风能系统以及使用该风能系统的方法技术方案

一种风能系统包括：风力涡轮机，该风力涡轮机包括由扩散器围绕的整流罩；以及多个内转子叶片，所述多个内转子叶片位于所述整流罩的内部并且绕内毂旋转；多个外转子叶片，所述多个外转子叶片定位于所述扩散器和所述整流罩之间并且相对于所述多个内转子叶片反向旋转；驱动机构，该驱动机构位于所述内转子毂内；动态伸缩塔；以及塔支撑件，该塔支撑件将所述风力涡轮机连接至所述动态伸缩塔。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求提交于2013年4月26日的美国专利申请No.13/871,775的优先权。该美国专利申请是提交于2012年6月18日的美国专利申请No.13/526,407的部分继续申请，后者又要求提交于2012年4月29日的美国专利申请No.61/639,952的优先权。
本专利技术通常涉及风能领域，更具体来说，涉及风能系统以及用于使用风能系统以存储能量、开采金属、生产氢气和净化水的方法。
技术介绍
大多数现有的风力涡轮机使用水平轴线涡轮机。这些涡轮机典型地通过高传动比齿轮箱来驱动电机。所提取的功率被完全处理，如在永磁体发电机下的情况下，或者依靠空转回收被部分地处理，如在双馈感应发电机的情况下。在这两种情况下，电机、关联的齿轮箱、联接件以及离合器位于塔顶部的吊舱中。这样的结构是需要较大的塔以及关联的结构。在常规风场能量系统中，电能量是通过串联的单元生成的，使得如果这些单元之一出现故障的话，操作就会立即中断。此外，维修行为的成本和复杂性是显著的，这是由于这样的事实：齿轮箱以及发电机位于不能被降低的固定塔的顶部。此外，常规风力涡轮机生成的电功率会随着时间波动，作为风力优势条件的函数。在一些例子中，当风力速率在特定阈值以下或超过特定阈值时，能量生产终止。因为能量的该获得性是波动的，所以不能够依赖其获得持续的能量供给。本专利技术克服了常规风能系统的这些和许多其他限制，并且还提供了在尺寸、成本和易于安装方面的显著优势。常规风能系统的结构劣势包括但不限于以下：(i)涡轮机仅转动以在水平轴线上面向主风力；(ii)它们不包括用于降低与可得风速相关的驱动线机械拖曳的机构；(iii)它们不设置用于吸收风力功率中的波动以便提供恒定水平电功率输出的系统；(iv)转子叶片趋于过渡振动以及遭受不对称的转矩效应，这增加了驱动线维修并且限制了用于涡轮机的布局选择；(v)它们不包括集成的能量存储系统，这能够实现可控的能量输出而不损失能量；(vi)位于吊舱中的单个发电机以及齿轮箱是非常重的，难以维护；(vii)所联接的驱动线不允许发电机独立于转子系统被驱动；(viii)不存在用于恒定能量供给的混合功率选择；(viii)它们不并入基于负荷应力或者风速而自动调节塔高度的负荷传感器，从而避免了需要关闭转子以及终止能量生产；以及(ix)塔不能被降低以用于维修。除了解决所有上述问题之外，本专利技术还并入了任何现有风能系统中没有的蝙蝠威慑系统。现有技术专利风能系统(或者与风能系统相关的专利技术)的例子包括：美国专利No.3,952,723(Brown，1976年)，标题为“风车”；美国专利No.4,058,979(Germain，1977年)，标题为“能量存储以及转换技术和装置”；美国专利No.4,274,010(Lawson-Tancred，1981年)，标题为“电功率生成”；美国专利No.4,366,779(Knecht，1983年)，标题为“风力驱动式加热系统”；美国专利No.4,447,738(Allison，1984年)，标题为“风力发电机系统”；美国专利No.4,496,846(Parkins，1985年)，标题为“使用风力发电”；美国专利No.4,496,847(Parkins，1985年)，标题为“从风力生成功率”；美国专利No.4,498,017(Parkins，1985年)，标题为“使用风力发电”；美国专利No.4,648,801(Wilson，1987年)，标题为“风力涡轮机”；美国专利No.7,183,664(McClintic，2007年)，标题为“用于高级风力涡轮机设计的方法以及装置”；美国专利No.7,418,820(Harvey等人，2008年)，标题为“具有液压传动装置的风力涡轮机”；美国专利No.7,436,086(McClintic，2008年)，标题为“用于高级风力涡轮机设计的方法以及装置”；美国专利No.7,569,943(Kovach等人，2009年)，标题为“变速风力涡轮机驱动器以及控制系统”；美国专利No.7,656,055((Torres等人，2010年)，标题为“水力风力发电涡轮机系统以及改装方法”；美国专利No.7,863,767(Chappleet等人，2011年)，标题为“涡轮机驱动发电系统及其控制方法”；美国专利No.7,877,992(Chen，2011年)，标题为“由液体产生的压缩空气所驱动的液压功率生成系统”；美国专利No.7,932,620(Plant,Jr.，2011年)，标题为“利用流体驱动泵的风车”；以及美国专利No.7,944,078(Wang，2011年)，标题为“具有水力传动装置的风力涡轮机”。
技术实现思路
本专利技术是风能系统，该风能系统包括：风力涡轮机，其包括由扩散器包围的整流罩；多个内转子叶片，其位于所述整流罩的内部，其中，所述多个内转子叶片绕内转子毂旋转；多个外转子叶片，其定位于所述扩散器和所述整流罩之间，其中，所述多个外转子叶片相对于所述多个内转子叶片反向旋转；驱动机构，其位于所述内转子毂内；动态伸缩塔；以及塔支撑件，其将所述风力涡轮机连接至所述动态伸缩塔。在优选实施例中，本专利技术进一步包括多个空气引导件，它们位于所述整流罩的内部并且在所述内转子叶片的前方。所述外转子优选绕所述整流罩在滚柱轴承上旋转。在优选实施例中，本专利技术进一步包括安置在所述扩散器前面的所述整流罩的外表面上的两个水平风速传感器以及两个竖直风速传感器，所述两个水平风速传感器在水平平面上彼此相对安置，并且所述两个竖直风速传感器在竖直平面上彼此相对安置。优选地，所述整流罩和扩散器均包括具有内径的排气口以及具有内径的入口，所述整流罩的排气口的内径大于所述整流罩的入口的内径，并且所述扩散器的排气口的内径大于所述扩散器的入口的内径。优选地，所述整流罩和扩散器均包括后边缘，所述整流罩和扩散器的后边缘大致竖直地对准，所述整流罩从所述整流罩的后边缘向所述整流罩的前边缘延伸特定长度，所述扩散器从所述扩散器的后边缘至所述扩散器的前边缘延伸特定长度，并且所述扩散器的所述特定长度等于所述整流罩的特定长度的大约一半。在一个实施例中，所述内转子叶片连接至第一驱动轴，所述第一驱动轴连接至所述内转子毂，其中，所述第一驱动轴旋转第一齿轮，所述第一齿轮连接至通过高压液压回路泵送加压液体的多个第一可变排量液压泵，所述多个第一可变排量液压泵中的每个通过第一电磁联接件连接至所述第一齿轮，并且所述第一电磁联接件由功率控制单元控制，该功率控制单元处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风能系统，该风能系统包括：(a)风力涡轮机，该风力涡轮机包括由扩散器围绕的整流罩；(b)多个内转子叶片，所述多个内转子叶片位于所述整流罩的内部，其中所述多个内转子叶片绕内转子毂旋转；(c)多个外转子叶片，所述多个外转子叶片定位于所述扩散器和所述整流罩之间，其中所述多个外转子叶片相对于所述多个内转子叶片反向旋转；(d)驱动机构，该驱动机构位于所述内转子毂内；(e)动态伸缩塔；(f)塔支撑件，该塔支撑件将所述风力涡轮机连接至所述动态伸缩塔；以及(g)一个或多个液压蓄能器，所述一个或多个液压蓄能器压缩气体并且使用压缩的气体迫使加压液体通过可控释放阀以及通过高压管以驱动混合可变排量液压泵。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.04.29 US 61/639,952;2012.06.18 US 13/526,407;1.一种风能系统，该风能系统包括：
(a)风力涡轮机，该风力涡轮机包括由扩散器围绕的整流罩；
(b)多个内转子叶片，所述多个内转子叶片位于所述整流罩的内部，其中所述
多个内转子叶片绕内转子毂旋转；
(c)多个外转子叶片，所述多个外转子叶片定位于所述扩散器和所述整流罩之
间，其中所述多个外转子叶片相对于所述多个内转子叶片反向旋转；
(d)驱动机构，该驱动机构位于所述内转子毂内；
(e)动态伸缩塔；
(f)塔支撑件，该塔支撑件将所述风力涡轮机连接至所述动态伸缩塔；以及
(g)一个或多个液压蓄能器，所述一个或多个液压蓄能器压缩气体并且使用压
缩的气体迫使加压液体通过可控释放阀以及通过高压管以驱动混合可变排量液压泵。
2.一种风能系统，该风能系统包括：
(a)风力涡轮机，该风力涡轮机包括由扩散器围绕的整流罩；
(b)多个第一内转子叶片，所述多个第一内转子叶片位于所述整流罩的内部，
其中，所述多个第一内转子叶片绕第一内转子毂旋转；
(c)多个第二内转子叶片，所述多个第二内转子叶片位于所述整流罩的内部并
且位于所述多个第一内转子叶片的后方，其中，所述多个第二内转子叶片绕第二内转
子毂旋转，并且其中，所述多个第二内转子叶片相对于所述多个第一内转子叶片反向
旋转；
(d)多个外转子叶片，所述多个外转子叶片定位于所述扩散器和所述整流罩之
间，其中所述多个外转子叶片在与所述第一内转子叶片相同的方向上旋转；
(e)驱动机构，该驱动机构位于所述内转子毂内；
(f)动态伸缩塔；以及
(g)塔支撑件，该塔支撑件将所述风力涡轮机连接至所述动态伸缩塔。
3.一种风能系统，该风能系统包括：
(a)风力涡轮机，该风力涡轮机包括由扩散器围绕的整流罩；
(b)多个第一内转子叶片，所述多个第一内转子叶片位于所述整流罩的内部，

\t其中所述多个内转子叶片绕第一内转子毂旋转；
(c)多个第二内转子叶片，所述多个第二内转子叶片位于所述整流罩的内部并
且位于所述多个第一内转子叶片的后方，其中，所述多个第二内转子叶片绕第二内转<...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·布莱克，G·H·吕顿，H·芒西尔，N·J·海明威，
申请(专利权)人：LGT先进科技有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB