[发明专利]一种智能化风力发电机叶片结构

说明书

技术领域：

本发明公开了一种智能化风力发电机叶片结构，更具体的说是一种利用可伸缩折叠结构设计的特殊风力发电机叶片，可以将传统中认为不适合进行风力发电地区的风能进行利用的技术。

技术背景：

古语云：“风无常势，水无常态”，其中对风的形容恰如其分；在我国很多地区，大部分时间中风力只有1-3级。但是在一年中总会有一定时间偶发大风，大风往往能够达到7-8级，甚至有时候会产生12级以上台风。

上述风力波动较大地区被视为不宜发展风力发电地区。因为如果选用叶片较小风力发电机，一年能满足发电要求的风非常少。如果选用叶片较大风力发电机，遇到突发大风会造成风机损毁。

发明内容：

本发明提供了一种智能化风力发电机叶片结构。本发明参考了帆船的风帆结构。简单的讲当遇到微风天气时叶片完全张开，等同于帆船升帆起航，高效利用风力。遇到大风天气叶片折叠收缩，相当于遇到风暴帆船降帆，如此可以确保帆体(风力发电机叶片)不会被大风损毁。

本发明由6部分组成，包括：框体1、叶片2、伸缩机构3、收纳装置4、风速探测装置5、叶片控制装置6组成；

其中框体1为风力发电机叶片框架，叶片2、伸缩机构3、收纳装置4等都固定在框体之上。

叶片根据风力发电机所处环境和建造成本等问题可分为软叶片和硬叶片。软叶片可以采用柔性材料，例如帆布或是高分子薄膜等材料。软叶片依靠框体1和伸缩机构3固定支撑。硬叶片可以采用连续片状材料，其结构与卷帘门结构类似。无论软硬叶片，其本质上目的是保证叶片可以根据需要进行伸展和收缩。

伸缩机构3为可控伸缩装置，伸缩装置的结构多种多样，例如螺杆驱动的轨道结构、拉绳结构、伞状支撑结构等等。无论采用哪种伸缩方式，其本质上的作用就是驱动叶片进行伸展或收缩。

收纳装置是一种非必须的装置。在环境比较恶劣的地区，可以采用收纳装置防止叶片在收缩后受损。收纳装置有多种解决方案，例如适合收纳软叶片的滚轴卷帘，可以将软叶片完全收入滚轴机构。或是收纳软硬叶片均可的收纳盒，在轨道驱动下可以将叶片收缩入收纳盒中。

本发明工作方式如下；

在风力发电机上装有风速探测装置5，他的主要作用是实时监测风力。在框体上装有伸缩机构3，伸缩机构3可以驱动叶片2伸展或收缩。在风速较低的时候，伸缩机构3驱动叶片2完全展开，高效利用风力进行发电。当遇到强风天气时，风速探测装置5向控制装置6发出信号，由控制装置6控制伸缩机构3收缩叶片2降低风阻，防止风机在强风中受损。强风天气结束后伸缩机构3根据风速伸展叶片2保证风力发电机继续高效发电。伸缩机构3除了可以在叶片控制装置6控制下自动伸缩外还可以通过人工手动控制伸缩，用以应对特殊情况。

附图说明：

图1为较小风力时风力发电机叶片情况示意图。

图2为较大风力时风力发电机叶片情况示意图。

图3为伞状结构风力发电机叶片示意图(开)。

图4为伞状结构风力发电机叶片示意图(闭)

当今世界随着环保理念逐步深入人心，风力发电也将进入大发展时期。可是传统风力发电机窄小的叶片结构往往无法满足大多数居民的用电需求。如果本技术得以推广，无论是偏远山区还是沿海地区，无论是城市楼顶还是乡村民居，无论是荒山野地还是农业大棚，都将能够大规模应用风力发电技术。未来，风力发电终将能够走进千家万户。

具体实施方式

实例一：以中国北方农村地区为例：中国北方冬季比较寒冷，同时风力资源也比较丰富，可以在农业大棚区大量建造风力发电机。采用本技术建造的发电机结构简单，发电量大，效率高，足以满足大棚冬季取暖需求。可伸缩叶片风力发电机叶片表面积是传统风力发电机叶片表面积的几十倍，因此发电效率也是传统风力发电机的几十倍。一台风力发电的造价与1-2年冬季取暖费相当，利用风力发电采暖可以替代化石能源采暖，2年即可回本。因为采用大叶片风力发电机，所以风力发电机不需要建造的非常高大即可产生足够的电能，建造成本随之降低。

冬季过后，大棚不需要继续取暖时可以收缩风力发电机叶片，使风力发电机进入休眠状态，降低设备磨损，提高设备使用寿命。

实例二：以电动船舶为例，利用蓄电池替换船舶压仓物，在船上安装可折叠风力发电机。船舶可以根据需要张开风力发电机叶片进行发电，风力发电机可以将风力转化为电能储存到蓄电池中，为船舶前进提供动力。无论船舶是在行驶中还是停靠，均可依靠风力进行发电。在无风环境下，可以收缩风力发电机叶片，保证船舶前进时不会出现额外风阻。同时因为风力发电机不受风向影响，可以持续最高效率利用风力。遇到大风环境，收缩折叠风力发电机叶片，不会影响船舶自身安全。