风力发电方法和风力发电装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供能对转子失速防患于未然且高效发电的风力发电方法。所述方法中，将发电机(3)借助离合器(9)连接在转子(2)的纵主轴(5)上，并重复进行以下步骤：当转子在预定的平均风速以下旋转时，切断离合器使转子空转，当该转子达到特定的圆周速度或旋转速度时，接通离合器由发电机发电，当转子再次在平均风速以下旋转时，再次切断离合器、使转子空转，直到转子到达特定的圆周速度或旋转速度，之后再次接通离合器由发电机发电。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】风力发电方法和风力发电装置
本专利技术涉及能提高发电效率的风力发电方法和风力发电装置。
技术介绍
风力发电装置通常机械性损失大，且在低风速下转子因发电机的定位转矩、发电负载而不能高效旋转，发电效率低。为解决该问题，本申请的专利技术人开发了具备带有升力型叶片的风车的纵轴风力发电装置(例如参照专利文献1、2)。专利文献1、2中记载的纵轴风力发电装置具备转子，所述转子具有以纵主轴为中心彼此相对的一对纵长升力型叶片，通过在各升力型叶片的上下两端部上形成朝向纵主轴方向的朝内倾斜部，由朝内倾斜部阻挡沿叶片的内侧面在上下方向上扩散的气流，从而提高旋转力，同时使升力(推力)增大，转子能高效旋转。现有技术文献专利文献1：日本专利公报第4907073号专利文献2：日本专利公开公报特开2011-169292号上述专利文献中记载的纵轴风车，由于旋转效率高，不仅开始发电的切入风速能设定得较低，且当转子的圆周速度达到例如5m/s时，利用叶片上下两端部的朝内倾斜部的作用和柯恩达效应，叶片上产生的升力(推力)增大，转子在加速到超过风速的圆周速度的状态下旋转，所以不易发生定位转矩和发电负载导致的失速，具有发电效率提高的特征。因此，如果在转子容易受到定位转矩和发电负载的影响的低风速下，例如切入风速以下旋转时，暂时停止发电并使转子空转，而当转子达到不受定位转矩和发电负载的影响而旋转的圆周速度或旋转速度后、进行发电，则能够在转子不失速的情况下进一步提高发电效率。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的是提供能将转子失速防患于未然、且高效发电的风力发电方法和风力发电装置。按照本专利技术的风力发电方法，上述问题如下解决。(1)将发电机借助离合器以能断开或接通的方式连接在风车的转子的主轴上，并重复进行以下步骤：当所述转子在预定的平均风速以下旋转时，切断所述离合器使所述转子空转；当所述转子达到特定的圆周速度或旋转速度时，接通所述离合器由所述发电机发电；当所述转子再次在所述平均风速以下旋转时，再次切断所述离合器、使所述转子空转，直到所述转子达到所述特定的圆周速度或旋转速度为止；之后再次接通所述离合器由所述发电机发电。按照上述方法，由于重复以下步骤：当转子在预定的平均风速以下旋转时，切断离合器使转子空转，当转子在加速中达到能高效旋转的、特定的平均圆周速度或旋转速度时，能接通离合器由发电机发电，且当转子再次在预定的平均风速以下旋转时，再次切断离合器、使转子空转，直到转子在加速中达到能高效旋转的圆周速度或旋转速度为止，之后，再次接通离合器、由发电机发电，所以能对转子因定位转矩和发电负载导致的失速防患于未然，并可以高效发电。此外，离合器切断时，由于主轴上不再作用发电机带来的定位转矩和发电负载，转子在惯性下顺畅地持续空转，因此其间只要风力情况略微好转，转子就会迅速加速到特定的平均圆周速度或旋转速度而高效旋转。所以，切断离合器并停止发电的时间会因此缩短。按照本专利技术的风力发电装置，上述问题如下解决。(2)风力发电装置包括：风车，具备带有多个叶片的转子；发电机，与所述转子的主轴相连；离合器，设置在所述主轴和发电机之间，能将主轴和发电机间的动力的传递断开或连接；旋转速度检测装置，检测所述转子的圆周速度或旋转速度；风速检测装置，检测朝向所述转子的平均风速；以及控制装置，所述控制装置进行控制，当所述风速检测装置检测到预定的平均风速时，切断所述离合器，使所述转子空转，当所述旋转速度检测装置检测到所述转子的圆周速度或旋转速度达到了特定的值时，接通所述离合器、由所述发电机发电，且当所述风速检测装置再次检测到预定的平均风速时，再次切断所述离合器，当所述转子的圆周速度或旋转速度再次达到了特定的值时，接通所述离合器、由所述发电机发电，重复进行以上控制。按照这种构成，由于控制装置重复进行下述控制：当风速检测装置检测到预定的平均风速时，切断离合器，使转子空转，当旋转速度检测装置检测到转子的圆周速度或旋转速度达到了特定的值时，接通离合器、由发电机发电，且当风速检测装置再次检测到预定的平均风速时，再次切断离合器，当转子的圆周速度或旋转速度再次达到了特定的值时，接通离合器、由发电机发电，所以不仅能对转子因定位转矩和发电负载导致的失速防患于未然，还可以高效发电。此外，切断离合器时，由于主轴上不再作用发电机带来的定位转矩和发电负载，转子因惯性顺畅持续空转，因此其间只要风力情况略微好转，转子就会迅速加速到特定的平均圆周速度或旋转速度而高效旋转。因此，切断离合器并停止发电的时间会因此缩短。(3)在上述(2)的基础上，将所述离合器设为电磁离合器。按照这种构成，由于通过控制装置的控制，可以使电磁离合器准确且短时间内断开或接通，因此能够顺应风力情况的变化，快速地使转子空转或开始发电。(4)风力发电装置包括：风车，具备带有多个叶片的转子；发电机，与所述转子的主轴相连；以及离合器，设置在所述主轴和发电机之间，能将主轴和发电机之间的动力的传递自动断开或连接，所述离合器重复以下动作：当所述转子在预定的平均风速以下旋转时，能将所述主轴和发电机之间的动力的传递自动切断、使所述转子空转，当所述转子的圆周速度或旋转速度达到了特定的值时能自动连接、由所述发电机发电，且当所述转子再次在预定的平均风速以下旋转时，能再次自动切断并使所述转子空转，当所述转子的圆周速度或旋转速度达到了所述特定的值时，能再次自动连接、由所述发电机发电。按照这种构成，由于设置在主轴和发电机之间的离合器重复以下动作：当转子在预定的平均风速以下旋转时，能将主轴和发电机之间的动力的传递自动切断、使转子空转，当转子的圆周速度或旋转速度达到了特定的值时能自动接通、由所述发电机发电，且当转子再次在预定的平均风速以下旋转时，能再次自动切断并使转子空转，当转子的圆周速度或旋转速度达到了所述特定的值时，能再次自动接通，由所述发电机发电，所以，不仅能对转子因定位转矩和发电负载导致的失速防患于未然，还可以高效发电。(5)在所述(4)的基础上，所述离合器为利用伴随转子的主轴的旋转的离心力、自动断开或连接的离心式离合器。按照这种构成，因为不需要用于使离合器断开或连接的电气控制装置，所以降低了风力发电装置的费用。(6)在上述(2)～(5)中任意一项的基础上，所述风车为具备转子的纵轴风车或横轴风车，所述转子具有前端部形成有倾斜部的多个升力型叶片。按照这种构成，转子具备前端部形成有倾斜部的多个升力型叶片，在具有所述转子的纵轴风车或横轴风车中，由于通过用倾斜部阻挡碰到叶片后、向前端方向扩散的气流，可以提高旋转力来加大升力(推力)，所以风速越大、利用柯恩达效应在叶片上产生的升力(推力)越大，转子被加速后高效旋转。因此，可以提高接通离合器发电时的发电效率。此外，由于还缩短了空转的转子达到特定的平均圆周速度或旋转速度的时间，因此切断离合器并停止发电的时间进一步缩短，从而发电效率提高。(7)在上述(2)～(6)中任意一项的基础上，风力发电装置还具备制动装置，当所述平均风速超过预定的额定平均风速时，或者所述转子的圆周速度或旋转速度超过预定的允许值时，所述制动装置使转子减速或停止。按照这种构成，由于防止了转子和与其相连的发电机超速，所以提高了转子和发电机的耐久性。按照本专利技术的风力发电方法和风力发电装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风力发电方法，其特征在于，将发电机借助离合器以能断开或接通的方式连接在风车的转子的主轴上，并重复进行以下步骤：当所述转子在预定的平均风速以下旋转时，切断所述离合器使所述转子空转；当所述转子达到特定的圆周速度或旋转速度时，接通所述离合器由所述发电机发电；当所述转子再次在所述平均风速以下旋转时，再次切断所述离合器、使所述转子空转，直到所述转子达到所述特定的圆周速度或旋转速度为止；之后再次接通所述离合器由所述发电机发电。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.24 JP 2016-0330611.一种风力发电方法，其特征在于，将发电机借助离合器以能断开或接通的方式连接在风车的转子的主轴上，并重复进行以下步骤：当所述转子在预定的平均风速以下旋转时，切断所述离合器使所述转子空转；当所述转子达到特定的圆周速度或旋转速度时，接通所述离合器由所述发电机发电；当所述转子再次在所述平均风速以下旋转时，再次切断所述离合器、使所述转子空转，直到所述转子达到所述特定的圆周速度或旋转速度为止；之后再次接通所述离合器由所述发电机发电。2.一种风力发电装置，其特征在于包括：风车，具备带有多个叶片的转子；发电机，与所述转子的主轴相连；离合器，设置在所述主轴和发电机之间，能将主轴和发电机间的动力的传递断开或连接；旋转速度检测装置，检测所述转子的圆周速度或旋转速度；风速检测装置，检测朝向所述转子的平均风速；以及控制装置，所述控制装置进行控制，当所述风速检测装置检测到预定的平均风速时，切断所述离合器，使所述转子空转，当所述旋转速度检测装置检测到所述转子的圆周速度或旋转速度达到了特定的值时，接通所述离合器、由所述发电机发电，且当所述风速检测装置再次检测到预定的平均风速时，再次切断所述离合器，当所述转子的圆周速度或旋转速度再次达到了特定的值时，接通所述离...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木政彦，
申请(专利权)人：全球能量有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP