[发明专利]一种具有较高风能利用效率的垂直轴风力发电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电装置，特别是一种高效率垂直轴风力发电机，属风力发电技术领域。

背景技术

风力发电机根据主轴安装方位分为水平轴和垂直轴，迄今为止应用较为普遍的是水平轴风力发电机。水平轴发电机尽管应用普遍，但结构上存在一些问题，如：需要偏航、对桨等迎风和控制迎风面增大阻力差的结构，这使发电机的结构复杂、占用零部件多且容易造成故障。基于水平轴发电机的结构缺陷，近年来，垂直轴发电机技术发展迅速，应用日益广泛。垂直轴发电机可通过对叶片结构的优化设计，增大风阻力，提高风阻力差，使风机即使在较低的风速下仍可以正常启动运行，无需偏航、变浆装置，因而结构相对简单。垂直轴发电机关键技术是叶片结构的设计，叶片形状优劣直接影响其启动性能和风能利用效率。目前，垂直轴发电机存有升力型叶片自起动性能差、低风速发电性能差，阻力型风能利用效率低等问题，因此优化叶片结构是解决上述问题的关键所在。

发明内容

本发明用于克服已有技术的缺陷而提供一种能量转换利用率高、低风速发电性能优良的具有较高风能利用效率的垂直轴风力发电机。

本发明所称问题是由以下技术方案解决的：

一种具有较高风能利用效率的垂直轴风力发电机，构成中包括中心柱、叶片和横撑杆，各叶片垂直设置，它们相对中心柱轴线均匀分布，叶片由横撑杆连接中心柱，其特别之处是：所述各叶片的截面形状相同，所述叶片截形的一侧为钩状端、且钩状端朝外设置。

所述叶片截形轮廓由O-Q、O-R、P-Q、P-R四条曲线组成，四条曲线由下述参数确定：

建立平面直角坐标系，以所述截形的一端为坐标原点，各曲线上相应点的坐标值如下：

O-Q曲线：                 

         Xo       0    Yao       0

           X1       1    Ya1     0. 6312

           X2       2    Ya2     0. 8929

           X3       3    Ya3     1.1320

           X4       4    Ya4     1.3510

           X5       5    Ya5     1.5522

           X6       6    Ya6     1.7376

           X7       7    Ya7     1.9089

           X8       8    Ya8     2.0674

           X9       9    Ya9     2.2146

          X10      10   Ya10     2.3518

          X11      11    Ya11    2.4797

          X12      12    Ya12    2.5988

          X13      13    Ya13    2.7097

          X14      14    Ya14    2.8130

          X15      15    Ya15    2.9092

          X16      16    Ya16    2.9986

          X17      17    Ya17    3.0814

          X18      18    Ya18    3.1579

          X19      19    Ya19    3.2284

          X20      20    Ya20    3.2930

          X21      21    Ya21    3.3520

          X22      22    Ya22    3.4056

          X23      23    Ya23    3.4539

          X24      24    Ya24    3.4971

          X25      25    Ya25    3.5354