自适应风力蓄能发电冷量回收系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种自适应风力蓄能发电冷量回收系统，包括塔架，在该塔架的顶部安装有风机舱，在该风机舱的前端安装有风轮，该风轮的风轮轴穿入风机舱内部，该系统还包括螺杆压缩机、高压储气装置、转子发电机、透平膨胀机和冷量回收机构，其中，螺杆压缩机安装在风机舱的内部，并受风轮轴驱动，高压储气装置与螺杆压缩机相连，用于存储螺杆压缩机生成的压缩空气，转子发电机和透平膨胀机均安装在风机舱的内部，透平膨胀机受压缩空气驱动，同时带动转子发电机工作，冷量回收机构用于收集和储存透平膨胀机工作时产生的冷量。采用以上结构，不但能够将风能转换为压缩空气能，并在需要时对释放空气能进行发电，而且能够回收发电时产生的冷量。

Cold recovery system for adaptive wind energy storage power generation

The utility model discloses an adaptive wind energy storage power generation cooling recovery system, including a tower frame. A winder is installed at the top of the tower, and a wind wheel is installed on the front end of the air engine room. The wind wheel of the wind wheel is penetrated inside the air engine room, and the system also includes a screw compressor, a high-pressure gas storage device, a rotor generator, and a rotor. The turbine expander and the cold recovery mechanism, in which the screw compressor is installed inside the fan cabin and driven by the wind wheel shaft, the high-pressure gas storage device is connected with the screw compressor to store the compressed air generated by the screw compressor. The rotor generator and the turbine expander are all installed inside the air engine room, and the turbine expander is affected by the turbine. The compressed air drives the rotor generator at the same time, and the cold recovery mechanism is used to collect and store the cooling capacity generated by the turbine expander. Using the above structure, it can not only convert wind energy into compressed air energy, but also generate electricity to release air when needed, and can recover the cooling amount generated by power generation.

【技术实现步骤摘要】
自适应风力蓄能发电冷量回收系统
本技术属于风能利用
，具体涉及一种自适应风力蓄能发电冷量回收系统。
技术介绍
风力发电机是将风能转换为机械能，再把机械能转换为电能的电力设备。风能属于清洁能源，在将风能转换为电能的过程中对自然环境没有污染。但是，风力发电也存在着明显的缺点，其中，最为突出的是风速不稳定，带来电能产生量的不稳定，这与电网要求的稳定性显然存在着不匹配，尤其是当夜晚电网用电量处于谷值时，而风能往往处于峰值，当白天电网用电量处于峰值时，而风能往往处于谷值。因此，风力发电机特别需要配置一套储能机构，以同电网的需求匹配，平稳地输出电能。有的风力发电机配有蓄电池储电，但是，蓄电池通常充放电效率低下，衰减快，使用寿命短，而且对蓄电池的存放调节要求较为严苛，导致成本高昂，并且，废旧蓄电池的处理对环境污染较大。除此之外，在有的风力发电机发电的过程中会产生冷量，这些冷量目前并未被回收利用。解决以上问题成为当务之急。
技术实现思路
为解决以上技术问题，本技术提供一种自适应风力蓄能发电冷量回收系统，不但能够快速高效地将风能转换为压缩空气能，并在需要时释放空气能进行发电，而且能够回收发电过程中产生的冷量。为实现上述目的，本技术技术方案如下：一种自适应风力蓄能发电冷量回收系统，包括塔架，在该塔架的顶部安装有风机舱，在该风机舱的前端安装有风轮，该风轮的风轮轴穿入风机舱内部，其要点在于，还包括：螺杆压缩机，其安装在风机舱的内部，并受风轮轴驱动；高压储气装置，其与螺杆压缩机相连，用于存储螺杆压缩机生成的压缩空气；转子发电机，其安装在风机舱的内部；透平膨胀机，其安装在风机舱的内部，该透平膨胀机受压缩空气驱动，同时带动转子发电机工作；以及冷量回收机构，其用于收集和储存透平膨胀机工作时产生的冷量。采用以上结构，通过风轮的风轮轴带动螺杆压缩机工作，将螺杆压缩机生产的压缩空气储放于高压储气装置中，在需要发电时高压储气装置向透平膨胀机输出压缩空气，进而透平膨胀机带动转子发电机工作，实现发电；发电的同时，压缩空气经透平膨胀机时其自身压力会快速降低，释放出大量冷量，通过冷量回收机构能够收集和储存冷量；高压储气装置的大小和数量能够根据实际需求灵活地增加或减少，其储能量巨大；转子发电机发出的电能能够平稳地输出，不受风速大小拨动的影响，便于并入电网；整体结构简单、紧凑，易于维护，使用寿命长，成本低廉，环保无污染。作为优选：所述冷量回收机构包括蓄冷箱，该蓄冷箱和透平膨胀机之间设置有冷量收集管路，该冷量收集管路内具有冷媒，在所述冷量收集管路中安装有用于循环冷媒的循环泵。采用以上结构，通过循环泵能够使冷媒在冷量收集管路内实现循环，再利用冷媒快速吸收透平膨胀机工作时产生的冷量，并将冷量在蓄冷箱内释放，以此循环。作为优选：所述蓄冷箱可拆卸地安装在拖挂板车上，该拖挂板车能够被拖车拖动。采用以上结构，使蓄冷箱能够运输到需要的地方再释放冷量，大大提高了灵活性和实用性。作为优选：所述蓄冷箱包括箱体，该箱体内具有采用相变材料制成的内芯，在该内芯上开设有流道，在所述箱体上设有可拆卸的箱门，该箱门大小大于内芯在箱门上的投影面积。采用以上结构，相变材料能够快速吸收冷媒中的冷量，并且蓄冷量大，通过箱门的设计更便于内芯的取拿与更换。作为优选：所述高压储气装置包括至少一个高压储气罐。采用以上结构，能够根据实际需求增加或减少高压储气罐的数量，并且，储气罐技术成熟，可靠性高，成本低廉。作为优选：所述高压储气罐均安装在塔架旁。采用以上结构，便于增加或减少高压储气罐的数量或更换大小型号，其能够储放大量压缩空气，满足压缩空气实际储存需求，灵活性高。作为优选：所述高压储气罐各通过一副安装支架并排设置在塔架旁。采用以上结构，便于高压储气罐的安放，使高压储气罐摆放整齐，高效利用场地空间。作为优选：所述高压储气罐均安装在塔架的内部。采用以上结构，一体化的设计使整体外观更加紧凑，并且，塔架内部空间较大，能够安装较大型号的高压储气装置，以储存更多的压缩空气。作为优选：所述高压储气罐均安装在风机舱的内部。采用以上结构，核心部件均位于风机舱内，便于维护保养。作为优选：所述风机舱包括固定在塔架上端的机座和盖合在机座上的外壳体，所述机座和外壳体合围形成容置空间，所述螺杆压缩机、转子发电机和透平膨胀机均位于容置空间内。采用以上结构，稳定可靠，易于维护保养。与现有技术相比，本技术的有益效果是：采用本技术提供的自适应风力蓄能发电冷量回收系统，不但能够快速高效地将风能转换为压缩空气能，并在需要时释放空气能进行发电，而且能够回收发电时产生的冷量，结构简单、紧凑，易于维护，使用寿命长，成本低廉，环保无污染。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为风机舱的内部结构示意图；图3为蓄冷箱的内部结构示意图。具体实施方式以下结合实施例和附图对本技术作进一步说明。实施例1：请参见图1和图2，一种自适应风力蓄能发电冷量回收系统，包括塔架1、风机舱2、风轮3、螺杆压缩机4、高压储气装置5、转子发电机6、透平膨胀机7和冷量回收机构8。其中，所述风机舱2固定在塔架1的顶部，所述风轮3可转动地安装在风机舱2的前端，并能够在外界自然风的带动下转动。所述螺杆压缩机4安装在风机舱2的内部，受风轮3的风轮轴31带动而进行压缩空气作业，并将产生的压缩空气输送至高压储气装置5，当需要进行发电时，高压储气装置5向透平膨胀机7释放压缩空气，透平膨胀机7带动转子发电机6转动，实现发电，同时，透平膨胀机7工作时会产生大量冷量，冷量回收机构8将这些冷量进行回收和存储，转子发电机6和透平膨胀机7也同样安装在风机舱2的内部。请参见图2，所述风机舱2包括机座21和外壳体22，其中，机座21固定安装在塔架1上端，外壳体22盖合在机座21上，使机座21和外壳体22合围形成容置空间，所述螺杆压缩机4、转子发电机6和透平膨胀机7均位于容置空间内。请参见图2，所述风轮3的风轮轴31从风机舱2的前端穿入风机舱2的内部，风轮轴31通过联轴器与螺杆压缩机4的驱动轴连接，当风轮3转动时，风轮轴31与风轮3同步转动，风轮轴31通过联轴器带动螺杆压缩机4的驱动轴转动，使螺杆压缩机4做功，进行压缩空气作业。同时，由于所述螺杆压缩机4的排气口通过管道与高压储气装置5相连，螺杆压缩机4产生的高压空气最终存储于高压储气装置5中，即完成了将风能转换为机械能，再转换为空气能的过程。其中，所述螺杆压缩机4为双螺杆压缩机，双螺杆压缩机克服了单螺杆压缩机平衡性差、轴承易损的缺点，具有寿命长、噪音低、能耗小等优点。在需要发电时高压储气装置5向空气动力发电机输出压缩空气，进行发电，整套设备易于维护，使用寿命长，成本低廉，环保无污染。请参见图1，所述高压储气装置5优选为多个高压储气罐51，各个高压储气罐51均位于塔架1旁。需要指出的是，每个高压储气罐51均通过一副安装支架52并排安装在塔架1旁，高压储气罐51的大小和数量能够根据实际需求灵活地增加或减少，总体储能量巨大，高压储气罐51输出压缩空气时，其流量受电磁阀的控制，即在高压储气装置5的出口处设有电磁阀，通过电磁阀不但能够控制开闭，而且能够使发电时压缩空气平稳地输出，不受风速大小拨动的影响，便于并入电网。请参见本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应风力蓄能发电冷量回收系统，包括塔架(1)，在该塔架(1)的顶部安装有风机舱(2)，在该风机舱(2)的前端安装有风轮(3)，该风轮(3)的风轮轴(31)穿入风机舱(2)内部，其特征在于，还包括：螺杆压缩机(4)，其安装在风机舱(2)的内部，并受风轮轴(31)驱动；高压储气装置(5)，其与螺杆压缩机(4)相连，用于存储螺杆压缩机(4)生成的压缩空气；转子发电机(6)，其安装在风机舱(2)的内部；透平膨胀机(7)，其安装在风机舱(2)的内部，该透平膨胀机(7)受压缩空气驱动，同时带动转子发电机(6)工作；以及冷量回收机构(8)，其用于收集和储存透平膨胀机(7)工作时产生的冷量。

【技术特征摘要】
1.一种自适应风力蓄能发电冷量回收系统，包括塔架(1)，在该塔架(1)的顶部安装有风机舱(2)，在该风机舱(2)的前端安装有风轮(3)，该风轮(3)的风轮轴(31)穿入风机舱(2)内部，其特征在于，还包括：螺杆压缩机(4)，其安装在风机舱(2)的内部，并受风轮轴(31)驱动；高压储气装置(5)，其与螺杆压缩机(4)相连，用于存储螺杆压缩机(4)生成的压缩空气；转子发电机(6)，其安装在风机舱(2)的内部；透平膨胀机(7)，其安装在风机舱(2)的内部，该透平膨胀机(7)受压缩空气驱动，同时带动转子发电机(6)工作；以及冷量回收机构(8)，其用于收集和储存透平膨胀机(7)工作时产生的冷量。2.根据权利要求1所述的自适应风力蓄能发电冷量回收系统，其特征在于：所述冷量回收机构(8)包括蓄冷箱(81)，该蓄冷箱(81)和透平膨胀机(7)之间设置有冷量收集管路(82)，该冷量收集管路(82)内具有冷媒，在所述冷量收集管路(82)中安装有用于循环冷媒的循环泵(83)。3.根据权利要求2所述的自适应风力蓄能发电冷量回收系统，其特征在于：所述蓄冷箱(81)可拆卸地安装在拖挂板车(84)上，该拖挂板车(84)能够被拖车(85)拖动。4.根据权利要求2或3所述的自适应风力蓄能发电冷量回收系统，其特征在于：所述蓄冷箱(81)包括箱体(811)...

【专利技术属性】
技术研发人员：李均，
申请(专利权)人：重庆京天能源投资集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆,50