[发明专利]一种伞型风能转换系统及其控制系统以及控制方法

说明书

本发明提供了一种伞型风能转换系统，包括缆绳、升力引导体、发电装置和至少一组伞梯，其中，所述伞梯包括开关伞和开口可调伞；所述开关伞通过伞体的打开和关闭来改变伞体的迎风面积；所述开口可调伞通过调节伞体的开口大小来改变伞体的迎风面积；其中，所述开关伞作为做功伞使用；所述开口可调伞既可作为做功伞使用，又可作为平衡伞使用。本发明还提供了该系统的控制系统以及该系统的控制方法。本发明提供了一种伞型风能转换系统及其控制系统，本系统可根据实际需要非常灵活地调整伞梯中做功伞的数量以及做功伞和平衡伞的比例分布，能更好地适应不同发电地区、不同的风力条件和不同的实际发电需求。

技术领域

本发明涉及高空风能转换领域，尤其是涉及一种伞型风能转换系统及其控制系统以及控制方法。

背景技术

风能是一种清洁的可再生能源，将高空风能充分能利用起来为人类所用，是科学研究工作者一直关注的热点话题。高空风及高空风能的特点是：风速大、平均能量密度高、地域分布广、稳定性高、常年不断。高空风能的利用是在高空中采集风能，将风能转化为机械能，最后将机械能转换为电能或其它形式的能量。

申请号为200910190150.2的中国发明专利公开了一种大功率伞型风力发电系统，包括轨道绳、升力导引体、伞梯和发电装置，轨道绳的一端穿过伞梯系住升力导引体，另一端紧固于重物；升力导引体拉直轨道绳，形成一个伞轨道；升力导引体和伞之间保持有距离。伞梯由一个或多个伞组成；相邻的伞之间保持有距离；伞的中心有一开孔让轨道绳穿过；伞张开时，由于风力的作用能形成一个向上的巨大的拉力。按作用伞分为承力伞和做功伞；承力伞紧固于轨道绳上作系统平衡之用；做功伞上下运动做功；做功伞连有做功绳，做功绳一端紧固连接做功伞，另一端连接发电装置，拉动发电装置做机械运动从而将风能转换为电能。该发明主要利用磁铁或粘胶垫实现做功伞开合，该方法虽然简单，但对于所采用的磁铁的吸力或粘胶垫的粘接力的要求较高：如果太弱，就无法保证将处于闭合状态的做功伞拉回到其做功行程的最初点；如果太强，就很难将吸在一起的上下滑块分开。因此，该方法的控制难度大。

申请号为201110151527.0的中国发明专利公开了一种伞型风力装置，其包括：与地面成一角度设置的做功绳；从下至上依次连接在做功绳上的控制箱、滑筒、做功伞和平衡装置，且控制箱固定做功绳上且无线连接中央控制装置；连接在做功伞的伞形边缘与滑筒之间的若干细绳；连接在控制箱与滑筒之间，且由控制箱控制其伸长量变化的伞控制绳。本发明还公开一种采用上述伞型风力装置实现的风能动力系统。该发明主要是通过驱动器控制伞绳的拉紧和放松来实现做功伞的开合，该方法非常简单，但在实现做功伞的空中开合稳定性较差，且在实施过程往往因开伞需要收卷较长的控制绳而导致占用过多做功时间，进而导致发电效率降低。

同时，本申请人也对该方法做出了改进，即申请号为201110322204.3的中国发明专利，公开了一种伞型风能转换装置及系统，所述装置包括：轨道绳；从下至上依次固定连接在轨道绳上的下驱动器、下挡块和上挡块，下驱动器通过至少一根伞控制绳与滑筒连接；伞形边缘与滑筒之间连接若干细绳的做功伞；上驱动器与链条啮合传动；当下驱动器到达相对地面的工作下限位置时，发出第一提示信号使下驱动器收短伞控制绳，使做功伞在风力作用下开伞；当下驱动器到达相对地面的工作上限位置时，发出第二提示信号使下驱动器释放伞控制绳，且使上驱动器沿链条下行，带动做功伞的顶部下行移动而使做功伞收拢。该发明使做功伞在空中的开合更稳定，能够有效防止做功伞开合时绳具过多而出现缠绕现象，可以实现稳定的大功率风能转换。但是该控制做功伞开合的方法主要是通过上驱动器在链条上上下传动及下驱动器收放伞绳实现，并不能迅速实现做功伞开合，并没有完全解决过多占用做功时间的问题。

发明内容

为克服现有的技术缺陷，本发明提供了一种发电效率更高、开合更稳定且发电功率可根据所需作出调整的伞型风能转换系统。

本发明还提供了一种上述伞型风能转换系统的控制系统。

本发明还提供了一种上述伞型风能转换系统的控制方法。