択した風場（送風口）でファンの高さを適切に調整すれば使用でき、風力発電装置が非常に軽量であるため、エネルギー蓄積モジュールは昇降機のベースキャビン内に集中して配置されて低重心を維持して設置され、風がいずれの方向から吹いても、四面集風曲面ガイドプレートによって垂直軸面羽根群に集められて羽根を駆動して回転させ、共通軸を介して上下のディスクモータを同時に駆動して発電させ、風力が強くなったり弱くなったりして安定せず、発生した電流が大きくなったり小さくなったりするため、送電品質に影響を与えないように、エネルギー蓄積装置の電圧クランプは安定して出力し、整流と電圧安定化を実現し、エネルギー蓄積装置の設置モジュールの組み合わせ設計は安全で、移動しやすいだけでなく、取り外して電動芝刈り機又は電動アシスト自転車の駆動電源にも使用でき、生活をより便利にする。本考案の統合型風力発電装置は、簡素化、コンパクト化、高効率、高電力品質、利便性及び高経済効果により、従来技術の家庭用太陽光発電装置を完全に代替できる実力がある。

本考案の実施例又は従来技術における技術的解決手段をより明確に説明するために、以下に実施例に必要な図面を簡単に紹介し、以下に説明する図面は本考案の一部の実施例に過ぎず、当業者であれば、創造的な労力を要することなく、これらの図面に基づいて他の図面に想到し得る。

図１は、風力発電装置の上面断面概略図である。図２は、エネルギー蓄積装置及び電力出力装置キャビンの上面断面概略図である。図３は、統合型風力発電装置を上昇させた正面概略図である。

以下に本考案の実施例における図面を参照して本考案の実施例における技術的解決手段を明確かつ完全に説明し、説明された実施例は、本考案の一部の実施例に過ぎず、すべての実施例ではない。本考案の実施例に基づき、当業者が創造的な労力を要さずに想到し得る他の実施例はすべて、本考案の技術的範囲に属する。

図１～３に示すように、本実施例は統合型風力発電装置を提供し、風力発電装置１、エネルギー蓄積装置２及び電力出力装置３を含み、風力発電装置１及び電力出力装置３はいずれもエネルギー蓄積装置２に電気的に接続され、風力発電装置１は風力収集機械アセンブリ１１、共通軸１２及び発電機１３を含み、風力収集機械アセンブリ１１及び発電機１３の回転軸はいずれも共通軸１２に同軸に伝動接続される。

本具体的な実施例では、風力収集機械アセンブリ１１は垂直軸面羽根群１１１、四面集風曲面ガイドプレート１１２、コラム１１３、上カバープレート、下カバープレート、固定同軸スリーブ１１５及び昇降機構１１６を含み、共通軸１２の中央部に固定同軸スリーブ１１５が固定して嵌設され、固定同軸スリーブ１１５の外部に垂直軸面羽根群１１１が固定して嵌設され、垂直軸面羽根群１１１には４つの羽根を含み、共通軸１２の両端はそれぞれ１つのディスクモータ１３１の回転軸に接続され、それにより、風力が羽根を押して回転させると、ディスクモータ１３１の回転軸を駆動して回転させ、ディスクモータ１３１を発電させることができる。風力による発電開始点を低下させるために、共通軸１２を上カバープレートと下カバープレート１１４の間に設置し、上カバープレートと下カバープレート１１４は四角いプレートであり、上カバープレートと下カバープレート１１４の四隅の間にそれぞれ１つのコラム１１３が設置され、四面集風曲面ガイドプレート１１２は４つの円弧状プレートを含み、円弧状プレートの上側と下側はそれぞれ上カバープレートの底面と下カバープレートの頂面に接触し、各円弧状プレートの一端はコラム１１３に接続され、円弧状プレートの他端は羽根の付属品まで延び、円弧状プレートの他端は羽根の正常な回転に干渉しないことが望ましく、それにより、風が任意の方向から吹いた時、空気流は上カバープレートと下カバープレート１１４の間から入って円弧状のガイドプレートを通って羽根へ流れ、羽根を押して共通軸１２の周りに回転させ、微風の時に発電を開始でき、風力による発電開始点を効果的に低下させる。

昇降機構１１６は電動油圧昇降機である。昇降機構１１６の底部にベースキャビンが設置され、エネルギー蓄積装置２及び電力出力装置３はいずれもベースキャビン内に設置される。

エネルギー蓄積装置２は２つの充電コントローラ２１及び２つのエネルギー蓄積モジュール群２２を含み、各充電コントローラ２１はエネルギー蓄積モジュール群２２に電気的に接続され、複数の充電コントローラ２１はいずれも風力発電装置１に電気的に接続され、各エネルギー蓄積モジュール群２２は２つの電池モジュール２２１を含み、２つの電池モジュール２２１は電力出力装置３に電気的に接続される。各電池モジュール２２１は２つのリチウムイオン動力電池を含む。

電力出力装置３はグリッドタイインバーター３１及び直流出力コントローラ３２を含み、グリッドタイインバーター３１及び直流出力コントローラ３２はいずれもエネルギー蓄積装置２に電気的に接続され、グリッドタイインバーター３１は公共送電網３１１に電気的に接続され、直流出力コントローラ３２は電力負荷３２１に電気的に接続される。

発電機１３はアキシャル横方向磁束型ディスクモータ１３１であり、このようなモータの最も主要な特徴は電力密度とトルク密度が非常に高いことであり、各５ｋＷの発電機１３は、重量が１ｋｇ未満であり、発熱量が非常に低く、音が小さく、寸法が１０ｃｍ未満と薄く、高い場所に置かれても安定性の問題を心配する必要がない。

一定の重量を有する他のすべての装置はいずれも従来の電動油圧昇降機構１１６の接地重心バランスキャビン内に配置され、充電コントローラ２１は発電機１３から出力された迷走電流を収集して整流出力と電圧安定化出力を実現し、エネルギー蓄積モジュール群２２には統一技術パラメータである４８Ｖ－１ｋＷｈのリチウムイオン動力電池モジュール２２１を８個設置し、これらは４群に分けて並列接続され、発電機１３から供給された電気エネルギーを蓄積し、グリッドタイインバーター３１はエネルギー蓄積モジュール群２２の出力端の安定電圧４８Ｖにクランプされたプラットフォーム電力をスイッチングパワーデバイスで反転させた５０Ｈｚで２２０Ｖ交流を公共送電網３１１に供給するように設置され、直流出力コントローラ３２はエネルギー蓄積モジュール群２２の出力端の安定電圧４８Ｖプラットフォーム電力をスイッチングパワーデバイスを介して対応する電力負荷３２１に変換して給電するように設置される（例えば電気自動車に３１０Ｖ直流を充電する）。

本実施例における統合型風力発電装置の取り付けは、特定の住宅用空き地に向けるものであり、毎秒３ｍの微風速度（微風の程度）で発電を開始でき、昇降機構１１６によって高さを調整し、かつ相対的な送風口位置を選択し、毎日自家消費する以外に、余剰電力を送電網に販売することができ、本装置の年間発電量は同じレベルの建設費がかかる家庭用太陽光発電装置の発電量の約５倍以上であり、日常のメンテナンス作業量も太陽光発電よりはるかに低く、耐用年数が少なくとも太陽光発電の２倍である。

当然のことながら、上記説明は本考案を限定するものではなく、本考案は上記例に限定されるものではなく、本考案を車両に搭載すると、非常に実用的な移動式発電車両になり、汽船に搭載すると、非常に便利な移動式発電船になり、したがって、本考案の本質的な範囲内で当業者によって行われた変更、変形、追加又は置換も、本考案の技術的範囲に含まれるものとする。

なお、当業者であれば、本考案は、上記の例示的な実施例の詳細に限定されるものではなく、本考案の趣旨又は基本的な特徴から逸脱することなく、他の具体的な形態で本考案を実施できる。したがって、実施例はすべての点で例示的かつ非限定的であると考えられるべきであり、本考案の範囲は、上記の説明によってではなく添付の実用新案登録請求の範囲によって限定され、したがって、実用新案登録請求の範囲の同等物の意味及び範囲内に入るすべての変更は、本考案に包含されることが意図され、実用新案登録請求の範囲におけるいかなる図面記号は、関連する実用新案登録請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

本明細書では、具体的な例を使用して本考案の原理及び実施形態を説明したが、以上の実施例の説明は本考案の方法及びその中核思想の理解を助けるためのものに過ぎず、それとともに、当業者であれば、本考案の思想に基づき、具体的な実施形態及び応用範囲を変更可能である。要約すると、本明細書の内容は本考案に対する制限として理解されるべきではない。

１風力発電装置
２エネルギー蓄積装置
３電力出力装置
１１風力収集機械アセンブリ
１２共通軸
１３発電機
２１充電コントローラ
２２エネルギー蓄積モジュール群
３１グリッドタイインバーター
３２直流出力コントローラ
１１１垂直軸面羽根群
１１２四面集風曲面ガイドプレート
１１３コラム
１１４上カバープレートと下カバープレート
１１５固定同軸スリーブ
１１６昇降機構
１３１ディスクモータ
２２１モジュール
３１１公共送電網
３２１電力負荷

Claims

統合型風力発電装置であって、風力発電装置、エネルギー蓄積装置及び電力出力装置を含み、前記風力発電装置及び前記電力出力装置はいずれも前記エネルギー蓄積装置に電気的に接続され、前記風力発電装置は風力収集機械アセンブリ、共通軸及び発電機を含み、前記風力収集機械アセンブリ及び前記発電機の回転軸はいずれも前記共通軸に同軸に伝動接続されることを特徴とする統合型風力発電装置。
前記風力収集機械アセンブリは垂直軸面羽根群、四面集風曲面ガイドプレート、コラム、上カバープレート、下カバープレート、固定同軸スリーブ及び昇降機構を含み、前記垂直軸面羽根群は前記固定同軸スリーブを介して前記共通軸に接続され、前記発電機の回転軸は前記共通軸に同軸に伝動接続され、前記上カバープレートと前記下カバープレートとの間に複数の前記コラム及び前記四面集風曲面ガイドプレートが設置され、かつ前記四面集風曲面ガイドプレートの一端は前記コラムに接続され、他端は前記垂直軸面羽根群の付属品まで円弧状に延び、前記昇降機構の頂部は前記下カバープレートの底部に接続され、前記エネルギー蓄積装置及び前記電力出力装置はいずれも前記昇降機構の底部に設置されることを特徴とする請求項１に記載の統合型風力発電装置。
前記昇降機構は電動油圧昇降機であることを特徴とする請求項２に記載の統合型風力発電装置。
前記昇降機構の底部にベースキャビンが設置され、前記エネルギー蓄積装置及び前記電力出力装置はいずれも前記ベースキャビン内に設置されることを特徴とする請求項２に記載の統合型風力発電装置。
前記発電機はディスクモータであることを特徴とする請求項１に記載の統合型風力発電装置。
前記共通軸の両端はそれぞれ前記発電機の回転軸に接続されることを特徴とする請求項１に記載の統合型風力発電装置。
前記エネルギー蓄積装置は複数の充電コントローラ及び複数のエネルギー蓄積モジュール群を含み、各前記充電コントローラは前記エネルギー蓄積モジュール群に電気的に接続され、前記複数の充電コントローラはいずれも前記風力発電装置に電気的に接続され、前記各前記エネルギー蓄積モジュール群は複数の電池モジュールを含み、前記複数の電池モジュールは前記電力出力装置に電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の統合型風力発電装置。
各前記電池モジュールは、少なくとも１つのリチウムイオン動力電池を含むことを特徴とする請求項７に記載の統合型風力発電装置。
前記電力出力装置はグリッドタイインバーター及び直流出力コントローラを含み、前記グリッドタイインバーター及び前記直流出力コントローラはいずれも前記エネルギー蓄積装置に電気的に接続され、前記グリッドタイインバーターは公共送電網に電気的に接続され、前記直流出力コントローラは電力負荷に電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の統合型風力発電装置。