[发明专利]塔楼式风力发电站建设工程结构方式

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种风力发电站建设工程结构方式，尤其是适合大型风力发电站建设的工程结构方式。

背景技术

目前，已有的风力发电站建设工程结构方式，通常是将风力发电机组平面分布式安装在地面上。由于单台机组之间的安装距离一般都在几十米以上，一座总装机容量几十万千瓦以上的风电站所需场地面积少则几十平方公里，多则上百平方公里。因此通常不叫风电站，而叫风电场。风电场的风电机组普遍采用水平轴结构，目前已有的风轮机风叶扫风面积直径达到百米，机组总高度则超过百米。在现有的风电场建设中，扩大总装机规模的基本途径，一是靠不断扩大场地面积以增加机组的安装数量；二是靠加大风轮叶片的扫风直径，增高机组的安装高度，提高单台机组的容量。目前的风电场建设工程结构方式存在着诸多不足：

1、通常只能利用100米以下低空的风能，100米以上相对高空的风能难以得到利用。而通过科学观测所知，100米以上相对高空的风能能量要显著大于100米以下低空的风能能量。

2、机组安装密度低，且只利用了地面单一层次的空间。由于受固有的地域面积限制，其发展空间受到限制。

3、目前的水平轴式大型风力发电机组，风叶的扫风直径已经巨大，塔筒的高度也很难再高。要进一步增加单机的容量，技术难度越来越大，增加潜力有限。

4、发电机组平面分布式安装在几十到几百平方公里的地面上，机组之间相距甚远，电力网线连接成本高，电力归集过程中损耗大。由于机组分布在广漠的原野上，给管理维护带来困难，维护费用增加。设备在野外运行，使用寿命受到不利影响。

发明内容

为了解决目前风电场建设工程结构方式中存在的不足，本发明提出了一种新的风力发电站建设工程结构方式。这种方式是：在有风能的地域建筑风力发电机安装塔楼。塔楼由塔楼主体、挑梁和吊楼组成。塔楼主体是一个四角为承重柱中间为空间的框架结构体，内部空间用作上下通道用。塔楼主体由下而上每间隔一定高度，向左右两个方向或者向前后左右四个方向向外对称构筑挑梁和吊楼，挑梁在上，吊楼在下。挑梁用于安装垂直轴式风力发电机组的风轮机，吊楼内用于安装风力发电机组的发电机及其它部件。发电机组在塔楼上呈立体分布方式。塔楼可以单独构筑，也可以多个组合构筑，还可以成排成列分布式构筑。这种塔楼式风力发电站建设工程结构方式主要有以下优点：

1、通过建造塔楼，将风力发电站建设工程结构方式由地面向高空发展，由平面向立体转变，可以对相对高空的风能加以利用，拓展风电建设的发展空间。

2、通过建造塔楼，风电机组的安装可以采用立体分布方式，可充分利用空间，提高机组的安装密度，为扩大总装机容量，建造大型风力发电站创造条件。

3、通过建造塔楼，风电机组可集中安装在塔楼建筑内的空间里，设备在室内运行，有利于设备的维护管理，可以减少维护费用，延长机组的使用寿命。由于机组安装可实现立体高密度分布方式，电力网线连接距离短，可以减少工程费用，减少电力线损。

4、安装在塔楼内的风力发电机组采用垂直轴式结构，风轮机叶片可采用阻风式叶片，可以避免目前常用的水平轴式风电机组因风轮机叶片太长，机组安装塔筒过高带来的技术发展障碍，使设计更大容量的发电机组成为可能。

5、塔楼式风力发电站建设工程结构方式，适合在各种地形、地貌和地域上建造规模化的风力发电站。

附图说明

1、图中的各种结构之间的图形比例不直接表示实际的比例关系。

2、附图只绘制了前后左右对称的塔楼图，因塔楼为四面对称结构，所以只绘制了正面示意图和俯视示意图。

3、对具体示意图的说明：

(图1)为俯视图。①塔楼主体、②吊楼、③挑梁、④风轮机叶片；

(图2)为塔楼正面图。①塔楼主体、②吊楼、③挑梁、④风轮机叶片、⑤塔楼高度的省略；

具体实施方式

1、根据地形、地貌和地域选择塔楼的组合构筑方式。一般情况下，在平原、草原、戈壁、海滩等地形平坦的开阔地域可以成排成列分布式构筑塔楼群，组合成大型、特大型风力发电站；在山峦、岗丘、岛屿等不平坦的狭窄地域可以构筑单座或多座组合的塔楼，建成中、小型的风力发电站。