[发明专利]风电场和风力发电系统

说明书

技术领域

于此描述的实施例通常涉及风电场和风力发电系统。

背景技术

一个风力发电系统具有风力涡轮机，其中叶片(风力涡轮机叶片)被 附连到转子，且所述风力涡轮机通过利用风力能源旋转转子发电，所述风 力能源是可再生能源。

在该风力发电系统中，分开的气流有时形成在叶片的表面上以改变发 电量。例如，当风速或风向突然变化时，围绕叶片的速度三角形大大偏离 额定点，所以分开的气流在宽的范围内形成。不易于通过调整偏转角或俯 仰角充分地应对风速和风向的突然变化。因此，在该风力发电系统中，稳 定地保持发电输出是困难的，因此有时不易于提高效率。

发明内容

作为这个的对策，已提出在叶片的表面上安装气流产生装置。气流产 生装置设有一对彼此经由电介质分开的电极，并通过在所述一对电极之间 加电压而产生气流。这可抑制分开的气流的产生以增加叶片的升力，这可 以提高发电输出。也就是说，通过在叶片的表面上安装气流产生装置，有 可能获得“升力增加效果”。

特别地，已经证实，在中型风力涡轮机(额定30kW)和大型风力涡轮 机(兆瓦级)中，通过在叶片的表面上安装气流产生装置，有可能充分地 提高发电输出。进一步地，已经证实，通过使用气流产生装置来抑制分开 的气流将在叶片的下游区域上的压力损失减少至1/2到1/3。

图8是图示地示出了在根据相关技术的风力发电系统中的其中安装有 气流产生装置的风力涡轮机的透视图。

风力涡轮机1是例如迎风型螺旋桨风力涡轮机，并且如图8所示，包 括塔2、舱3、转子4以及风向风速仪单元5。

在风力涡轮机1中，塔2沿竖直方向延伸，且它的下端部固定到埋在 地下的底座(未示出)。

在风力涡轮机1中，舱3被安装在塔2的上端部。舱3被支撑在塔2 的上端部以致可绕竖直方向轴线旋转，以便调整偏转角θy。

在风力涡轮机1中，转子4在舱3的一侧端部被可旋转地支撑，并绕 水平方向旋转轴线沿旋转方向R旋转。转子4包括毂41和多个叶片42。

在转子4中，毂4包括半椭圆体形状的端盖，并且如此形成以至于随 着它从迎风侧移向背风侧，它的外周缘表面的外直径增加。在转子4中， 多个叶片42被附连在毂41周围以致在旋转方向R上彼此分开。例如，设 有三片叶片42，且它们中的每个具有被毂41可旋转地支撑的一端，为的是 调整俯仰角α。

图9是示出了在该风力发电系统中的叶片42中的一个的视图。图9示 出了沿叶片42的叶片厚度方向的横截面。

如图9所示，气流产生装置61被安装在叶片42上。进一步地，如图8 所示，在多个叶片42中的每个上，多个气流产生装置61被如此安装以致 被布置在展向方向上。气流产生装置61将在下面详细描述。

如图8所示，在风力涡轮机1中，风向风速仪单元5在叶片42的背风 侧上被附连到舱3的上表面上。由风向风速仪单元5测量的风速和风向的 数据被输出至控制单元(未示出)。然后，根据测得的数据，控制单元调整 偏转角θy和俯仰角α。进一步地，根据测得的数据，控制单元控制气流产 生装置61的运行。

图10、图11A和图11B是图示地示出了在该风力发电系统中的气流产 生装置61的视图。图10是透视图。图11A是截面图而图11B是俯视图。 图11A对应图11B中X-X部分中的横截面。图10、图11A和图11B示出 了气流产生装置61在它被安装在叶片42上(参照图9)之前的状态。

如图10、图11A和图11B所示，气流产生装置61包括基底611、第 一电极621以及第二电极622。气流产生装置61具有设在基底611上的第 一电极621和第二电极622，并且具有例如几个毫米的厚度。气流产生装置 61通过不同加工形成，例如压力加工和挤压成型加工。

在气流产生装置61中，基底611由介电材料(绝缘体)形成。例如， 基底611通过使用树脂形成，例如聚酰亚胺树脂、硅树脂(硅橡胶)、环氧 树脂或氟碳树脂，并且基底611是柔性的。作为替代，例如，基底611可 由多个预浸片的堆叠层构成，其中云母纸浸有环氧树脂。

在气流产生装置61中，第一电极621和第二电极622中的每个由导电 材料例如金属材料形成。