[发明专利]单叶双曲面风能放大器

说明书

单叶双曲面风能放大器，通过增大自然风的压力和速度，从而放大施加于风力系统的螺旋桨的风速。能够通过持续地引导风流通过“单叶双曲面”的气动结构，从而增大风速，结果增大风力和风动能，其中，风流的流入表面大于同一风流的流出表面。与使用风能放大器相关的潜在益处拓展至旨在利用风动能并随后将其转化为任何其他类型的能量的任何风力系统，且不限于发电。然而，应当注意的是风能放大器的最大潜力存在于针对风力涡轮产生的功率(发电风车)改进性能和发电能力。通过使用单叶双曲面风能放大器，风力系统通常能够在预先确定的恒定或非恒定的风动能的情况下增大风速，结果，增大风力系统的功率和性能，从而通常能够增大任何风力系统产生的功率。

技术领域

本发明应用于风能，因为其力争促进提高和改进风动能至转动能的转化过程，该转动能用于通过发电机(风力涡轮)、泵送系统(风力泵)或者碾磨系统(传统的风车)进行后续的利用。

本发明在下文中被称为“风能放大器”，允许通过放大所接收的风的动能而增强任何风车的性能。

风能放大器的应用非常多样，并拓展至任何现存类型的风车(或风力涡轮)。该技术在提高用于发电的风力系统的性能的方面具有尤其显著的潜力。

出于简化的目的，值得说明的是，我们将聚焦于通过用于发电的风力涡轮或风力系统而解释“风能放大器”的应用和益处。这不限制或限定“风能放大器”用于发电。

背景技术

1、基本定义

风能——风的动能，被理解为恒定或非恒定的移动空气流。

风力系统——将风能转化为转动能的机构、技术或风车，其中，该转动能用于后续利用以进行发电。

风力系统的功率——由在具体的时间单位内穿过给定的表面的风动能决定。

风车转子——在风力系统中，螺旋桨是将风动能转变为转动能的收集器，该收集器被传输至发电机、泵送系统或碾磨系统。

2、风力系统

目前，一些风力系统由致力于利用风动能并将其转变为，但不限于电能的一组机构构成，这通过由气动螺旋桨、转子、涡轮、变压器以及其他技术要素组成的复杂系统而实现。

以下，我们描述了直接或间接地构成、影响、解释、干扰以及支配风力系统的性能和输出的要素和变量。为了解释现有技术，致力于发电的风力系统后的技术将用作示例。

2.1、风力系统的基本原理

2.1.1、风动能

风是主要沿着水平方向从高压区域向低压区域移动的空气团。每个移动的质量要素具有某个量的动能(Ek)，其分别与速度(V)和平方和质量(m)成比例。

Ek＝1/2.(V)²*m

2.1.2、风力

不仅通过风动能，而且通过迎着风移动方向放置并相应地从风获取动能的主体或要素的投影气动面积，测量风力。决定风力的方程如下所示：

F＝(动态压力).(投影面积).(空气动力系数)

F＝1/2.p.(V²).A.Cd

其中：

F＝风力，

p＝空气密度，

V＝风速，

A＝风吹击的物体的投影面积，

Cd＝风吹击的物体的空气动力阻尼(拖拽)系数。这决定风力系统的气动性能。

风力在物理学被表达为千克·米/秒²或牛顿。