[发明专利]具备发电效率提高部件的可变风车翼风力发电机

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电机，具体涉及具备发电效率提高部件的可变风车翼风力发电机，其风车翼在迎风方向展开，并在从迎风方向旋转180°后的方向折叠，从而尽可能地降低风车翼旋转时的空气阻力来提高发电效率，同时根据风力大小驱动多个发电机来提高发电效率。此外，其不受设置场所限制，设置容易且可在窄小空间内设置多台风车发电机，从而可使单位面积的电力生产量最大，并可以实现产业化。

背景技术

作为目前使用的一般发电方法，可以例举的有：使用大量化石燃料的火力发电，使用铀的原子力发电，需要大规模淡水设备的水力发电等方法，但由于这些发电方式是大气污染、或地球变暖的主要原因，或会产生难以处理的放射性废弃物，或对环境造成巨大破坏，因此迫切需求环保的发电方式。作为常规的环保发电方式，研究最广泛的有太阳热发电、风力发电，其中尤其是利用双重风力的风力发电。对于三面环海的国家，应更加关注风力发电。

利用风力的风力发电是指利用空气流动具有的运动能量的空气动力学(aerodynamic)特性，通过旋转子(rotor)旋转来将其变换为机械能，从而得到电力的技术。风力发电机根据旋转轴相对于地面的方向，分为水平型和垂直型，主要构成部件例举有：由风车翼和轮毂构成的旋转子、加速所述旋转子旋转并驱动发电机的加速装置、控制发电机及各种安全装置的控制装置、油压制动器、电力控制装置及铁塔等。

另外，由于利用分散存在于任何地方且无公害、无限的风，因此风力发电是对环境几乎没有影响、可以有效利用国土、且在大规模发电的情况下，发电费用与现有发电方式相比也具有竞争优势的新能源发电技术。

这样的风力发电机中，将风车随风旋转的运动能转换成电能，但此时从理论上而言，风车将风的运动能中的约60％变换成机械能，再将该机械能变换成电能的过程中会消耗掉很多能量。因此，实质上风能变换成电能的变换效率虽然根据风车形状不同而存在差异，但都在20％～40％左右。

而且，如上所述的现有的风力发电存在只有当风速维持在一定速度以上且空气密度大时，才能将风的运动能量传达给风车翼，并使风车旋转，进而将风的运动能变成电能的问题。即，在风弱而刮微风时，风车的旋转变慢，因此存在不能进行风力发电的问题。

特别是，上述现有的风力发电机中，风车翼从迎风方向旋转180°时，风车翼因风或空气的阻力而停止旋转，因此发电效率进一步降低。

为解决这些问题，目前提供有在韩国专利公报上公开的第10-2009-56280号公开专利“具备可变形翼的风力发电机用风车”。

如图1及图2所示，上述第10-2009-56280号公开专利的“具备可变形翼的风力发电机用风车100”包括：外壳110，其与风力发电机的转子旋转轴相结合并与所述转子旋转轴一起旋转；风车翼120，其沿所述外壳110的圆周方向及长度方向以一定间隔可旋转地设置并依靠风力展开及折叠，以使所述外壳110随风旋转；驱动部件130，所述风车翼120可旋转地设置在所述外壳110上，且所述驱动部件130旋转所述风车翼120，以使所述风车翼120随迎风方向容易展开及折叠。所述驱动部件130设置在所述外壳110上，包括：利用合页H可旋转地安装所述风车翼120的托架131；设置在所述托架131上，在内部形成有运行空间部133a的汽缸133；内置于所述运行空间部133a内并作直线往返运动的活塞135；内置于所述运行空间部133a并用于对所述活塞135进行朝向所述风车翼120方向弹性支撑的密封弹簧137；一端连接到所述风车翼120，另一端连接到所述活塞135的环139。在风车100旋转而已展开的风车翼120的正面121迎风时，风车翼120展开，而风车翼120的背面123迎风时，风车翼120因风力及密封弹簧137的弹性而在托架131上迅速转动并折叠，从而传递给风车翼120的风力降低，由此提高风车100的旋转力。

但是，上述第10-2009-56280号公开专利的“具备可变形翼的风力发电机用风车100”虽然依靠刮风使风车翼120展开或折叠，但当风车翼120移动90°时进行展开或折叠不仅会出现风车翼120没有完全展开或没有完全折叠的情况，而且会因对风车翼120进行折叠的密封弹簧137的弹力而阻碍风车100的旋转，因此无法提高发电效率。

另外，上述第10-2009-56280号公开专利“具备可变形翼的风力发电机用风车100”，由于没有另外配备可维修故障的部件，所以维护麻烦。即，当多个风车翼120中的一个翼因故障而无法运行时，风车100仍会随风旋转，因此难以停止正在旋转的风车100来对有故障的风车翼120进行维修。