[发明专利]可控旋式菲涅尔透镜阵列真空磁悬浮风电系统

说明书

技术领域

本发明涉及利用风能和太阳能的发电技术，具体说是一种可控的螺旋式菲涅尔透镜阵列真空磁悬浮太阳能风电系统。

背景技术

目前国内外没有可控旋式真空磁悬浮风电系统。目前国内外只有自然风能发电系统。自然风能发电，有很多优点，如：清洁；可再生，永不枯竭；基建周期短；装机规模灵活等。

但自然风能发电也有许多无法解决的缺陷：我国风沙伴存，有大风场的地方一定会有大的沙尘，风电设备受风沙侵蚀严重；此外自然风能发电噪声大，视觉污染；需占用大片土地；不稳定，不可控；目前成本仍然很高；叶片巨大，影响鸟类；运营维护困难；地理位置受限等。风能发电的效率高于太阳能发电，但是风能发电需要在常年有较大自然风力的地区发挥作用，对于风力受到影响或风力较小的地区并不适合。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述状况，提供一种能够克服自然风电系统的诸多缺陷，人工制造风能、控制风速、风量，并用以进行智能发电的系统和技术，即可控的螺旋式菲涅尔透镜阵列真空磁悬浮太阳能风电系统。

所述可控旋式菲涅尔透镜阵列真空磁悬浮风电系统，包括塔状螺旋式抽风管、抽风管底部的环形底座、整体的支护系统、多套风力机组和交流发电机，所述多套风力机组均安装于同一根传动轴上，其特征是：所述环形底座由多个分离的基础墩共同构成，多个基础墩以传动轴为圆心对称分布，每两个基础墩之间留有进风口，环形底座的外侧或内侧设有用于调节进风口风量的风量控制罩；所述抽风管与所述环形底座同轴，抽风管内外均呈下大上小的圆筒喇叭状，每一进风口上檐所对应抽风管位置的内/外壁均设有风向导引肋的入口，风向导引肋呈螺旋状向上通至出风口，每两道风向导引肋之间开设数个窗口，每个窗口安装有菲涅尔透镜，用于聚焦太阳能加热所述抽风管内的空气，形成上升气流，在每一块所述菲涅尔透镜的一侧装有用于动态遮挡所述菲涅尔透镜调节进光率的光功率调节罩；所述传动轴由下至上依次安装有：主轴底座保护轴承、变向增速装置、刹车装置、传动轴伸缩花键、球式磁悬浮风力机、嵌齿离合器、内/外旋风力机传动轴伸缩花键、内/外旋式磁悬浮风力机、帽式风机传动轴伸缩花键、帽式风力机。

作为一种实施例，所述风量控制罩和光功率调节罩分别由风口控制机和透镜控制机控制移动，所述风口控制机和透镜控制机接受功率曲线反馈控制器的输出信号并依此发出动作指令，所述功率曲线反馈控制器的一个信号输入端接收主控器的输出信号，一个功率检测输入端接收交流发电机的状态输出信号，以根据交流发电机的输出功率调节进风量和光照量。

作为一种实施例，所述帽式风力机的顶部装有嵌套在所述传动轴外的帽式风机径向保护轴承，在所述帽式风机径向保护轴承外与所述抽风管之间固定有传动轴保护支架。

作为一种实施例，所述抽风管的底部设有风管基座，所述风管基座与所述基础墩等厚，所述抽风管的内壁与基础墩内径在同一圆筒面上；所述抽风管的外壁与所述传动轴保护支架外均设有多条拉杆，所述拉杆与地坪的固定处设有拉杆桩和避雷装置。

作为一种实施例，所述内外旋式磁悬浮风力机包括内旋式风机和外旋式风机，所述内旋式风机和外旋式风机的叶片均与磁悬浮轴承的转子推力盘固定，所述磁悬浮轴承装有与所述磁悬浮轴承的定子固定连接的磁悬浮轴承固定装置，所述磁悬浮轴承固定装置与所述抽风管固定。

作为一种实施例，所述主轴底座保护轴承为嵌入地面内的角接触轴承，端面水平设置，所述传动轴垂直安装于所述主轴底座保护轴承之上。

作为优化方案，所述基础墩的水平截面形状是汽轮机叶片或机翼截面形状，每个基础墩的负压区朝外，正压区朝内，两相邻基础墩的前后缘相向，每相邻两基础墩前缘与圆心之间连线的夹角为18°～19.5°，两相邻基础墩前后缘间的墩间迎角为18°～19.5°，使得两基础墩前后缘间进风口的迎角阻力小，任何方向的来风都会顺着进风口的迎角切线进入风道。

作为优化方案，所述菲涅尔透镜直径和所述窗口直径尺寸为所述抽风管的出风口直径的1/6，变动范围±20%，所述菲涅尔透镜的齿槽向内，透镜内外分别安装透明保护罩，透镜的焦距小于所述出风口直径的1/5，使菲涅尔透镜的光斑达不到风管内设备。

作为优化方案，所述基础墩内设交流发电机，所述交流发电机的输入转轴与所述变向增速装置的输出轴旁通；所述基础墩的进风口处设有进风口保护罩，用于进风的过滤。