[发明专利]一种直接利用风力进行压缩空气储能的方法

说明书

技术领域：本发明属于可再生能源存储技术，特别涉及风能的转化与存储。

背景技术：风能是清洁的可再生能源，其发电成本低。在世界上已经广泛应用，但是，风能发电也有很大的缺点，就是间歇性，不稳定性，常规的风力发电不能提供可控的稳定的电力。而目前用在风电中的储能主要是抽水蓄能和压缩空气储能，抽水蓄能需要大量的水源外还需要合适的地势，压缩空气储能是大势所趋。但压缩空气储能目前的方法普遍是用负荷低谷时多余的电能通过电动空气压缩机将空气压缩储能，当然这种方法是有效地，但是过程却过于繁琐，能量损失大，投资高。

发明内容：

本发明提出一种直接将风能转化为压缩空气势能的方法，通过这种方法可以达到风能存储，可控稳定发电的目的。

本发明通过将风力转化为转轴的转动，转轴转动带动空气压缩装置压缩空气进入高压空气存储容器，从而形成压缩空气储能CAES。

本发明的目的是提供将风能进行存储并发出可控稳定电力的方法。现结合附图给出其特征：

风机叶轮1将风能转化为机械能带动传动轴2进行旋转，传动轴2通过变速箱3将机械能传输到施力转轴4.调速是通过不同直径的齿轮之间耦合实现的。如图1。

施力转轴4的转动力转化为对空气的压缩力有3种方式。

方式1：如图2，施力转轴4旋转带动施力压柄5旋转，施力压柄5的转动推动受力挡板6向压缩缸20一侧运动，受力挡板6的推力通过硬链接8传递到活塞9，从而推动活塞9压缩空气做功，将空气通过单向阀门12压入压缩空气存储容器13。硬链接8与活塞9和受力挡板6连接都是通过转轴实现的。受力挡板的上端固定也是通过固定转轴实现的

方式2：如图3，施力转轴4的旋转带动直径更大的转轴16旋转，转轴16通过硬传动17带动活塞9做往复运动，将空气通过单向阀门12压入压缩空气存储容器。

方式3：如图4，施力转轴4旋转带动大直径的转轴16旋转，转轴16旋转带动拉绳18运动。拉绳18带动硬压板19向内侧运动，从而将空气通过单向阀门12压入压缩空气存储容器。

在第一种和第三种压缩运动中，需要在压缩缸内加反推弹簧10，在压缩完成时，反推弹簧10反弹，推动活塞返回，通过单向进气口11吸收标准空气进入压缩缸，等待压缩。而通过硬传动轴的方式带动活塞运动则不需要加反推弹簧，由硬传到直接带动活塞返回并通过单向进气口11吸气。在第三种方式中拉绳通过定向滑轮21保证硬压板19的运行轨迹与活塞垂直。

本发明中的风机不带发电装置，直接将风能转化为空气的势能。

附图说明：

图1是风机原理图。

图中：1叶轮，2传动轴，3变速箱，4施力转轴。

图2是施力压柄旋转压缩空气原理图

图中：5施力压柄，6受力挡板，7固定转轴，8硬链接，9活塞，10反推弹簧，11单向进气口，12单向阀门，13压缩空气存储容器，14可控阀门，15发电机，20压缩缸。

图3是转轴旋转通过硬传动压缩空气原理图

图中：16转轴，17硬传动

图4是转轴旋转通过拉绳压缩空气原理图

图中：18拉绳，19硬压板，21定向滑轮。

以上附图说明中，图3及图4中与图2重复的部件未做说明，压缩缸与施力转轴以及风机转动带动施力转轴旋转的过程都完全一致

具体实施例：

现结合附图给出本发明的具体实施例。

结合附图1，图2给出具体实施例1：

图1是风机原理图，当风吹来的时候，风机转动，风机叶轮1带动传动轴2转动，通过变速箱3，带动施力转轴4转动。

图2是施力压柄旋转压缩空气原理图，如图2所示，施力转轴4转动，带动施力压柄5转动，施力压柄5转动迫使受力挡板6运动，从而压迫硬连接8向压缩缸20内方向运动，硬连接8推动活塞9压缩空气做功，被压缩的空气只能通过单向阀门12进入压缩空气存储容器13内。当活塞9完成压缩空气做功后，施力压柄5离开受力挡板6，反推弹簧10推动活塞9向外运动，此时单向进气口11打开，外面大气进入压缩缸20内，准备下一次的施力压柄5做功。施力压柄5是与施力转轴4成90度固定在一起的。受力挡板6是通过固定转轴7固定的。固定转轴7可以使受力挡板6自由的转动。硬连接8也是通过可转动的轴与受力挡板6及活塞9连接的。施力压柄5的末端安装一固定滑轮，减少摩擦力。

结合图1，图2，图3给出具体实施例2：

在此实施例中叶轮1驱动施力转轴4的过程与具体实施例1完全一样。