[发明专利]一种高速移动式风能发电机组

说明书

技术领域

本发明涉及风能发电机组系统、交通运输装备制造业能源结构配置调整及节能高效环保等技术设备设施的改进创新。

背景技术

目前常规风力发电机是利用天然风能发电的，而现有风力发电机组是将天然风能转化为电能的机械。即机组风轮桨叶利用其具备的良好空气动力外形，在气流作用下产生空气动力使风轮旋转，将天然风能转换成机械能，再通过机械齿轮箱增速驱动发电机，将机械能转换为电能。其缺陷是：

(1)、由于自然界风速和风向经常变动，风速对风力发电的工况影响很大，天然风能的大小也经常变动。

(2)、风能密度小、风轮尺寸大。同样流速下，风能密度仅为水能密度的1/816。为得到相同的发电容量，天然风电机组的风轮尺寸比相应的水轮机大几十倍。

(3)、风能不能储存。单机独立运行的天然风电机组，必须配备相应的储能装置作为蓄电池充电，再通过逆变器转换成交流电，向终端电器供电。

(4)、风车效率低。根据贝兹极限公式运算，其最大理论效率为59.3/％，风车浆叶只能获得最大功率的70％，加上轴承、齿轮、发电机等摩擦，天然风电机组风轮的效率仅为40％。

(5)、造价昂贵。天然风能发电单位造价是燃煤电厂的2.5倍左右，每千瓦装机容量投资成本为9000元左右，发电成本为0.5～0.65元/kmh，是煤电成本的2倍左右，与常规电力(煤电、水电)相比，不具有竞争力。

(6)、天然风电建设需占用大面积土地，旋转的巨大风机叶片可能影响鸟类，在靠近居民区的地方可能产生噪音污染。

发明内容

本发明通过载体高速运行，将空气阻力转换为空气动力，实现以发电量远远大于用电量的能耗将高速移动风能与风能发电机实施技术整合，以高速移动风能替代天然风能，实现高速移动风能与电能循环互动互换，持续做功发电并发电做功。

技术方案

本发明通过将汽车、火车、飞机、高速船舶等交通运输及航空航天运载工具载体在高速运行时产生的强大空气阻力，转化为空气动力，驱动单组或多组鼓风机风扇叶片逆向旋转做功，产生相应功率机械动能，再通过机械齿轮箱增速驱动或带动发电机转子磁极的磁力线切割定子绕组产生电动势而发电，生产出相应功率电压电量电能。将生产的电能，输送给配备相应储能装置的蓄电池充电，再通过逆变器转换成交流电，其中绝大部分作为发电用电动高压鼓风机的发电补偿电能，向终端用户高速运行中的交通工具上的电动机组供电用于驱动交通运输工具继续高速运行。剩余部分继续用于驱动风扇叶片做功产生大功率超大功率机械能和高压风能做功发电的用电负载补偿，实现以发电量远远大于用电量的能耗将高速移动风能与风能发电机实施技术整合，以高速移动风能替代天然风能，实现动能风能循环互动互换，持续做功发电并发电做功。

技术原理

本发明是借助于单组或多组高速移动高压风能，通过单组或多组大功率超大功率鼓风机机械动能带动发电机转子磁极的磁力线切割定子绕组产生电动势而发电的。它是由高压风能的能量转换成大功率超大功率机械动能，再通过机械齿轮箱增速驱动或带动发电机运转产生高压超高压电能的。是通过机械能转换成电能的。是应用电磁感应原理，即转子与定子间正负磁极相互摩擦作用来产生电能的。因此，其用电负载补偿的电流有效值、发电补偿电能的功率因数、发电机的能耗比等远远优于天然风能发电机组。

由于发电机在高速运转工况下，转子与定子间的摩擦阻力和机械轴承、齿轮的摩擦阻力极其有限、微乎其微，这就使转子高速运转做功所需的驱动力动能也相对有限，而有限的驱动力动能仅需相应有限的电动风能，就可以通过机械动能带动发电机转子磁极的磁力线切割定子绕组产生电动势而发电。实现以发电量远远大于用电量的能耗比值，循环往复、以至无穷的风力电力能量互动转换，驱动风电机组持续做功发电并发电做功，从而以高速移动风能替代天然风能。

有益效果

本发明可将庞大繁锁地输变电网络电网系统化整为零、条块分割，不仅极大程度上降低、减少因远距离超远距离输送电流导致地电能损耗，还可能大幅削减建设高压超高压输变电线路设施、光伏电站、核电站、天然风力电站、燃煤电站等设备设施，必然产生地巨额工程投资。