[发明专利]一种组合式多功能风电塔及风力发电方法

说明书

一种组合式多功能风电塔及风力发电方法，其中组合式多功能风电塔包括塔体、风力发电机以及沿塔体外部环绕式设置的环绕轨道，所述风力发电机与环绕轨道之间移动式连接，自动沿环绕轨道移动进行环绕式追风。本发明还包括一种组合式多功能风电塔的风力发电方法。本发明通过将风力发电机与塔体相结合，并在塔体的高处设置环绕轨道，使风力发电机沿环绕轨道进行360°追风，能够大大提高得风率，尤其是设置在空中农场附近，透风率达到90%以上，大大提高风力发电机的捕风效果，提高发电效率。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，特别是一种组合式多功能风电塔及风力发电方法。

背景技术

现有的风力发电机主要是安装于山上或者海边，因为风力大，便于进行风力发电。风力发电机主要包括塔架、发电机、风轮和轮毂，风轮通过轮毂上的主轴与轴承座的轴承连接，再通过轴承座连接发电机，通过风轮的转动对发电机进行发电。另外，为了实现风力发电机的360°追风，通常是在塔架与主机座之间设有转盘，通过转盘带动主机座、发电机、轮毂和风轮进行整体旋转，使风轮进行360°追风。然而这种结构会导致结构复杂，需要设计转盘，而转盘是通过偏航系统实现，即通过多个偏航电机带动齿轮组件之间啮合旋转，从而实现360°转动，而且为了保持平衡，需要设置至少两个偏航电机，大大提高成本。

本发明不需要设置转盘，也不是将风力发电机安装于山上、海边或者路边等，而是将其安装于塔体的高空中进行环绕追风，这样就能大大简化风力发电机的结构，降低成本，且能够利用塔体高空中的透风率进行风力发电，尤其是设在空中农场附近，来提高发电效率，从而解决上述问题。

另外，现有的风力发电机在强风下会强制关闭发电机，否则会对叶片产生较强的冲击力，容易折断叶片甚至损坏塔架，这是因为现有叶片的支撑强度、抗弯扭强度弱，并容易受力疲劳。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种结构简单，成本低，消除受力疲劳，抗弯扭强度高的组合式多功能风电塔及风力发电方法。

本发明的技术方案是：

本发明之一种组合式多功能风电塔，包括塔体、风力发电机以及沿塔体外部环绕式设置的环绕轨道，所述风力发电机与环绕轨道之间移动式连接，自动沿环绕轨道移动进行环绕式追风。

进一步，所述风力发电机通过滑座或者滑轮沿环绕轨道滑动。

进一步，所述风力发电机的塔架底部设有多个滑轮，至少一个滑轮为主动轮，通过电机驱动其转动。

进一步，所述风力发电机的塔架通过滑座与环形轨道连接时，滑座通过传动机构控制其沿环形轨道进行环向移动。

进一步，所述塔体的中上层设有至少一个环绕轨道；所述环绕轨道与塔体之间通过间隔设置的多个支撑架连接；所述塔体为塔状建筑或者为高楼结构。

进一步，所述塔体的中上部设有空中农场，所述环绕轨道设于空中农场周围。

进一步，所述风力发电机包括塔架、轮毂、发电机组和风轮，所述风轮包括至少两个叶片，所述叶片包括叶茎和与叶茎连接的叶片本体。

进一步，所述叶茎为桁架结构，风轮的各叶片的叶茎之间通过环向拉绳连接，且拉绳处于拉紧状态；叶茎与轮毂之间还连接有前向支撑杆和/或前向拉绳，所述前向支撑杆的外部设有导流罩。

进一步，所述叶片本体为流线型叶片；或者叶片本体包括沿叶茎向两侧延伸出的窗架，窗架上设有多个能够自适应开合的窗扇，在强风作用下窗扇能够自动打开，卸掉强风。

本发明之一种组合式多功能风电塔的风力发电方法，包括以下步骤：风力发电机沿着塔体中上部的环绕轨道自动移动，进行360°追风；风轮在风力作用下转动，通过高空取风进行风力发电。