[实用新型]风力发电模块及其组成的矩阵式风力发电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术，特别涉及一种水平轴风力发电技术。

背景技术

目前，世界上现行的水平轴风力发电装置，大多采用三叶型大桨叶自然风直吹型式，其缺点包括：

1.为了达到发电要求，浆叶必须具有足够大的直径，因此现有发电装置的浆叶直径巨大，不仅制造成本高，而且维护维修困难。

2.由于浆叶直径巨大，当然转动惯量也大，所以起动困难，在较小风力(小于3级风时)无法起动发电；

3.由于浆叶转动惯量大，导致浆叶转速低，因此发电机组内还需要添加增速装置，导致造价较高；

4.桨叶少，单位面积内风力利用率和发电量较低；

5.为了获取高空中的气流，需要竖立高几十米的塔身，不仅制造成本高，而且浆叶下方的气流并未被利用到。

本实用新型针对现有风力发电机的上述缺点而进行改进，在降低制造成本的同时，提高其发电效率，以降低发电成本。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种风力发电模块及其组成的矩阵式风力发电装置，以解决现有技术存在的发电成本高，起动困难，发电量低的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案包括：

一种风力发电模块，其特征在于：具有一个长方体形的结构框架，所述的结构框架内填充有不透气材料，并使该结构框架内形成一个风力捕集风道，该风力捕集风道的内形线是收缩曲线，其一端是面积较大的入风口，另一端是面积较小的出风口，在该风力捕集风道的出风口上设有一个水平轴叶轮，该水平轴叶轮的转轴直接连接一个发电机。

其中：在该风力捕集风道的入风口之前连接有一个曲线进风道。

其中：在该风力捕集风道的入风口处连接有一个L形弯管。

其中：该风力发电模块设置于建筑物顶部或者建筑物内部

其中：所述的风力发电模块卧式安装在回转盘上。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案还包括：

一种由上述风力发电模块组成的矩阵式风力发电装置，其特征在于：所述的矩阵式风力发电装置竖立在地面上，并具有复数个呈矩阵式排列的风力发电模块，所述的复数个风力发电模块的风力捕集风道的入风口朝向同一侧，且任意两个相邻的风力发电模块之间采用机械联接结构固定在一起。

在较佳的技术方案中：还包括有座体，所述的座体包括固定在地面上的环形轨道和在该环形轨道上旋转移动的底座，所述的矩阵式风力发电装置的最低一排风力发电模块与所述的座体的底座固定连接。

在较佳的技术方案中：在所述的底座上还设有风向监测装置与跟踪回转装置，所述的风向监测装置与所述的跟踪回转装置电连接，所述的跟踪回转装置控制座体在轨道上旋转移动或定位。

在较佳的技术方案中：所述的环形轨道包括多个直径不同的环圈，所述的底座为长方形，并在该底座上对应所述环圈的位置各设有多个滚轮，所述的跟踪回转装置控制所述的数个滚轮的驱动与制动。

在较佳的技术方案中：任意两个相邻的风力发电模块之间采用机械联接结构是螺栓联接、焊接或者拉杆联接。

在较佳的技术方案中：在地面上设置的环形轨道具有多个直径不同的环圈，所述的底座为长方形，并在该底座上对应每个环圈的位置设有数个滚轮，所述的跟踪回转装置控制所述的数个滚轮的驱动或者制动；在底座上固定有一个平衡圈，所述的平衡圈滑设在直径最大的一个环圈上，并在矩阵式风力发电装置的两侧与该平衡圈之间各设置有多个拉锚固定结构。

在较佳的技术方案中：矩阵式风力发电装置的数个风力发电模块中，处于下层的风力发电模块选用钢材或者合金材料来制造其结构框架，而处于上层的风力发电模块选用工业塑料或者树脂材料来制造其结构框架。

本实用新型具备如下特点：

1.装置结构模块化。用相同的风力发电模块可任意组合成多系列装机容量的风电电站，每个风力发电模块间的零部件具有互换性，适合成批量、大规模生产，从而降低制造成本，使风力发电成本大幅度降低。

2.单位叶轮面积发电量大。由于采用捕集风道，使自然风通过风道后，风能聚集加强为自然风的数倍；因此单位叶轮面积发电量也将增加数倍，同时由于将数个风力发电模块竖向组合后，大部分风力发电模块处于较地面更高位置，空中风速较地面更大，更能大大提高单台机组的发电量。

3.起动风速小。由于采用风力捕集风道，使自然风聚集增强，叶轮处风力为自然风力数倍，因此在较低自然风速下，叶轮即可起动，同时由于叶轮直径大大减小，其转动惯量也随之减小，有利于微风起动。

附图说明

图1是本实用新型整体结构的主视图；