[实用新型]一种空中风力发电系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及风力发电系统，更具体地说，涉及一种空中风力发电系统。

背景技术

风能的大小与风速、离地高度和叶轮面积成正比，因此，目前的商业风力发电装置皆使用水平轴风力发电机，这些水平轴风力发电机安装在高塔上，配备有大跨度的叶轮。最新建造的风力发电装置的整体高超过二百米，重量达二百多吨，建设成本高昂，而且发电更受制于季节、地域和联网距离等的限制。一些海上的风力发电装置的建造成本更是二三十倍于陆地上的建造成本。基于上述原因，很多风力发电装置并没有发挥应有的经济效益，而大部份该享有风电的地区却未能享用风电的好处。

目前的商业风力发电装置只能在低空作业，由于低空的风速不稳定，所产生的电能不能直接上网，只能转储换为直流电能再通过逆变器输出，转换效率低，导致发电上网成本高。而在高空中，高空风具有风速大，分布广，稳定性高，常年不断等特点，因此，高空风力发电装置已逐渐成为人们研究的热点。

在一项美国专利US6781254B2中，公开了一种飞行发电装置，该飞行发电装置使用4个马达驱动桨叶，从地面飞升到约4500米的预定作业高空。然后主体稍作向后倾斜，桨叶与迎面来的疾风遇上，马达瞬间转变为发电机发电。这中飞行发电装置有日常维修难题，且设备成本昂贵，至今还没有在商业上应用。

在另一项美国专利US7786610B2中，公开了另一种空中风力发电装置，该空中风力发电装置包括填充有氦气的飞船，飞船前端有漏斗形开口，可以吸入强风，强风通过涡轮风机从后端窄口排出发电。这种空中风力发电装置因经常需要补充漏走的氦气，日常维护困难，不能有恒稳可靠的电力输出。

在另一项美国专利US733500中，公开了另一种空中风力发电装置，该空中风力发电装置使用一个充满氦气的气囊，利用氦气浮升力把发电机提升至约300米的空中。然后气囊绕水平轴翻滚，驱动悬挂在气囊两侧的发电机发电。气囊用绳缆牵系至地面定位，使用电缆把电能传输至地面。这种空中风力发电装置同样面临氦气泄漏的问题，而且单气囊不会很轻易便在空中正面迎风运作，此外，气囊及悬挂发电机的结构复杂，要使用多条绳缆牵系到地面定位。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种空中风力发电系统，该空中风力发电系统包括：

多个浮力翼伞，所述多个浮力翼伞从上到下依次相连形成浮力翼伞串；

至少一个发电翼伞，所述发电翼伞悬挂于所述浮力翼伞串的下方，所述发电翼伞内设置有涡轮发电机；

发电机舱，所述发电机舱悬挂于所述发电翼伞的下方；

两个气囊，两个所述气囊分别位于所述发电机舱的两边并与所述发电机舱相连，所述气囊驱动所述发电机舱的发电机发电；

多个风标旋转桨叶，所述多个风标旋转桨叶依次相连形成风标旋转桨叶串，所述风标旋转桨叶串与所述发电机舱相连并驱使所述发电机舱内的发电机发电；

所述浮力翼伞串提供浮升力使所述发电翼伞、发电机舱、气囊和风标旋转桨叶悬浮在空中。

在本实用新型所述的空中风力发电系统中，所述气囊内填充有空气，所述气囊通过可伸缩转轴与所述发电机舱的发电机相连，所述气囊的外表面具有使所述气囊迎风绕所述可伸缩转轴旋转的叶瓣。

在本实用新型所述的空中风力发电系统中，所述气囊迎风绕所述可伸缩轴做逆时针转动。

在本实用新型所述的空中风力发电系统中，所述气囊上安装有自动充气泵，所述自动充气泵用于向所述气囊内补充空气并控制所述气囊的体积。

在本实用新型所述的空中风力发电系统中，所述发电翼伞通过缆绳悬挂于所述浮力翼伞串的下方，所述发电机舱通过缆绳悬挂于所述发电翼伞的下方。

在本实用新型所述的空中风力发电系统中，多个所述风标旋转桨叶通过连杆串连形成所述风标旋转桨叶串，所述连杆与所述发电机舱内的发电机相连，所述风标旋转桨叶串用于控制所述发电机舱的方向以使所述气囊的轴线与气流方向垂直。

在本实用新型所述的空中风力发电系统中，所述风标旋转桨叶包括前端口宽后端口窄的筒体、位于筒体轴线上的中轴、以及位于筒体的内表面和外表面上的斜叶瓣，气流经过所述风标旋转桨叶时，所述斜叶瓣使所述筒体绕中轴旋转。

在本实用新型所述的空中风力发电系统中，所述发电翼伞具有宽大的开口端，多个所述涡轮发电机设置在所述发电翼伞内部的下侧位置，所述发电翼伞下部设置有与所述涡轮发电机对应的排气孔，气流由所述开口端进入到所述发电翼伞内并经过所述涡轮发电机后由所述排气孔排出。