[实用新型]一种联合式风力发电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种发电机，特别涉及一种水平轴式和垂直轴式联合风力发电机组。

背景技术

随着常规能源石油、煤炭等的储量日以减少，各种可再生的新能源越来越受到人们的重视，在各种新能源中风力发电以其清洁、经济、投资少见效快而得到了广泛的应用。风力能源是洁净的再生能源，取之不尽用之不竭，因此在最近几十年，风力风电技术发展非常迅猛.现有的风力发电机按结构安装结构的不同可分为两类：水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。水平轴式发电机的风轮轴线的安装位置与水平夹角不大于15度，其叶片翼形通常使用飞机翼形，它以类似螺旋桨式的叶片绕水平轴旋转。风轮的扫掠面与风向垂直，并随风向变化而迎风回转，其优点是它的风能利用系数比较高，工作状态比较稳定。水平轴式发电机的缺点是维护时往往需要爬到几十米的高处去维修，维护比较困难。垂直轴风力发电机的风轮轴线的安装位置与水平垂直，其叶片绕垂直轴旋转。其优点是风轮可吸收来自任意方向的风能，而不需要跟踪风向的迎风机构。结构简单，造价低廉，且便于维修。其缺点是风能利用系数低、启动性能差，运行效率低，叶片固定，不能调速，只能依靠蓄电池保持电池电压相对稳定。而且无论是水平轴式发电机还是垂直轴式发电机的的叶片设计技术，叶片的制造材料以及风力发电机的整体设计有待进一步的提高。这使得风力发电机的输出功率和风能利用率受到较大的限制。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种新型结构的发电机，该发电机采用水平轴式和垂直轴式联合风力发电，结合了水平轴式风力发电机和垂直轴式风力发电机的优点，有效地提高了风能的利用系数和发电机的发电效率。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种联合式风力发电机，包括一水平轴式风力发电机、一垂直轴式风力发电机，所述水平轴式发电机包括水平风轮和水平发电机，所述垂直轴式风力发电机包括垂直风轮和垂直发电机，所述联合式风力发电机还包括一塔架，所述水平轴式发电机固定于塔架顶部，所述所述垂直轴式风力发电机的垂直风轮固定在塔架偏上部并与所述垂直发电机连接。

依上述主要技术特征，所述水平轴式发电机包括至少两个水平风轮，所述水平发电机包括与所述水平风轮个数相等的转子，所述水平风轮与所述转子一一对应连接，相邻两个水平风轮之间的转向相反。

依上述主要技术特征，所述水平风轮最大厚度(ymax)与翼弦(x1)的比值为0.12，所述水平风轮压力中心点(xc)与前缘距离(x1)的比值为0.28。

依上述主要技术特征，所述水平风轮的叶片为梯形。

依上述主要技术特征，所述水平风轮的叶片为空心叶片，由两个半片黏结而成，两个半片之间设有多个三角形隔板支撑。

依上述主要技术特征，所述半片采用纤维编织结构，所述纤维为45度交叉。

依上述主要技术特征，所述纤维材料为玻璃纤维树脂基复合材料。

依上述主要技术特征，所述水平轴式发电机包括两个沿水平方向依次排列的水平风轮，所述水平发电机内外两个转子，所述两个水平风轮分别与所述两个转子连接。

依上述主要技术特征，所述两个沿水平方向依次排列的水平风轮中后置风轮直径大小至少等于前置风轮直径的两倍。

依上述主要技术特征，所述垂直轴式风力发电机的垂直风轮由两个中心轴线相互错开的半圆柱形叶片组成，所述两个半圆柱形叶片构成一S形。。

依上述主要技术特征，所述两个半圆柱形叶片中心轴线的偏移量(e)和所述风轮半圆柱叶片直径(d)的比值为0.17。

依上述主要技术特征，所述垂直风轮材料采用玻璃纤维树脂基复合材料或一次成型金属复合材料。

上述技术方案具有如下有益效果：由于在本实用新型中风力发电机包括水平轴式风力发电机和垂直轴式风力发电机两种发电机，并改良了发电机风轮的结构，采用这两种电机联合发电，使得这两种发电机的优点相互结合，从而有效地提高了风能的利用系数和发电机的发电效率。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构示意图。

图2是本实用新型实施例水平风轮和水平电机连接示意图。

图3是本实用新型实施例水平风轮叶片的几何特征图。

图4是本实用新型实施例水平风轮叶片的受力示意图。

图5是本实用新型实施例水平风轮叶片的结构截面图。