[发明专利]一种风能收集方法及其装置

说明书

技术领域

本风能收集方法及时装置属于风能利用技术领域，具体洗来是一种风车，或者说是一群风帆组。其主要功能是把风能收集并转化成动能。适用于空旷地区的生产、以及抵御风灾危害领域。

背景技术

现有为了利用风能而制造的各种风车和风帆，其不足之处是大多数只能在风能密度中等以上方能使用，而在风能密度中等甚至低等就无利用价值可言，所以风车普及率低。风帆有很多优点，但又离不开水面，而且不能在原地使用，更加不能原地输出和储备能量。

在现实中，很多空旷地区的人都渴望获得风能；但是未知其当地的风能密度大小，以至出现了建造风车的选址问题；选点测量耗日耗时，也难以就近建造，进而言之出现选址属地问题，同时也出现了因建风车及日后维护而要开路、能量输送和用地补偿之三大成本；即使选好点，要建多大的规模难以拍板，所为小则未能充分利用风能，大则设备利用率低，浪费钱，难以估计和实现达到合理的投入产出比。就算是现时使用最多、技术最成熟的水平轴三叶大风车都不能计算合理的投入产出比。

另一面，人类的生活、生产需要防范风灾危害。以往人们常常是通过种植防风林、分隔林来抵御、减少风灾破坏，但是林木生长速度慢，生长期长，长成高度有限，而且一旦长成又不能随意砍伐和有目的地移动，占地多、(除了林木自然死亡外)收益甚少；另外，有些地区因水资源缺乏，水成了生活、生产和防风林争夺的物品；而林木也是商品，偷伐树木，人为加速树木自然老化死亡等不法手段时有发生，因此，难以把林木种成；所以如何利用低成本、高效率且移动方便的方法来抵御风灾、减少沙尘暴、防治沙漠化成了当今社会最逼切需要解决的问题。

发明内容

为了解决现时现有的风帆技术、风车技术和防风技术所存在的众多弊端和问题，本发明把风帆技术、风车技术和防风技术融为一体，而发明了一个有益的解决的方法。

本发明是以如下的技术方案实现的：主要构思是用铁桁架构建塔架，离地数米以上为竖轴定子，外连接轴承，套着轴承的风轮可绕着塔架旋转，竖轴到地面的塔架称之为塔座；风轮的外延有至少2组以上的叶片支撑架以竖轴为柱心呈圆心对称放射状连接成，叶片支撑架上装叶片，叶片本身是由若干个蹦拉构件，其内拉着可伸卷的帆，相间排列地连接于叶片支撑架上，并在叶片支撑架上可作限定角度范围内摆动；当任意风吹过此风能收集装置时，就会有其一组叶片形成“挡风状态”同时另一组叶片形成“梳风状态”，两种状态形成受力差而翻转，翻转后原“挡风状态”的叶片又因风力作用，改变了其所在叶片支撑架上的角度从而形成新的“梳风状态”，同理，原“梳风状态”的叶片侧与之相反形成新的“挡风状态”，两种状态再次形成受力差而继续翻转，实现风力发动的机械过程，其原理是通过叶片在叶片支撑架上摆动角度，随风形成两种状态，使不规则的风变成定向转动的机械能。

风转变成定向转动的机械能后，由安装在塔架上的输出/稳速器来控制装置的稳速和机械能输出；在低风能密度的地区使用，可以加多几组叶片支撑架拼装叶片来满足风能密度低的地区的换能需要。当风能密度过大时，稳速器就会把帆一块一块地卷起，或者调整限定众帆摆动角度范围，目的使叶片收集风的面积减小从而达到稳速的目的，这样无论那地区的风能密度从小到大的区间内都可以选点建造：投入使用一段时问后视叶片收集风的运行面积的大小再来改变其装置的叶片支撑架组数、叶片面积、加固加高塔架及向上再建造多一层风轮等，这样做目的是为了避免了一次性投资过大造成资金浪费，可逐步达到合理的投入产出比，同时节省了选点测量时耗日耗时的前期投入，另一个好处像建多层楼房，一来节省了用地，二来只要基础好再加建多层也可以。

对比现时使用最多、技术最成熟的水平轴三叶大风车所建成的“风电场”，  要求风车与风车之间留有余地，不能紧挨紧靠地成排建造，而本发明的装置则能紧靠成排建造，有抵御大风、削减风力的作用，具有防风林性能，这样的收集能量与防风灾合一的装置既不怕缺水建不成防风树林，又可以快速拼装完成，占地小、挡风面积大、坚固耐用而且有投资收益，是抵御风灾、减少沙尘暴、防治沙漠化的低成本、高效率、灵活方便的有益解决方法。

目前人类对沙漠的开发和利用手段小之又小；而本风能收集装置的主要支承部件塔座和塔架都是用‘可拼装材料’建造的，在塔架上方加植与塔座一样高的‘可拼装材料’并把风轮移高一点，这样塔架、风轮都没变而塔座即‘长高’了，好让移沙把其淹没一点，就像建水坝一样塔座(塔架)可以加固加高以及横向加固，使其成为能收集能量与防沙移动合一的装置，不怕缺水的固沙林，对沙漠固沙和沙漠开发利用都有很好益处。