[发明专利]特大型轨道式风力发电机

说明书

一、技术领域(风能和风力发电) 

太阳辐射造成地球表面大气层受热不均，引起大气压力分布不均。在不均的压力作用下，空气沿水平方向运动就形成风。风能是一种无污染的可再生能源。它取不尽，用之不竭，分布广泛。随着人类对环境的要求和能源的需要，风能的开发日益受到重视。 

风力发电是风能利用的主要形式，全球已有70多个国家利用风能发电。风电装机容量增长迅猛。2007年，全球风力发电累计装机容量已达9.41万兆瓦。比上年的7.42万兆瓦，增加27％。 

我国风能资源主要分布在东南沿海及附近岛屿、新疆、内蒙古和甘肃走廊，东北、西北、华北等部分地区，每年风速在3m/s以上的时间近4000小时，一些地区风速在7m/s以上。由此可见，我国的风能资源十分丰富。 

我国的风力发电发展也非常快，2007年，我国风电的装机容量为605万千瓦，提前了三年实现了2010年的规划目标，2001年到2007年的6年间，我国的风电装机容量增加了14倍，仅2007年一年间。我国的风电装机就增加了344.9万千瓦。比我国风电有史以来的累计总量还要多。到2008年底，我国风电累计装机容量突破1300万千瓦。年装机容量从2003年的9.8万千瓦，增加到2008年的719.2万千瓦。增加了72.4倍，由此可见，我国的风电事业发展十分迅猛。发展快的原因，主要是国家政策对风电支持的结果，支持的原因是：一不污染环境，二不消耗燃料。 

目前，我国风电产业的现状是，在政策的引导下，表面高速增长，但市场缺乏真实需求，景气存在泡沫。另外一点，健康的可持续的风电市场，应该是投资者获得合理的略高于煤电的回报，而长期以来，我国风电发展的成本远高于传统能源。据测算，我国风电产业的平均成本为0.551元/KWh。这个数字相等于2007年以前煤电成本的两倍多。由此可见，风电事业如果没有国家政策的支持，将不能生存。 

本发明所解决的问题，就是风电成本高的问题。 

二、背景技术(风力机和风力发电机) 

风力发电机是电风力机和发电机组成，风力机是将风能变为机械能，发电机是将机械能变为电能。风力发电机的种类和式样很多。如图1，但都区别于风力机，而发电机基本上没有什么两样，风力机大体分为两大类，水平轴式风力机和垂直轴式风力机，如图1，目前广泛应用的是水平轴式风力机用来发电，即水平轴三叶式风力发电机。如图1：A。 

目前世界上最大的风力发电机是3200KW。该风力发电机的发电量，是目前最大的风力发电机发电量的几十倍到上百倍，现在也有人提出“风电三峡”，“空中三峡”。是说建一个风电场的发电量，要相等于三峡电站的发电量。本发明提出的是生产一台风力发电机的发电量要相等于三峡电站的发电量，两者是有根本区别的。 

三、发明内容(特大型轨道式风力发电机的原理和方法) 

该风力发电机有四个特点： 

(1)垂直轴  (2)轨道式  (3)多机组  (4)大功率 

①垂直轴 

该风力发电机是垂直轴，S型风力发电机。垂直轴是风力机的风轮围绕一个垂直的轴旋转。如图2。S型是风轮风叶的结构为S型。它可以接收来自任何方向的风。当风向改变时，无需对风。也能正常旋转。 如图：3 

②多叶片 

该风力机为多叶片，具体的叶片多少要根据风轮的旋转半径而定。该风力机可大可小，大型、特大型风力机时，风轮的旋转半径大，转速就慢，风叶就要增加，旋转半径越长，转速越慢，叶片就越多。 

(2)轨道式 

①风叶的大小 

先从大海上的帆船说起，风帆在风的作用下，带动着大船在大海上航向，这也许是我们祖先对风能利用最早的先例。船越大，所需的风帆越大。反过来，风帆越大，它带动的帆船就越大。这也就是说，风帆面积越大，它所接受的风能越多，其动能越大。所转化的机械能越大，带动的船越大。如果有一只大船，它风帆的高为65m，宽为30m，我们用若干个这样的风帆，作为我们的风叶，把它搬倒安装在风力机的风轮上，在风里的作用下，风力机的风轮旋转起来。我们就把风能变成了机械能，这样，该风力机的风叶长是65m，高是30m，风轮的旋转半径最小也要100m。(以下制图，均以此数据为例) 

②风叶的形状