[发明专利]双向对转圆轨承载Y字形复叶片流体集能多机组发电风车

说明书

【所属技术领域】

本发明属于利用可再生清洁能源——风力能源的新技术，涉及一种超大功率的发电风车，其特征是创新设计圆轨承载复叶片装置，风车直径大、叶片实度比高，液压集能或气压集能多机组发电系统，生产电能多，能够大规模高效率地利用风力能源。

【背景技术】

以往的发电风车是单塔式风车，单机发电量小、发电效率低，主要存在以下技术难题：一是按比例扩大风轮直径可以产生更多电力，也带来风轮和发电机自重将大幅增加、轴承载荷加大导致疲劳降低使用寿命，所以已有的最大风力发电机叶片直径不会超过200米；二是提高风车叶片的实度比，使同等扫风面积获得更大捕风面积，可以产生更多电力；而传统风车叶片的实度比在5％-20％之间，浪费风力资源；三是提高额定风速，增加最有效--满负荷发电时间，而传统风车截止风速一般都是25m／s而风能大小与风速的3次方成正比，这就是说，我们仅仅利用了较低风速的能量，而不得不放弃高风时的可观的风能；本发明双向对转圆轨承载Y字形复叶片多机组集能发电风车则可克服所述技术难题。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种能够充分利用风力资源、能够以较低成本建成的超巨型风电站；本发明设计的双向对转圆轨承载Y字形复叶片流体集能多机组发电风车，可以解决传统风电“三大技术难题”：“复叶片圆轨承载”使风车扫风直径达到3000米以上；“双向对转、复叶片”设计使风车叶片实度比达到100％；“单叶片自转对风结合复叶片公转”设计，可提高风叶的受风运转效果，风车的叶片最大切线速度不超过风速，尖速比最大为1，所以它可以在强风中工作；液压集能或气压集能多机组发电系统，使风车装机容量大、输出电能质量好、建设成本低；该发电风车可大可高任由设计，以风车直径3000米、高度150米计算，其横截面扫风面积3000×150=450000平方米、叶片面积450000×13=5850000平方米，发电机组容量可以达到几百万千瓦以上。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

这种双向对转圆轨承载Y字形复叶片流体集能多机组发电风车，包括风车远程自动控制系统(1)，单叶片组合而成的Y字形复叶片(2)，承载复叶片的圆轨风车车体(3)，支撑风车车体运行的圆形风车轨道(4)，用斜拉索(209)钭拉圆轨风车的在圆形拉索车轨道上运行的圆轨连体拉索车(5)，液压集能多机组发电系统(6)或气压集能多机组发电系统(7)；其中，Y字形复叶片(2)由三圈圆轨风车车体(3)承载，按等距依次排布在圆轨风车车体(3)上；圆轨风车车体(3)有六圈，内三圈圆轨风车车体(3)承载的Y字形复叶片(2)开口角度与外三圈圆轨风车车体(3)承载的Y字形复叶片(2)开口角度相反，使圆轨风车双向对转；所述圆形拉索车轨道有四圈，圆形拉索车轨道上面运行着圆轨连体拉索车(5)，每两圈圆轨连体拉索车(5)通过斜拉索(209)与中间的Y字形复叶片(2)相连接。

本发明提供一种“圆轨承载Y字形复叶片”，所述Y字形复叶片(2)包括中间复叶面(20301)、左右两个侧复叶面(20302)，三个面之间夹角120度，长度相等，俯视呈Y字形；侧复叶面(20302)的顶部安装有前倾45度角的侧前倾复叶面(20303)；复叶面由垂直于地面转为向前倾45度角，使得在复叶面迎风时借助风力对前倾叶面形成一定的向上的升力，从而降低了桅杆(201)根部的受力；所述Y字形复叶片(2)的复叶面由网格框架(204)、单叶片和桅杆组合而成，网格框架(204)由横向多个、上下多层的网格组成，能够很灵活报扩展叶片；Y字形复叶片(2)按等距排布在圆轨风车车体(3)上，风车直径大小不受限制，可以达到3000米以上。

本发明提供两种流体集能发电方法，液压集能多机组发电系统(6)用于能量转换传递循环系统内的介质是水，适用于常年不结冰的地区；气压集能多机组发电系统(7)用于能量转换传递循环系统内的介质是空气，适用于高寒地区。