一种直线翼垂直轴风力机系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种直线翼垂直轴风力机系统，具有这样的特征，包括：具有两个独立的塔楼的双子塔建筑物，水平设置在两个塔楼的之间的横梁以及直线翼垂直轴风力机，该直线翼垂直轴风力机包含机舱以及风轮，机舱设置于横梁上，风轮位于横梁的下方，风轮具有多个直叶片。本实用新型专利技术所涉及的直线翼垂直轴风力机系统因为没有偏航装置，所以在结构上具有结构紧凑、制造容易以及成本较低等特点；运行中具有噪声较小、控制简单以及保养维护方便等优点。

A vertical axis wind turbine system with straight wing

The utility model provides a vertical axis vertical axis wind turbine system, which includes two independent tower buildings with two towers, horizontal beams and vertical axis wind turbines horizontally arranged between two towers, and the vertical axis wind turbine includes the engine room and the wind wheel, and the engine room is set up. The wind wheel is positioned below the cross beam, and the wind wheel has a plurality of straight blades. The vertical axis wind turbine system of the utility model has the characteristics of compact structure, easy manufacturing and low cost, and has the advantages of small noise, simple control and convenient maintenance and maintenance.

【技术实现步骤摘要】
一种直线翼垂直轴风力机系统
本技术涉及新能源领域，具体涉及一种直线翼垂直轴风力机系统。
技术介绍
随着当今世界工业化与城市化进程的加快，越来越多的高耸大楼建于城市中心。而建筑能耗普遍偏高，城市电力负荷随之增大，建设生态环保型节能建筑成为研究热点之一。目前，多数风力发电机组建于偏远地区，存在并网难以及输电难等问题，风场弃风限电现象愈发严重。现有技术中也有解决上述问题的技术方案，例如：2008年，由Atkins设计的世界上第一座结合大型风力机的巴林世界贸易中心建成，在其两个建筑扩散体之间安装了三个直径为29m的建筑增强型水平轴风力机(BuildingAugmentedHorizontalAxisWindTurbines，BA-HAWTs)。这种风能利用形式避免了并网与输电的问题，产生的电能可直接用于建筑本身，弃电限电现象亦可得到缓解。但是，现有技术中的建筑增强型水平轴风力机(BA-HAWTs)还存在不足之处：为了应对复杂的建筑环境，BA-HAWT需要偏航装置，而且叶尖速度高，噪声较大。因此建筑增强型水平轴风力机(BA-HAWTs)存在结构复杂、制造成本较高、维修难度较大以及不环保等缺点。
技术实现思路
本技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种直线翼垂直轴风力机系统(BuildingAugmentedStraight-bladedVerticalAxisWindTurbines，BASB-VAWTs)。本技术提供了一种直线翼垂直轴风力机系统，具有这样的特征，包括：具有两个独立的塔楼的双子塔建筑物，水平设置在两个塔楼的之间的横梁以及直线翼垂直轴风力机，该直线翼垂直轴风力机包含机舱以及风轮，机舱设置于横梁上，风轮位于横梁的下方，风轮具有多个直叶片。在本技术提供的一种直线翼垂直轴风力机系统中，还可以具有这样的特征：其中，塔楼的水平截面的形状为圆形、椭圆形、菱形或者矩形中的任意一种。在本技术提供的一种直线翼垂直轴风力机系统中，还可以具有这样的特征：其中，塔楼的水平截面的形状为圆形。在本技术提供的一种直线翼垂直轴风力机系统中，还可以具有这样的特征：其中，风轮的半径为0.515m～25.75m。在本技术提供的一种直线翼垂直轴风力机系统中，还可以具有这样的特征：其中，直叶片的长度为0.145m～7.282m。在本技术提供的一种直线翼垂直轴风力机系统中，还可以具有这样的特征：其中，塔楼的高度为风轮的半径的1000％。在本技术提供的一种直线翼垂直轴风力机系统中，还可以具有这样的特征：其中，塔楼的水平截面的最大尺寸为风轮的半径的500％。在本技术提供的一种直线翼垂直轴风力机系统中，还可以具有这样的特征：其中，直叶片的数量为3～6。在本技术提供的一种直线翼垂直轴风力机系统中，还可以具有这样的特征：其中，安装后的直叶片的底端位置离地面的高度为直叶片的长度的50％～风轮的半径的500％。在本技术提供的一种直线翼垂直轴风力机系统中，还可以具有这样的特征：其中，两个塔楼之间的间距为风轮的半径的400％。技术的作用与效果本技术所涉及的直线翼垂直轴风力机系统因为没有偏航装置，所以在结构上具有结构紧凑、制造容易以及成本较低等特点；运行中具有噪声较小、控制简单以及保养维护方便等优点。附图说明图1是本技术的实施例中的直线翼垂直轴风力机系统的结构示意图；图2是本技术的实施例中的直线翼垂直轴风力机系统中的塔楼的水平截面的形状示意图；图3是本技术的实施例中的直线翼垂直轴风力机系统的俯视图；图4是本技术的实施例中的直线翼垂直轴风力机系统的侧视图；图5是本技术的实施例中的风速随高度变化曲线图；图6是上海市2014年风向概率统计示意图；图7是本技术的实施例中的双子塔建筑物的风速强化效果图；图8是本技术的实施例中的采用ANSYSFLUENT验证网格无关性及实验数据对比图；图9是本技术的实施例中的不同塔楼外廓形式下不同实度对风力机气动性能影响的示意图；以及图10是本技术的实施例中的五种实度下塔楼的水平截面为矩形的直线翼垂直轴风力机系统(BASB-VAWTs)力矩系数在一个旋转周期内的波动与原始直线翼垂直轴风力机(SB-VAWTs)的对比示意图。具体实施方式为了使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下通过实施例并结合附图对本技术的直线翼垂直轴风力机系统作具体阐述。〈实施例〉图1是本技术的实施例中的直线翼垂直轴风力机系统的结构示意图；图2是本技术的实施例中的直线翼垂直轴风力机系统中的塔楼1的水平截面的形状示意图。如图1所示，在本实施例中直线翼垂直轴风力机系统100包括：具有两个独立的塔楼1的双子塔建筑物、横梁2以及直线翼垂直轴风力机3。如图2所示，塔楼1的水平截面的形状可以为圆形(图2a所示)或椭圆形(图2b所示)或菱形(图2c所示)或者矩形(图2d所示)，优先选择圆形。如图1所示，在本实施例中塔楼1的水平截面的形状为矩形。如图1所示，横梁2水平设置在两个塔楼1的之间。直线翼垂直轴风力机3包含机舱301以及风轮302，机舱301设置于横梁2上，风轮302位于横梁2的下方，风轮302具有多个直叶片303。图3是本技术的实施例中的直线翼垂直轴风力机系统的俯视图；以及图4是本技术的实施例中的直线翼垂直轴风力机系统的侧视图。如图3和图4所示，风轮302的半径R为0.515m～25.75m，在本实施例中风轮302的半径R为5.15m。直叶片303的高度H为0.145m～7.282m，在本实施例中直叶片303的高度H为2.5m；直叶片303的弦长为4.92mm～4290mm，在本实施例中直叶片303的弦长为858mm(图未示)。塔楼1的高度为风轮302的半径R的1000％。在本实施例中塔楼1的高度为51.5m，如图4中所示的10R。塔楼1的水平截面的最大尺寸为风轮302的半径R的500％。在本实施例中塔楼1的水平截面的长度为25.75m，如图4中所示的5R；宽度为15.45m，如图4中所示的3R。直叶片303的数量可以为3个～6个，在本实施例中直叶片303的数量为3个。安装后的直叶片303的底端位置离地面的高度为直叶片303的长度的50％～风轮302的半径的500％，在本实施例中，安装后的直叶片303的底端位置离地面的高度为10m。为控制安全距离与噪声污染，两个塔楼1之间的间距为风轮302的半径的400％。在本实施例中，两个塔楼1之间的间距为20.6m。本技术的实施例中的直线翼垂直轴风力机系统100可以为两栋塔楼1提供5％-15％的电能消耗。这种风能利用形式避免了并网与输电的问题，产生的电能可直接用于建筑本身。上述实施例中的直线翼垂直轴风力机系统中各类参数是围绕提高风能利用率通过以下设计方案确定的：以下，直线翼垂直轴风力机系统略称为BASB-VAWTs，直线翼垂直轴风力机略称为SB-VAWTs。1.确定高品质风能区域图5是本技术的实施例中的风速随高度变化曲线图；图6是上海市2014年风向概率统计示意图；图7是本技术的实施例中的双子塔建筑物的风速强化效果图。因靠近地面具有地面效应，风速在地表风速较低，风速本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直线翼垂直轴风力机系统，其特征在于，包括：双子塔建筑物，具有两个独立的塔楼；横梁，水平设置在两个所述塔楼的之间；以及直线翼垂直轴风力机，包含机舱以及风轮，所述机舱设置于所述横梁上，所述风轮位于所述横梁的下方，所述风轮具有多个直叶片。

【技术特征摘要】
1.一种直线翼垂直轴风力机系统，其特征在于，包括：双子塔建筑物，具有两个独立的塔楼；横梁，水平设置在两个所述塔楼的之间；以及直线翼垂直轴风力机，包含机舱以及风轮，所述机舱设置于所述横梁上，所述风轮位于所述横梁的下方，所述风轮具有多个直叶片。2.根据权利要求1所述的直线翼垂直轴风力机系统，其特征在于：其中，所述塔楼的水平截面的形状为圆形、椭圆形、菱形或者矩形中的任意一种。3.根据权利要求2所述的直线翼垂直轴风力机系统，其特征在于：其中，所述塔楼的水平截面的形状为圆形。4.根据权利要求1所述的直线翼垂直轴风力机系统，其特征在于：其中，所述风轮的半径为0.515m～25.75m。5.根据权利要求1所述的直线翼垂直轴风力机系统，其特征在于：其中，所述直叶片的高度为0.1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王渊博，李春，朱海天，刘宇航，陈福东，吴柏慧，向斌，韩志伟，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：新型
国别省市：上海,31