一种储能式风能发电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种储能式风能发电装置，所述储能式风能发电装置包括风力叶轮机、压缩机、储气设备、气动发动机、发电机以及压力调节器。本实用新型专利技术利用风力轮机直接驱动空气压缩机进行压缩空气储能，不需要进行电能转换后再转换成压缩空气，能量转化链短，效率高。本实用新型专利技术将储气罐直接设置在风力叶轮机的底座中或支架下方，既方便压缩空气储存，又缩短能量转化链。本实用新型专利技术的冷却器在对压缩空气进行冷却时，直接用于对热水输送装置内的水进行加热，既实现了压缩空气的冷却，又实现了日常热水的供应，节约能源的同时，为改善生活做出了巨大贡献，因此，更有利于风力发电设备的推广应用。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及新能源利用领域，具体涉及一种储能式风能发电装置。
技术介绍
随着人类活动范围的扩大，边际地区(海岛、高山材庄、妆场、边防站等)的用电需求逐渐增加。传统的集中式能量系统，例如大型供电电网，必须通过输配线路才能将生产的电能供给用户。成本越来越高，长距离电能输送成本将占供电总成本的一半以上。针对这种问题，人们提出了一种分布式能量系统，这是相对于传统的集中式能量系统而言。分布式能量系统以传统化石能源(柴油、汽油、天然气等)为主，以可再生能源(太阳能、风能、沼气能)为辅，利用一切可利用的能量，实现直接满足用户需求的能量梯级利用。分布式能量系统是集中式能量系统的有力补充，尤其适用于孤立地区。分布式能量系统动力源种类繁多，主要包括内燃机、燃气轮机、燃料电池、光伏发电、风能发电、潮汝能发电等。内燃发电机组作为中小型发电设备，具有投资少、运行可靠、移动性好、占地面积小、环境适店性强等特点，是目前应用最广的分布式能量系统动力源之一。除了直接用于发电或者诲水淡化外，内燃机还广泛运用于分布式热电冷联产系统，在产生电能的同时，内燃机冷却水废热可加热产生生活热水，而排气废热可通过余热锅炉进行回收产生饱和蒸巧或者过热恭汽，并驱动汽轮机做功。自然风具有随机性、间歇性和季节性，风为发电机输出功率难以预测为保化供电质量，传统风能－柴油联合发电系统中，风能发电比例基本不超过整体发电量的30％，当风能发电量超过实际需求时，需要采用电能耗散装置以保证实际发电量与用电量匹配，导致风能废弃。因此，如果能够开发出一种既能够利用风能又能够存储风能的发电装置，则将大大推进风能的发展利用，使风能为更多地区、更多人群所使用，降低环境污染，推进新能源技术的发展。
技术实现思路
针对上述问题，本技术提出了一种能够对风能进行存储的发电装置，采用这种发电装置，可以不受风能不稳定性的影响，充分利用风能。具体而言，本技术提供一种储能式风能发电装置，其特征在于，所述储能式风能发电装置包括风力叶轮机、压缩机、储气设备、气动发动机、发电机以及压力调节器，所述风力叶轮机包括叶轮支架、叶轮转轴以及叶轮，所述叶轮通过所述叶轮转轴安装在所述叶轮支架上，能够绕所述叶轮转轴旋转，所述压缩机包括驱动轴、活塞和气缸，所述叶轮转轴与所述压缩机的驱动轴相连接用以驱动所述驱动轴，所述驱动轴能够带动所述活塞做上下往复运动，进而对所述气缸中的空气进行压缩并输送至所述储气设备；所述储气设备包括入气口和出气口，所述入气口与所述气缸直接或间接相连用以接收压缩空气，所述出气口与所述气动发动机相连；所述气动发动机上安装有压力调节器，所述压力调节器设置在所述气动发电机与所述储气设备的连接管道上；所述气动发动机具有叶片和气动转轴，所述气动转轴与所述发电机的驱动轴相连接，用以驱动所述发电机发电。在一种优选实现方式中，所述储能式风能发电装置还包括冷却器，所述冷却器设置在所述压缩机与所述储气装置的输送管道之间。在另一种优选实现方式中，所述储能式风能发电装置还包括充电装置和蓄电池，所述充电装置与所述发电机相连，用以对所述蓄电池充电。在另一种优选实现方式中，所述储气设备包括四个储气罐，第一储气罐与第二储气罐彼此串联，第三储气罐与第四储气罐彼此串联，彼此串联的两组储气罐并联连接。在另一种优选实现方式中，所述风力叶轮机的数目为3个、4个或者5个。在另一种优选实现方式中，所述储能式风能发电装置还包括热水输送装置，所述热水输送装置与所述冷却器通过管道相连通，所述冷却器对所述热水输送装置输送的水进行加热。有益效果：在风能-压缩空气储能系统方面，以往的研究主要采用风力发电机产生电能并驱动空气压缩机，能量从风能转化为电能再转化为压缩空气势能，能量转化链长，效率偏低。相比之下，本技术利用风力轮机直接驱动空气压缩机进行压缩空气储能，不需要进行电能转换后再转换成压缩空气，能量转化链短，效率高。本技术将储气罐直接设置在风力叶轮机的底座中或支架下方，既方便压缩空气储存，又缩短能量转化链。本技术的冷却器直接用于对热水输送装置内的水进行加热，既实现了冷却，又实现了日常热水的供应，节约能源的同时，为改善生活做出了巨大贡献，因此，更有利于风力发电设备的推广应用。附图说明图1是根据本技术的一个实施例的储能式风能发电装置的框架示意图；具体实施方式如图1所示，本实施例中的储能式风能发电装置包括风力叶轮机1、空气压缩机2、储气设备3、气动发动机4、发电机5以及压力调节器6。本技术的风力叶轮机1采用常规的叶轮机，因此这里仅介绍其大体构造。其主要包括叶轮支架、叶轮转轴以及叶轮，叶轮通过叶轮转轴安装在叶轮支架上，能够绕叶轮转轴旋转。类似地，本技术的压缩机也采用市售的常规压缩机。该压缩机包括驱动轴、活塞和气缸。不过本技术将风力叶轮机1与空气压缩机2二者巧妙地结合在一起使用。具体而言，本技术将储气罐和空气压缩机均置于风力叶轮机1的底座或支架下方，将风力叶轮机1的叶轮转轴与压缩机2的驱动轴进行传动连接。比如，可以直接将二者相连，或者，也可以将二者通过铰链、齿轮或者万向节进行连接，使得风力叶轮机1可以直接驱动空气压缩机2，而不需要动力或能量的远距离传送。空气压缩机1采用活塞式压缩机，其驱动轴带动活塞做上下往复运动，进而对气缸中的空气进行压缩并输送至储气设备。在本实施例中，储气设备3包括四个储气罐，第一储气罐与第二储气罐彼此串联，第三储气罐与第四储气罐彼此串联，彼此串联的两组储气罐并联连接，这样做的好处使压缩空气在进入储气罐的过程中可以逐级压缩，避免压缩过程过猛带来安全隐患。储气设备3包括入气口和出气口，入气口与气缸直接或间接相连用以接收压缩空气，出气口与气动发动机相连；气动发动机4上安装有压力调节器，压力调节器设置在气动发电机4与储气设备3的连接管道上；气动发动机4具有叶片和气动转轴，气动转轴与发电机5的驱动轴相连接，用以驱动所述发电机发电。储能式风能发电装置还包括冷却器，冷却器设置在压缩机2与储气装置3的输送管道之间。考虑到在个别情况下，可能存在长时间为大风天气，但风能消耗不足的情况，为了避免储气设备储满后无法继续储存，该储能式风能发电装置还包括充电装置和蓄电池，所述充电装置与所述发电机相连，用以对所述蓄电池充电。充电装置可以将发电机所发的交流电转化为直流电，对蓄电池进行充电。当然，包含蓄电池这种构造还可以有另一种应用，即，发电装置可以用于为新能源汽车进行充电，当有新能源汽车连接到充电装置上之后，发电装置首先保证对新能源汽车蓄电池的充电，然后，在进行储气装置的储气。虽然，上面以4个储气罐为例进行了说明，但是，需要说明的是，储气罐的数目不限于4个。此外，风力叶轮机的数目可以为一个或多个，比如3个、4个或者5个。本技术的储能式风能发电装置还包括热水输送装置，热水输送装置与冷却器相连通，热水输送装置主要用于居民或热水车的热水供应，冷却器为水冷式冷却器，热水输送装置的输送管路与冷却器的冷却管路相连通，进而，可以实现对热水输送装置内的冷水进行加热。附图中的各个部件的形状均是示意性的，不排除与其真实形状存在一定差异，附图仅用于对本技术的原理进行说明，并非意在对本技术进行限制。虽然上面结合本技术的优选实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种储能式风能发电装置，其特征在于，所述储能式风能发电装置包括风力叶轮机、压缩机、储气设备、气动发动机、发电机以及压力调节器，所述风力叶轮机包括叶轮支架、叶轮转轴以及叶轮，所述叶轮通过所述叶轮转轴安装在所述叶轮支架上，能够绕所述叶轮转轴旋转，所述压缩机包括驱动轴、活塞和气缸，所述叶轮转轴与所述压缩机的驱动轴相连接用以驱动所述驱动轴，所述驱动轴能够带动所述活塞做上下往复运动，进而对所述气缸中的空气进行压缩并输送至所述储气设备；所述储气设备包括入气口和出气口，所述入气口与所述气缸直接或间接相连用以接收压缩空气，所述出气口与所述气动发动机相连；所述气动发动机上安装有压力调节器，所述压力调节器设置在所述气动发电机与所述储气设备的连接管道上；所述气动发动机具有叶片和气动转轴，所述气动转轴与所述发电机的驱动轴相连接，用以驱动所述发电机发电。

【技术特征摘要】
1.一种储能式风能发电装置，其特征在于，所述储能式风能发电装置包括风力叶轮机、压缩机、储气设备、气动发动机、发电机以及压力调节器，所述风力叶轮机包括叶轮支架、叶轮转轴以及叶轮，所述叶轮通过所述叶轮转轴安装在所述叶轮支架上，能够绕所述叶轮转轴旋转，所述压缩机包括驱动轴、活塞和气缸，所述叶轮转轴与所述压缩机的驱动轴相连接用以驱动所述驱动轴，所述驱动轴能够带动所述活塞做上下往复运动，进而对所述气缸中的空气进行压缩并输送至所述储气设备；所述储气设备包括入气口和出气口，所述入气口与所述气缸直接或间接相连用以接收压缩空气，所述出气口与所述气动发动机相连；所述气动发动机上安装有压力调节器，所述压力调节器设置在所述气动发电机与所述储气设备的连接管道上；所述气动发动机具有叶片和气动转轴，所述气动转轴与所述发电机的驱动轴相连接，用以驱动所述发电机发电。2.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵锐，冯利伟，薛生艺，秦荣海，
申请(专利权)人：国网山西省电力公司大同供电公司，
类型：新型
国别省市：山西;14