[实用新型]风力涡轮机以及风力发电设备

说明书

提供了一种风力涡轮机以及风力发电设备。该风力涡轮机包括至少第一涡轮机转子和第二涡轮机转子，其中，第一涡轮机转子和第二涡轮机转子围绕同一旋转轴线旋转，并且第一涡轮机转子和第二涡轮机转子是反向旋转的。风力涡轮机还包括发电机，发电机包括第一发电机部件和第二发电机部件，其中，第一发电机部件安装在第一涡轮机转子上，使得第一发电机部件面对第二涡轮机转子，并且第二发电机部件安装在第二涡轮机转子上，使得第二发电机部件面对第一涡轮机转子。第一发电机部件包括至少一个发电机磁性件，并且第二发电机部件包括至少一个发电机线圈，至少一个发电机线圈用于在风力涡轮机运行时生成电流。

技术领域

本实用新型涉及一种具有与风力方向基本垂直并且通常以竖向旋转轴线布置的旋转轴线的风力涡轮机、以及包括这种风力涡轮机的风力发电设备。

背景技术

当今，风力发电占全球年电力装机容量的约8％至10％(约750GW)。风将在正在进行的向可再生能源的能源转型中发挥越来越重要的作用。到2030年，全球陆上风力发电累计装机容量预计增长三倍以上，达到2000GW，并且到2050年可能增加七倍，达到5000GW，并且预计将近2025年，全球风力发电装机容量将进一步大幅增加。

存在按风力涡轮机的旋转轴线的取向分类的两个主要的风力涡轮机技术。具有在塔状件上逆风的叶片的三叶水平轴线式风力涡轮机(HAWT)产生了当今世界上绝大部分的风力发电。这些涡轮机具有位于塔状件的顶部处的主转子轴和发电机，并且指向风。发电机被放置在机舱中的轴的顶部上。与这种风力涡轮机相关的技术是成熟的，并且当今生产和安装的所有水平式涡轮机都具有类似的设计。在过去的几年里，HAWT的规模和装机容量都有所增加，并且现在每台涡轮机的装机容量在从1MW至14MW的范围内。

竖向轴线式风力涡轮机(VAWT)在另一侧上具有该风力涡轮机的与风力方向垂直的旋转轴线，并且通常以相对于地面的竖向旋转轴线进行安装。因此，这是一种风力涡轮机，其中，主转子轴被设置成横向于风，而主部件可以位于涡轮机的基部处。这种布置允许发电机以较低的重心定位成靠近于地面，从而使对维护和维修而言是易于触及的。VAWT不需要指向风，这免除了对风的感测和取向机构的需要。然而，VAWT并没有受到与HAWT同样的关注和投资，并且当今只占风力发电装机容量的0.1％以下。

现有的与VAWT相关的技术具有一定的缺陷，这可以解释到目前为止，VAWT所受到的关注非常低。首先，传统的桶形(Savonius)VAWT涡轮机的效率相对于HAVT是较低的，因为VAWT涡轮机主要是依靠拖动运行的涡轮机，并且顺风的叶片不促进发电。较小的大流士(Darius)涡轮机也受到施加在杆上的扭矩的振动，从而导致增加的磨损和撕裂以及维护需要。并且最后，也许也是最重要的，VAWT在研究和发展方面没有受到与HAWT相同量的投资，并且因此是不那么成熟的技术。

一般来说，现有风力涡轮机的问题是齿轮系统受到大的和变化的力。因此，齿轮系统必须被设计成能够承受随时间变化的大和变化的力，并且因此是昂贵的。风力涡轮机仍然需要广泛的维护和监测，以防止且避免齿轮的完全故障。

天气条件在安装风力涡轮机的地方通常是很恶劣的，并且风力涡轮机的设计必须补偿重风的影响，并且还必须补偿安装在海上的风力涡轮机的海浪。此外，根据风力涡轮机安装距地面或水面的距离，风力条件能够有很大的变化。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的是开发一种风力涡轮机，其中，至少一个且优选部分或全部的上述问题得到缓解。

本实用新型的另外的目的是提供一种风力涡轮机，其中，风力涡轮机的齿轮系统的制造、维护和监测的成本被降低。

本实用新型的另外的目的是提供一种可以与将要竖立的其他结构组合和/或成一体的风力涡轮机。

本实用新型的另外的目的是提供一种适合于对现有结构进行改造的风力涡轮机。