[发明专利]用于垂直轴风力发电系统的涡轮转子组件及发电系统

说明书

本发明涉及风力发电技术领域，公开了用于垂直轴风力发电系统的涡轮转子组件及发电系统。该涡轮转子组件包括塔架以及在塔架内的沿轴向连接的多层涡轮转子装置，涡轮转子装置包括：第一流线型连接板、中心支撑柱机构和叶片机构；中心支撑柱机构竖直设置，叶片机构水平固定于中心支撑柱机构的周侧；第一流线型连接板设置于相邻的上、下两层的涡轮转子装置的叶片机构之间。发电系统包括本发明的涡轮转子组件。本发明在较低风能密度时，叶片机构也可以旋转进而转化为电能，降低了切入风速，提高了切出风速，提高发电功率，大大提高了涡轮转子的等效满发小时数。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，特别是涉及一种用于垂直轴风力发电系统的涡轮转子组件及发电系统。

背景技术

由于我国西北、华北和东北地区的电力消纳存在难题，弃风现象比较严重。随着低风速技术的创新发展，之前不具备开发价值的低风速区正逐渐被风电领域利用起来。而低风速区要想具有经济开发价值就必须使作用在风轮叶片上的风能密度达到0.08～0.17kw/m²，但对于风能密度低于0.08kw/m²则无法直接利用。

而对于三叶式水平轴风力发电机的转子来说，可以通过增大转子的直径来提高风力发电机组的功率。然而如果转子转速不变，当转子外缘的线速度增加到超过冲击到涡轮转子动叶片上的风速时，无论怎样增加转子直径也无法实现增加功率的效果。并且对于三叶式水平轴风力发电机来说，由于转子自身的重力和距离地面高度的影响，无法将转子直径进一步加长。因此，对于低风速区无法通过加长转子直径的方式以增大风能转化率。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明实施例的目的是提供一种用于垂直轴风力发电系统的涡轮转子组件及发电系统，以解决现有技术中三叶式水平轴风力发电机存在的对于低风速区风能转化率低和发电功率低的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种用于垂直轴风力发电系统的涡轮转子组件，所述用于垂直轴风力发电系统的涡轮转子组件包括塔架以及在所述塔架内的沿轴向连接的多层涡轮转子装置，所述涡轮转子装置包括：第一流线型连接板、中心支撑柱机构和叶片机构；其中，

所述中心支撑柱机构竖直设置，所述叶片机构水平固定于所述中心支撑柱机构的周侧；

所述第一流线型连接板设置于相邻的上、下两层的所述涡轮转子装置的所述叶片机构之间。

其中，所述用于垂直轴风力发电系统的涡轮转子组件还包括第二流线型连接板和斜拉索，所述第二流线型连接板设置于位于最底层的所述涡轮转子装置的底部，所述斜拉索的一端将所述第一流线型连接板和/或所述第二流线型连接板的一端拉起，所述斜拉索的另一端与所述中心支撑柱机构连接，所述第二流线型连接板包括依次连接的第一外连接板、第一过渡段、第一流线型板、第一内连接板和连接短梁，所述第一外连接板连接于所述叶片机构的底部，所述连接短梁与所述中心支撑柱机构连接。

其中，所述第一流线型连接板包括上、下两个并排连接的流线型连接板单体，所述流线型连接板单体包括依次连接的第二外连接板、第二过渡段、第二流线型板和第二内连接板，所述第二外连接板与所述叶片机构连接，所述第二内连接板与所述中心支撑柱机构连接。

其中，所述叶片机构包括第一围带、拉筋、第二围带以及多个叶片，所述叶片绕所述中心支撑柱机构呈向外发散设置，所述第二外连接板与所述第一围带和/或所述第二围带连接，所述第一围带和所述第二围带竖直相对设置，所述叶片设置于所述第一围带和所述第二围带之间，相邻所述叶片通过所述拉筋连接。