[发明专利]低风速风力发电装置

说明书

技术领域

本发明是低风速风力发电装置的相关内容。其具体内容为在低风速地区也可增大叶片的旋转转矩，并在叶片开始旋转的同时最大化叶尖速比，从而增加旋转动力的效率来引起发电的低风速风力发电装置相关内容。

背景技术

能源能给我们带来很多好处。但寒流和暴雪、暴雨和干旱、泥石流、台风、酷热等地球的异常气温现象从几年前开始严重更新了地球历史上的最高纪录。发生这种异常气候的原因被认为是使用化石燃料而引起的地球温室效应。世界各国领悟到此现实后，为了开发无公害原料,投资很多资金努力去寻找可脱离化石燃料的未来可使用能源和可代替石油或煤炭等化石燃料的新能源，并为了解决能源问题竭尽全力进行研究开发。

脱离化石能源，人类可追求的未来新能源都有太阳能、风能、人工太阳、氢气能、利用海水的能源、生物能源等各种类型。其中，风能即可环保也可再生，故被视为未来新能源。与在阴天或夜间受限制的太阳能相比，风力发电只要有风就能24小时随时发电。风，这自然因素既无限又清洁，故风能的代替燃料价值受到了人们的认可。风能既不污染大气，也不排除废料。因此，风能具有发展新代替能源的足够可能性。但在低风速地区，风向瞬间转变的可变性和风速(2～6m/sec)低等原因，在发电容量信用(Capacity Credit)方面，风力发电不能完全代替现有发电所能提供给私人发动机(私人消费用发电)或备转容量等资源的有效容量。因此，急需开发经济效益好及效率高的分散发电网用低风速风力发电装置。

低风速地区的年平均风速是2～6m/sec，故安装额定风速为12m/sec的风速用风力发电机对大型发电机来说超过4倍的容量、对中型发电机来说也超过了其容量，因此投资浪费很多。世界风力发电机制造公司丹麦的Vestas社或其他有名制造企业的风力发电机产品的发动机额定风速为12m/sec，故不适合在低风速地区使用。

并且低风速地区的风向不稳定，产生很多偏摇(Yawing)现象，故不能进行高效率发电。

太阳和云造成的地表面温差引起风，而低风速地区风的风向变化多多，并雷诺数的变化及其严重。但随着世界绿色成长潮流，不可放弃该自然能源。在低风速地区安装很多发电扭矩不足的大容量风力发电机，但这仅仅是给别人看的设置容量，实际上与投资回收的发电量有很大的差距，故在经济分析或绿色能源开发等方面来说是很遗憾的事情。

因此，迫切需要开发符号2～6m/sec低风速特性的风力发电技术，并有效利用风力资源。

发明的详细说明

技术课题

本发明是为了解决以往的问题而提案的，其目的是提供高效率低风速风力发电装置。本发明装置在内侧具备拖式叶片，其可在风小的情况也可最大化发动扭矩，并在拖式叶片间形成重叠部分来增大旋转转矩。此外，在外延上安装具有加速旋转作用的机翼型叶片，在叶片开始旋转的同时最大化叶尖速比来增加旋转动力的效率。

课题解决手段

为了达到上述目的而提供的本发明装置的构造如下。从一观点来说，提供一种低风速风力发电装置，其特征为，其包括可旋转型长圆柱型长杆中央竖井；与上述中央竖井结合的盖板中心部上形成具有长形槽的轴结合部，并为了增大旋转转矩以轴结合部为基准形成重叠领域，并固定相同旋转方向；中心轴由杆身构成的情况，上述重叠领域的重叠比是,半圆间重叠X轴间距(e)减去中心轴的杆身直径(e')，再除以半圆直径(d)即可。中心轴由拖式叶片支撑，即无杆身的情况，半圆间重叠X轴间距(e)除以半圆直径(d)而形成的半圆环形的拖式叶片；与上述拖式叶片的外周面与支座连接，并与拖式叶片合为一体旋转从而最大化叶尖速比的机翼型叶片；及位于上述中央竖井的延长线上并受到中央竖井的旋转动力而发电的发电模块。

依照美国航空宇宙局(NACA)Airfoils Series和NREL Airfoil Family(National Renewable Energy Laboratory(美国能源部国立再生能源研究所),需很多实验的爱迪生多模型测试方法，如表1(叶片缩小模型)制造结合内侧拖式叶片和外侧的机翼型叶片各个缩小模型后

[表1]

表2是4.0m/sec的风洞机(Wind Tunnel)

[表2]