[实用新型]一种组合式风力机发电系统

说明书

本实用新型公开了一种组合式风力机发电系统，包括底座(1)，所述底座(1)上安装有竖直支撑杆(2)，所述竖直支撑杆(2)的顶部同轴设置有转轴(3)一，所述转轴(3)一的外壁通过支撑架(4)环向设置有风轮一(5)、风轮二(6)和风轮三(7)，所述风轮一(5)的中心轴位于风轮二(6)、风轮三(7)中心轴连线的中垂面上；所述风轮一(5)的直径大于风轮二(6)与风轮三(7)的旋转外缘之间的最小间距，且小于等于风轮二(6)与风轮三(7)的两转轴(3)之间的间距；每个支撑架(4)上分别设置有发电机(8)，所述发电机(8)转轴(3)与对应的垂直轴风轮的转轴(3)同轴固定连接，采用了垂直轴风轮的三角形布置，这种分布方式降低了风轮二和风轮三逆风侧的风力大小，从而降低风轮二和风轮三的驱动能量损失。

技术领域

本实用新型涉及风力发电设备领域，尤其涉及一种组合式风力机发电系统。

背景技术

随着地球能源资源的近一步减少，我国已把可再生能源列入国家可持续发展的重要位置，风能是可再生的清洁能源，储量大、分布广，在一定的技术条件下，风能可作为一种重要的能源得到开发利用。风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。当前的风力发电机大概分两类：一类是水平轴式，另一类是垂直轴式。一般来说，水平轴式风力发电机空气动力学比较好，发电效率高，能够比较接近风力发电机效率的上限56％。目前，水平轴风力发电机是并网型风机的主流。

垂直轴风轮发电机的空气动力学差一些，发电效率一般为19％-40％。但是垂直轴风力发电机在风向改变的时候无需对风，在这点上相对于水平轴风力发电机是一大优势。风轮在风力的推动下转动，拖动发电机进行发电。现有的单个垂直轴风力发电机中，转动的风轮具有顺风侧和逆风侧。逆风侧的出现导致风轮的能量损失。逆风侧的风力越强，能量损失越大。因此，亟需开发一种能量损失小的垂直轴风力发电机。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于提供一种组合式风力机发电系统，采用了垂直轴风轮的三角形布置，主要在于风轮一在迎风向突出，风轮一的直径大于风轮二与风轮三的旋转外缘之间的最小间距，且小于等于风轮二与风轮三的两转轴之间的间距，使得风轮一能够起到遮蔽风轮二和风轮三的作用，风轮二、风轮三在风力作用下反向旋转，风轮一与其中一个的转动方向相同，这种分布方式降低了风轮二和风轮三逆风侧的风力大小，从而降低风轮二和风轮三的驱动能量损失。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种组合式风力机发电系统，包括底座，底座上安装有竖直支撑杆，竖直支撑杆的顶部同轴设置有转轴一，转轴一的外壁通过支撑架环向设置有三个垂直轴风轮，分别为风轮一、风轮二和风轮三，风轮一的中心轴位于风轮二、风轮三中心轴连线的中垂面上；风轮一的直径大于风轮二与风轮三的旋转外缘之间的最小间距，且小于等于风轮二与风轮三的两转轴之间的间距；每个支撑架上分别设置有发电机，发电机转轴与对应的垂直轴风轮的转轴同轴固定连接。

进一步地，以转轴一的中心线为圆心，风轮二的中心轴、风轮三的中心轴与圆心连线夹角小于120°。

进一步地，转轴一的外壁固定连接有尾舵，尾舵与风轮一的中心轴位于同一平面；风轮二、风轮三对称分布于尾舵与风轮一的中心轴所在的平面两侧。

进一步地，竖直支撑杆为中空结构，竖直支撑杆内腔安装有控制器；转轴一顶部还设置有风向传感器，竖直支撑杆与转轴一之间通过伺服电机驱动连接，风向传感器与控制器的输入端通讯连接，控制器与伺服电机电性连接。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型采用了垂直轴风轮的三角形布置，主要在于风轮一在迎风向突出，风轮一的直径大于风轮二与风轮三的旋转外缘之间的最小间距，且小于等于风轮二与风轮三的两转轴之间的间距，使得风轮一能够起到遮蔽风轮二和风轮三的作用，风轮二、风轮三在风力作用下反向旋转，风轮一与其中一个的转动方向相同，这种分布方式降低了风轮二和风轮三逆风侧的风力大小，从而降低风轮二和风轮三的驱动能量损失。

附图说明