一种集束式风力发电系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种集束式风力发电系统，包括至少一套集束装置，集束装置用于在至少一个方向上收集风力；至少一套风力发电装置，风力发电装置用于接收集束装置输送的风力进行发电；集束装置包括依次连接的捕风口、导向弯头、连接直管和加速变径管；风力发电装置包括依次连接的发电装置生根套管、发电装置和出口扩散管；其中，集束装置通过捕风口收集的风力依次经导向弯头、连接直管和加速变径管后输送至风力发电装置的发电装置生根套管，然后经发电装置发电后从出口扩散管排出。本实用新型专利技术的集束式风力发电系统，在相同容量的风电场中发电效率更高，能更好的利用公共设备，并且显著降低了同等风场规模的单位投资水平。

【技术实现步骤摘要】
一种集束式风力发电系统
本技术涉及风力发电领域，更具体地，涉及一种集束式风力发电系统。
技术介绍
随着能源与环境问题的日益突出，世界各国正把更多目光投向可再生能源，其中风能因其具有巨大蕴藏量、可再生、分布广及无污染的特性，成为全球普遍欢迎的清洁能源。发展风力发电对于解决能源危机、减轻环境污染、调整能源结构等方面都有着非常重要的意义。目前，现有技术的风力发电装置的并不能充分的收集风能，需要3m/s以上风速才能发电，风速到约10.0m/s的时候就能满负荷发电量，如果风速再增大，会先靠桨叶的变化减慢转速，然后机械刹车，所以造成风能资源很大的浪费。而且转换效率较低，发电成本仍然较高，难于广泛应用。
技术实现思路
本技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。为此，本技术提出一种集束式风力发电系统，该风力发电系统既最大化利用了风能资源，又降低了风电场综合造价。根据本技术的集束式风力发电系统，包括：至少一套集束装置，所述集束装置用于在至少一个方向上收集风力；至少一套风力发电装置，所述风力发电装置用于接收所述集束装置输送的风力进行发电；所述集束装置包括依次连接的捕风口、导向弯头、连接直管和加速变径管；所述风力发电装置包括依次连接的发电装置生根套管、发电装置和出口扩散管；其中，所述集束装置通过捕风口收集的风力依次经导向弯头、连接直管和加速变径管后输送至所述风力发电装置的发电装置生根套管，然后经发电装置发电后从出口扩散管排出。其中，还包括用于支撑所述集束装置和所述风力发电装置的中心柱。其中，所述中心柱设置有回转支撑轴承，用于使所述集束装置和所述风力发电装置能够转动的支撑于所述中心柱上。其中，所述集束装置和所述风力发电装置通过风筒加强筋和限位装置与所述回转支撑轴承连接。其中，所述集束装置和所述风力发电装置设置有风筒支撑装置。其中，所述风筒支撑装置与所述回转支撑轴承通过偏航齿轮和偏航销齿啮合连接。其中，所述发电装置通过发电机支撑装置设置于所述发电装置生根套管内。其中，所述中心柱上设置有至少一个检修平台，用于对所述集束装置和所述风力发电装置进行检修维护。其中，所述风力发电装置设置有环形拖线装置，用于给所述风力发电装置供电和把所述风力发电装置所产生的电量送出。其中，所述集束装置和所述风力发电装置为一体式设计且数量互相对应。根据本技术的集束式风力发电系统，通过至少一个集束装置对风力的收集，使的发电装置在相同容量的风电场中发电效率更高，能更好的利用公共设备，并且显著降低了同等风场规模的单位投资水平。附图说明本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本技术实施例的集束式风力发电系统的结构的正视图；图2为根据本技术实施例的集束式风力发电系统的结构的侧视图；图3为根据本技术另一实施例的集束式风力发电系统的结构的侧视图；图4为根据本技术另一实施例的集束式风力发电系统的结构的正视图；图5为根据本技术又一实施例的集束式风力发电系统的结构的侧视图；图6为根据本技术又一实施例的集束式风力发电系统的结构的俯视图。附图标记：1、捕风口；2、导向弯头；3、连接直管；4、加速变径管；5、发电装置生根套管；6、发电装置；7、叶片；8、出口扩散管；9、中心柱；10、风筒加强筋；11、限位装置；12、回转支撑轴承；13、风筒支撑装置；14、偏航齿轮；15、环形拖线装置；16、发电机支撑装置；17、检修平台；18、偏航销齿。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。下面结合附图1至图6具体描述根据本技术实施例的集束式风力发电系统。根据本技术的集束式风力发电系统，包括至少一套集束装置，集束装置用于在至少一个方向上收集风力；至少一套风力发电装置，风力发电装置用于接收集束装置输送的风力进行发电；集束装置包括依次连接的捕风口1、导向弯头2、连接直管3和加速变径管4；风力发电装置包括依次连接的发电装置生根套管5、发电装置6和出口扩散管8；其中，集束装置通过捕风口1收集的风力依次经导向弯头2、连接直管3和加速变径管4后输送至风力发电装置的发电装置生根套管5，然后经发电装置6发电后从出口扩散管8排出。其中，发电装置6设置有叶片7，通过叶片7的旋转带动发电装置6进行发电。在一些实施例中，如图1-2所示，根据本技术的集束式风力发电系统，设置有四套集束装置和风力发电装置，四套集束装置和风力发电装置沿圆周方向90°集束布置在中心柱9四周。集束装置和风力发电装置通过风筒支撑装置13、回转支撑轴承12支撑于中心柱9上，当风向变化时，风力发电装置可通过变频电机带动偏航销齿18转动，通过偏航销齿18与偏航齿轮14的啮合传动，从而驱动整个集束式风力发电系统能够随风向实现偏航功能。为保证整个集束式风力发电系统的结构稳定性，在上部及下部区域各设置一套限位装置，集束装置通过风筒加强筋10、限位装置11和回转支撑轴承12支撑于中心柱9上，使得集束装置和风力发电装置只能围绕中心柱9转动。在另一些实施例中，如图3-4所示，根据本技术的集束式风力发电系统，设置有两套集束装置和风力发电装置，两套集束装置和风力发电装置沿圆周方向180°集束布置在中心柱9四周。在又一些实施例中，如图5-6所示，根据本技术的集束式风力发电系统，仅设置一套集束装置和风力发电装置，且集束装置和风力发电装置为一体式设计。在一些可选的实施例中，中心柱9设置有回转支撑轴承12，用于使集束装置和风力发电装置能够转动的支撑于中心柱9上；集束装置和风力发电装置通过风筒加强筋10和限位装置11与回转支撑轴承12连接。可选的，集束装置和风力发电装置设置有风筒支撑装置13；风筒支撑装置13与回转支撑轴承12通过偏航齿轮14和偏航销齿18啮合连接。在另一些可选的实施例中，发电装置通过发电机支撑装置16设置于发电装置生根套管5内。在另一些可选的实施例中，中心柱9上设置有至少一个检修平台17，用于对集束装置和风力发电装置进行检修维护。在一些实施例中，风力发电装置设置有环形拖线装置15，用于给风力发电装置供电和把风力发电装置所产生的电量送出。在另一些可选的实施例中，集束装置和风力发电装置为一体式设计且数量互相对应。在上述实施例中，根据本技术的集束式风力发电系统工作原理如下：捕风口1捕获空气经过导向弯头2和连接直管3后，进入加速变径管4中进行加速，加速后的空气向对接的发电装置6送风，通过管道中的风，控制发电装置6中的叶片7转动，叶片的转动可驱动发电机装置6发电，发过电后的风经过出口扩散管8回到大自然。上述工作原理利用了等质量的风在流过截面变小的管道时流速会增加的原理。具体的，假设在集束式风力发电系统进风口处的自然风流速为10米/秒，截面直径为4米，通过加速变径管后的截面直径为2米，即缩放值约为0.5，则在截面直径为2米处的风速可达40米/秒。假设风能转化率值Cp为0.4，进一步的，在此处安装2米直径的风力发电机组单机理论本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集束式风力发电系统，其特征在于，包括：至少一套集束装置，所述集束装置用于在至少一个方向上收集风力；至少一套风力发电装置，所述风力发电装置用于接收所述集束装置输送的风力进行发电；所述集束装置包括依次连接的捕风口、导向弯头、连接直管和加速变径管；所述风力发电装置包括依次连接的发电装置生根套管、发电装置和出口扩散管；其中，所述集束装置通过捕风口收集的风力依次经导向弯头、连接直管和加速变径管后输送至所述风力发电装置的发电装置生根套管，然后经发电装置发电后从出口扩散管排出。

【技术特征摘要】
1.一种集束式风力发电系统，其特征在于，包括：至少一套集束装置，所述集束装置用于在至少一个方向上收集风力；至少一套风力发电装置，所述风力发电装置用于接收所述集束装置输送的风力进行发电；所述集束装置包括依次连接的捕风口、导向弯头、连接直管和加速变径管；所述风力发电装置包括依次连接的发电装置生根套管、发电装置和出口扩散管；其中，所述集束装置通过捕风口收集的风力依次经导向弯头、连接直管和加速变径管后输送至所述风力发电装置的发电装置生根套管，然后经发电装置发电后从出口扩散管排出。2.根据权利要求1所述的集束式风力发电系统，其特征在于，还包括用于支撑所述集束装置和所述风力发电装置的中心柱。3.根据权利要求2所述的集束式风力发电系统，其特征在于，所述中心柱设置有回转支撑轴承，用于使所述集束装置和所述风力发电装置能够转动的支撑于所述中心柱上。4.根据权利要求3所述的集束式风力发电系统，其特征在于，所述集束装置和所述风力发电装...

【专利技术属性】
技术研发人员：张辉，
申请(专利权)人：张辉，
类型：新型
国别省市：北京,11