[发明专利]叶片和风力发电机组

说明书

本发明公开了一种用于风力发电机组和一种叶片，涉及风力发电设备技术领域；风力发电机组包括：叶片，其外壁具有通孔，内部具有容腔；容腔经通孔与叶片外部连通；叶片设有保护单元，叶片遇到超限风力的风时通过保护单元实现局部自毁或泄压，从而减轻叶片所承受的风压、降低叶片转速，进而保护风力发电机组不被损毁；其中，保护单元包括端面，端面抗风强度与叶片承受的风压最大阈值适配；保护单元还包括破坏装置和/或驱动装置，驱动装置连接有传动装置；侧壁包括导流装置，保护单元还包括导风装置，帮助叶片加速泄压；保护单元结构简单、成本低，响应速度快，后期维护费用较低‑可采用一次性使用方式或采用多次重复使用方式等。

技术领域

本发明涉及风力发电设备技术领域，特别涉及一种叶片。本发明还涉及一种包括上述叶片的风力发电机组。

背景技术

在全球能源危机和环境危机日益严重的背景下，风能作为可再生能源，具有使用清洁、成本较低、取用不尽等优点；风力发电为经济增长提供稳定电力供应的同时，可以有效缓解空气污染、水污染和全球变暖等问题，减少化石燃料发电产生的大量污染物和碳排放，风力发电备受青睐。

风力发电的过程是指风的动能通过风力转换为机械能，再带动发电机发电后转换为电能。风力发电机组主要分为垂直轴风力发电机组和水平轴风力发电机组；其中，水平轴风力发电机组利用效率更高、应用范围更广，(请参见图1)，包括：支撑装置13和其顶端安设的发电机12；其中，发电机12的前端连接有一组叶片11，风能带动叶片11绕轴旋转进而使发电机12运转发电，从而将风能转化成电能。

然而，风力发电机成本高、风的速度是不稳定的，超限风力会使叶片超速旋转，进而使发电机因过度运转而烧毁。现有的风力发电机组设有自动刹车装置，叶片遇到具有超限风力的风时将会自动刹车或停止运转，以达到保护发电机的目的；但是自动刹车装置不能减轻叶片所承受的风压，超限风力下叶片断裂的概率较高。

综上所述，降低具有超限风力的风对叶片、风力发电机组的威胁，成为本领域技术人员所要解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：旨在一定程度上解决上述问题中的部分或全部问题。

本发明提供一种叶片，用于水平轴风力发电机组，遇到超限风力时叶片通过局部自毁或泄压从而减轻叶片所承受的风压，实现一定程度上降低叶片断裂的概率、降低叶片转速，进而提高叶片使用寿命。

本发明还提供一种风力发电机组，遇到具有超限风力的风时通过叶片局部自毁或泄压从而减轻叶片所承受的风压、降低叶片转速，达到保护风力发电机组在一定程度上不被损毁的目的。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

风力发电机组，为水平轴风力发电机组，包括：叶片；

其中，所述叶片具有满足空气动力学的任意形状或任意外形；所述叶片的数量大于一；

其中，所述叶片外壁具有：通孔，内部具有：容腔；容腔与通孔连通，分别与所述叶片适配；容腔经通孔与所述叶片外部连通；

其中，所述叶片包括：使用刚性材料制作的叶片、使用柔性材料制作的叶片、使用复合材料制作的叶片中的一种；

所述通孔的形状为与所述叶片、保护单元适配的符合流体力学的任意形状；所述通孔的数量大于或等于一；

所述容腔的形状为与所述叶片、保护单元适配的符合流体力学的任意形状；所述容腔的数量为大于或等于一；

所述通孔与所述容腔的数量相同或不同。

所述叶片设有：保护单元，两者适配；保护单元位于所述叶片上；所述叶片遇到超限风力的风时通过保护单元实现局部自毁或泄压，从而减轻所述叶片所承受的风压、降低所述叶片转速。

其中，所述叶片上包括：所述通孔上、所述容腔内中的一种或两种；