一种微风发电系统技术方案

本发明专利技术涉及一种风力发电系统，具体涉及一种树形微风发电系统，包括发电结构、电器控制系统、蓄电池，所述发电结构呈树形，包括树干底座、若干枝干、可轴向旋转的若干风轮以及磁悬浮风力发电机；所述枝干与树干底座相连，所述风轮可拆卸地设置在枝干上，所述磁悬浮风力发电机设置在风轮旋转轴处，所述风轮旋转产生的电流经所述电器控制系统向所述蓄电池充电。本发明专利技术只需微风即可驱动发电，发电效率远高于传统风力发电机，有效解决了上述传统风力发电机以及现有微风发电设备所存在的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种微风发电系统
本专利技术涉及一种风力发电系统，具体涉及一种树形微风发电系统。
技术介绍
随着世界能源的日趋匮乏和科学技术的飞速发展，加之人们对环境保护的要求，人们在努力寻找一种能替代石油、天然气等能源的可再生、环保、洁净的绿色能源。风能是一种洁净、无污染、可再生的绿色能源。据估计，地球上可开发利用的风能约2×107MW，是开发利用的水能的10倍，若风能有1％的利用率即可满足全球能源需求，是目前最有发展前景的一种新型能源。通常意义的风力发电机可以将风能转换为机械功，最终输出交流电，属于清洁能源。但传统的风力发电机体积大、噪音大、对风力要求高、旋转的叶片可能杀死飞禽，而且启动风速风高，低风速段不能发电，使得它难以安装到除草原、山口、农田和沿海等风速较大的区域以外的地方。虽然微风储量丰富，但几乎没有得到有效利用。专利CN106712659A公布了一种风光储发电系统，该系统将微风发电及太阳能发电整合到树形支架上，但存在微风利用率低、发电量小等问题。
技术实现思路
鉴于上述现有技术中所存在的问题，本专利技术提供一种微风发电系统，只需微风即可驱动发电，发电效率远高于传统风力发电机，有效解决了上述传统风力发电机以及现有微风发电设备所存在的问题。本专利技术所采用的技术方案如下：一种微风发电系统，包括发电结构、电器控制系统、蓄电池，所述发电结构呈树形，包括树干底座、若干枝干、可轴向旋转的若干风轮以及磁悬浮风力发电机；所述枝干与树干底座相连，所述风轮可拆卸地设置在枝干上，所述磁悬浮风力发电机设置在风轮旋转轴处，所述风轮旋转产生的电流经所述电器控制系统向所述蓄电池充电。在上述现有技术的基础上，可进一步通过以下特征进行限定。1)所述发电结构包括四级枝干。优选地，第三和第四级枝干共分为8层，最底层为第1层，第1层和第8层每层布置两个风轮，第2～第7层每层布置三个风轮。进一步优选第1、2、3、8层的第三、第四级枝干的安装角度及外形各不相同：第3～第7层的第三、第四级枝干俯仰角相同，第1、第2层的第三级枝干俯仰角为负，第3～第8层的第三级枝干俯仰角为正。更进一步优选地，第1、第2层的第三级枝干方向角分别为±30°，第3、第4层的第三级枝干方向角分别为±45°，第5、第6层的第三级枝干方向角分别为±60°，第7层的第三级枝干方向角为60°，第8层的第三级枝干方向角为90°。3)每个第三级枝干处安置有电器控制器将所述风轮及磁悬浮风力发电机产生的交流电转换为直流电，并汇入第二级枝干形成直流输出线路。4)所述风轮及枝干采用复合材料、塑料、金属或者木质材料。5)所述风轮由两片叶片组成时，每个叶片由单叶片的顶部页面旋转180°制成；所述风轮由三片叶片组成时，每个叶片由叶片的顶部页面旋转120°制成，所述叶片上下两个底面垂直于风轮旋转轴。优选所述叶片弦长分布构型呈花瓶型结构，进一步优选所述叶片呈收腰型结构。优选所述叶片弦长分布构型呈梯形结构。优选所述叶片弦长分布构型呈三角形结构。6)所述枝干之间通过插接加侧向销钉的固定方式固定。7)所述部分枝干之间设置有拉杆或钢索进行牵拉。优选地，所述拉杆下布置有照明灯。8)所述风轮的旋转轴为悬臂梁结构。9)第一级至第四级枝干为空心结构，内部设置有导电用电线。本专利技术的有益效果如下：本专利技术整体构型呈树形，形成“发电树”，风轮作为发电树上的树叶，每个风轮内都设有机械转轮，只需要微风就能驱动，发电效率远高于传统风力发电。由于本专利技术只需微风就能驱动，这就意味着它在全年半数以上时间能够正常工作。它的外形呈树形，能帮助其进入城市，为城市街道照明系统或附近的建筑物供电。附图说明图1示出了微风发电树示意图。图2示出了微风发电树第三、第四级枝干示意图。图3示出了枝干之间的连接固定方式。图4示出了枝干之间的拉杆结构。图5示出了一种可用于微风发电树的三叶片花瓶型复合材料风轮的示意图。图6示出了一种可用于微风发电树的两叶片花瓶型风轮的示意图。图7示出了两叶片花瓶型收腰型风轮的示意图。图8示出一种可用于微风发电树的两叶片梯形风轮的示意图。图9示出一种可用于微风发电树的两叶片三角形风轮的示意图。图10示出了微风发电树叶片关键尺寸说明图。图11示出了第一级和第二级枝干的示意图。具体实施方式下面结合本专利技术的具体实施例和附图对本专利技术进行详细描述。如图1所示一种微风发电树，包括树干底座1、一级枝干2、二级枝干3、三级枝干4、四级枝干5、风轮及磁悬浮风力发电机6、照明灯7、拉杆8。一级枝干2固定于底座4之上，二级枝干3与一级枝干2通过销钉连接，若干三级枝干4固定于二级枝干3上，而两到三个四级枝干5固定于三级枝干4上，风轮及磁悬浮风力发电机6通过底座与四级枝干5相连。如图1所示，第三和第四级枝干共分为8层，最底层为第1层，第1层和第8层每层布置两个风轮，第2～第7层每层布置三个风轮。第1、2、3、8层的第三、第四级枝干安装角度及外形各不相同，第3～第7层的第三、第四级枝干俯仰角相同，第1、第2层的第三级枝干俯仰角为负，第3～第8层的第三级枝干俯仰角为正。第1、第2层的第三级枝干方向角分别为±30°，第3、第4层的第三级枝干方向角分别为±45°，第5、第6层的第三级枝干方向角分别为±60°，第7层的第三级枝干方向角为60°，第8层的第三级枝干方向角为90°。如图2所示，磁悬浮风力发电机6-1设置在风轮6-2的旋转轴处。如图3所示，枝干之间通过插接加侧向销钉的固定方式固定。如图4所示，部分枝干之间设置有拉杆或钢索进行牵拉。拉杆8下可布置有照明灯7。风轮及磁悬浮风力发电机6通过安装支架9固定在枝干上。第一级、第二级、第三级和第四级枝干为空心结构，内部设置有导电用电线。风轮6-2的旋转轴为悬臂梁结构。风轮旋转轴底部与磁悬浮风力发电机相连，固定于第四级枝干上。风轮6-2通过旋转轴与磁悬浮发电机6-1相连，通过风轮叶片的转动带动电机转子切割磁力线进行发电。所述风轮由两片叶片组成时，每个叶片由单叶片的顶部页面旋转180°制成(如图6-9所示)；所述风轮由三片叶片组成时，每个叶片由叶片的顶部页面旋转120°制成(如图5所示)，所述叶片上下两个底面垂直于风轮旋转轴。风轮以碳纤维/环氧或碳纤维/聚酯树脂为原材料，经阴阳模一次模压成型。上述微风发电树、电器控制系统和蓄电池组成微风发电系统，实现微风发电、储电的目的。每个第三级枝干处安置有电器控制器将产生的交流电转换为直流电，并汇入第二级枝干形成直流输出线路。风轮旋转产生的电流经电器控制系统向所述蓄电池充电。电器控制系统采用升压型控制器将磁悬浮电机产生的交流电经过升压转变为直流电存储于蓄电池当中，蓄电池可以是铅酸电池或锂电池。上述是对本专利技术的具体说明，并非用于限定本专利技术，任何不脱离本专利技术的精神和范围的替换和改进将落入本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微风发电系统，其特征在于：包括发电结构、电器控制系统、蓄电池，所述发电结构呈树形，包括树干底座、若干枝干、可轴向旋转的若干风轮以及磁悬浮风力发电机；所述枝干与树干底座相连，所述风轮可拆卸地设置在枝干上，所述磁悬浮风力发电机设置在风轮旋转轴处，所述风轮旋转产生的电流经所述电器控制系统向所述蓄电池充电。

【技术特征摘要】
1.一种微风发电系统，其特征在于：包括发电结构、电器控制系统、蓄电池，所述发电结构呈树形，包括树干底座、若干枝干、可轴向旋转的若干风轮以及磁悬浮风力发电机；所述枝干与树干底座相连，所述风轮可拆卸地设置在枝干上，所述磁悬浮风力发电机设置在风轮旋转轴处，所述风轮旋转产生的电流经所述电器控制系统向所述蓄电池充电。2.根据权利要求1所述的微风发电系统，其特征在于：所述发电结构包括四级枝干。3.根据权利要求2所述的微风发电系统，其特征在于：第三和第四级枝干共分为8层，最底层为第1层，第1层和第8层每层布置两个风轮，第2～第7层每层布置三个风轮。4.根据权利要求3所述的微风发电系统，其特征在于：第1、2、3、8层的第三、第四级枝干的安装角度及外形各不相同：第3～第7层的第三、第四级枝干俯仰角相同，第1、第2层的第三级枝干俯仰角为负，第3～第8层的第三级枝干俯仰角为正。5.根据权利要求3所述的微风发电系统，其特征在于：第1、第2层的第三级枝干...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜鹏程，呼日查，曹克艰，边国军，赵凤波，刘博，杨国勇，周涛，于光明，
申请(专利权)人：内蒙动力机械研究所，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15