[发明专利]一种水平轴双滚轮自调速自寻风风力发电装置及发电方法

说明书

本发明公开了一种水平轴双滚轮自调速自寻风风力发电装置，包括塔筒和发电机，发电机通过回转轴承旋转设置在塔筒顶部，发电机两侧对称设置有十字形的滚轮，滚轮与发电机动力输入轴连接，发电机外壳上向滚轮后部方向延伸设置有鱼尾形三角尾舵，滚轮侧面为迎风面，滚轮迎风面为供风流穿过的镂空框架，在镂空框架内沿滚轮支架的体长设置若干叶片填充，叶片一条边连接叶片轴，通过叶片轴穿插在滚轮上，并在叶片轴上套设有扭簧。本发明可以极大地提高扭力，自动寻风，实现发电效率的提升，并可以根据风速自动调节扭力，提升抗大风能力。

技术领域

本发明属于风力发电设备领域，具体涉及一种水平轴双滚轮自调速自寻风风力发电装置及发电方法。

背景技术

传统的风力发电装置按照轴向可分为水平轴风力发电装置和竖直轴风力发电装置，其中水平轴风力发电装置是在承重柱上安装一个风轮，风轮带动转轴转动实现发电。

现有的水平轴风力发电装置为螺旋桨式，轴向压力大，风速折损大，抗大风能力弱，稳定性差，扭力小，综合发电效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水平轴双滚轮自调速自寻风风力发电装置，可以极大地提高扭力，自动寻风，实现发电效率的提升，在遇大风时可以根据风速自动调节转速，保持恒速，提升抗大风能力。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种水平轴双滚轮自调速自寻风风力发电装置，包括塔筒和发电机，发电机通过回转轴承旋转设置在塔筒顶部，发电机两侧对称设置有十字形的滚轮，滚轮与发电机动力输入轴连接，发电机外壳上向滚轮后部方向延伸设置有鱼尾形三角尾舵，滚轮侧面为迎风面，滚轮迎风面为供风流穿过的镂空框架，在镂空框架内沿滚轮支架的体长设置若干叶片填充，叶片一条边连接叶片轴，通过叶片轴穿插在滚轮上，并在叶片轴上套设有扭簧。

进一步的，扭簧为两种，一种为粗扭簧，另一种为细扭簧，两种扭簧分别安装在叶片轴两端，安装方向相反。

进一步的，滚轮包括底座器和力臂支架，底座器为圆形，力臂支架为四个，四个力臂支架沿十字分布设置在底座器上，底座器与力臂支架垂直面的中心有圆孔，圆孔设有与发电机动力输入轴相互啮合的平键。

进一步的，力臂支架中部设置有U形角码，两个相邻的力臂支架通过连接杆配合U形角码连接固定。

进一步的，力臂支架由两块对称的等腰梯形板材构成的，板材上幵设有若干形镂空和叶片轴安装孔，板材较大一端安装在底座器上，两个板材较小一端悬空，两个板材中部通过U形角码连接固定，两个板材之间的中部延伸到小头为叶片填充区，两个板材之间的中部延伸到根部供风流通过的镂空区。

进一步的，滚轮上半圆是顺风区，下半圆是逆风区，当叶片位于顺风区时，叶片重心在叶片轴支点的下方，叶片受重力影响旋转闭合将镂空框架填充，并由粗扭簧限位，当叶片位于逆风区时，叶片重心是在叶片轴支点的上方，叶片自重与细扭簧扭力抵消，并受风力吹拂影响打开，供风流过。

进一步的，滚轮迎风面上半圆投影面面积大于下半圆投影面面积，滚轮上半圆为工作区域。

进一步的，捕捉风的动能就是风速和面积，既能量等于风速乘以面积，公式为E＝VS。

一种风力发电方法，步骤如下：

步骤一、将双滚轮风力发电机安装在风场；

步骤二、当风向吹拂向双滚轮风力发电机时，其鱼尾形三角尾舵可以在风的吹拂下带动发电机旋转至顺风方向，从而使滚轮迎风面对向风流方向，实现自动寻风；