[发明专利]一种并联式中高空风能地面发电机组

说明书

技术领域

本发明涉及高空风能发电领域，具体涉及一种并联式中高空风能地面发电机组。

背景技术

风能是一种清洁的可再生能源，而高空中蕴藏的风能超过人类社会总需能源的100多倍。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。如何将高空风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，高空风能的诸多优势也使其越来越受到世界各国的重视。

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。现有利用高空风能进行发电的方式主要有两种：一种是将发电机悬置于高空中；另一种是将发电机设置在地面。发电机悬置于高空的发电系统，由于受制于空中系统的重量和体积不能过大等问题导致空中部分不能实现很好的控制和实现大的发电量；而将发电机设置于地面则能地解决上述问题。

高空风筝型发电系统和伞型风力系统皆是采用将发电机设置于地面发电的方式，但由于其发电形式为间歇式发电，为提高风能发电的稳定性和发电量，现有技术中多采用串联式地面发电系统，如申请号为201110151521.3、201110176767.6、201110176768.0、201520366293.5，也就是在发电机的两侧分别设置若干个卷扬机，所述卷扬机分别通过缆绳与空中做功伞或风筝连接，在实际使用时，通过外部控制部分控制，保证当一端做功伞或风筝开始回收到再次做功之前这段时间另外一端的做功伞或风筝正在做功，保持发电机始终在工作状态，从而提高发电机的发电量。然而上述方案仍然存在较大的缺陷：由于两端的卷扬机分别通过主轴设置于发电机的两端，若想要提高系统的发电量，本领域的常用做法是分别在两端串联多个卷筒，如此导致发电机两端需连接两条长轴，而由于长轴是采用短轴组合而成，同轴度要求较高，从而导致大大增加了发电系统安装难度。另外，由于卷扬机串联于发电机的两端，导致发电机各端的卷扬机必须同时做功或同时不做功，也就是说各端卷扬机所连接的做功伞或风筝必须同上同下，这样就导致了发电效率难以大幅提高，对整个发电系统的利用率低，造成了较大的浪费。

发明内容

为克服现有的技术缺陷，本发明提供了一种发电量大、对设备利用率高的并联式中高空风能地面发电机组。

为实现本发明的目的，采用以下技术方案予以实现：

一种并联式中高空风能地面发电机组，包括至少一台发电机、若干台动力卷扬机和若干台容绳卷扬机，所述动力卷扬机用于通过缆绳带动发电机发电，所述容绳卷扬机用于收卷通过所述动力卷扬机的缆绳，其中，若干台所述动力卷扬机相对于所述发电机的并联设置。

相对于现有技术中动力卷扬机采用串联的方式，本发明采用了多台动力卷扬机并联的方式，各动力卷扬机之间的影响较小，可分别调整做功，在相同配置下，发电效率更高，且对于设备的利用率更高。

进一步地，所述发电机的转轴与一主轴连接，且所述主轴通过传动装置与所述动力卷扬机连接；所述传动装置用于将所述动力卷扬机的动力通过主轴传送至所述发电机。

对于串联地面发电系统，为增大系统的发电量，则需要在发电机的两端分别设置多台动力卷扬机，而各端的动力卷扬机是通过多条短轴串联成一条长轴再与发电机转轴连接的；当发电量要求越大时，两端需要串联的动力卷扬机越多，该长轴也越长，而发电系统对于同轴度要求很高，如此多条短轴串联成长轴的方式就大大增加了系统的安装难度。本发明所提供的并联地面发电机组中只有需要一条主轴，各个动力卷扬机只需通过主轴上安装的传动装置即可实现将转动机械能向发电机传输，而当发电量要求增加时，只需在主轴上安装多个传动装置来与动力卷扬机连接即可，对同轴度要求不高，安装简单，大大降低了发电机组的安装难度。

另外，对于串联地面发电系统，由于卷扬机串联于发电机的两端，各端卷扬机所连接的做功伞或风筝必须同上同下，灵活性差，且对动力卷扬机的利用率低，造成了较大的浪费。而本发明中各动力卷扬机与发电机相互并联的，各个动力卷扬机之间不关联，相互之间不影响，因此，本发明所提供的发电机组灵活性很好，能通过合理调整，在相同配置下，获得更高的发电效率。而且当动力卷扬机出现故障需要检修，并联系统也更加方便，只需关停故障的动力卷扬机，而无需关闭整个机组。

进一步地，所述发电机为两台，两所述发电机的转轴通过所述主轴连接，所述主轴设有至少一个所述传动装置，所述传动装置连接有至多三台所述动力卷扬机。设置两台发电机共用一条主轴，有利于主轴扭矩和转速的稳定，提高发电系统的稳定性。