一种高空风力发电系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种高空风力发电系统，该系统包括做功单元和与其连接的地面单元，所述做功单元包括做功主体和若干条连接至所述地面单元的做功绳，所述做功绳上设有平衡体；其中一根做功绳直接与所述做功主体的迎风面的中部连接，其余做功绳分别设有可沿绳上、下行走的驱动件，所述驱动件通过连接件连接至所述迎风面的中部外侧，所述连接件能够张紧和松弛。本实用新型专利技术通过调整驱动件在做功绳上的位置以及各个做功绳之间的相对位置能够更加灵活实现做功单元迎风面的面积和飞行姿态进行动态调整，从而保障输出功率的平稳性，且能够使做功单元上升到更高的海拔，有效利用高海拔处的巨大风能，也可以搭载巨型面积动力帆。也可以搭载巨型面积动力帆。也可以搭载巨型面积动力帆。

【技术实现步骤摘要】
一种高空风力发电系统


[0001]本技术涉及利用高空风能的发电系统，具体涉及一种高空风能发电系统。

技术介绍

[0002]目前利用高空风力进行发电的方式主要有两种，一种是将风力发电机通过氦气球等装置升到高空，高空风力带动风机发电，然后通过连接发电机和地面的电缆将电力传输回地面。另一种是通过高空风力带动伞梯或风筝运动，然后由伞梯或风筝拉动连接地面做功设备的绳索做功。
[0003]申请号为CN201610200583.1的专利技术专利申请公开了一种高空风能发电系统，发电系统包括至少一个高空风能发电装置，发电装置包括伞形风筝和高空发电部分，高空发电部分由涡轮机和发电机构成，伞形风筝的前端至后端呈渐缩结构，风筝的后端开口，开口处固定设置涡轮机；当发电系统包括至少两个高空风能发电装置时，所有的高空风能发电装置中的发电机串联设置。
[0004]这种方式由于电缆本身重量以及发电装置的尺寸和重量的缘故，使得系统升空高度非常有限，一般在1千米左右，无法获取更高海拔的巨大风能。
[0005]申请号为CN200910108994.8的专利技术专利申请公开了一种伞型风力系统，包括固定绳、升力导引体和至少一串伞，所述固定绳的一端穿过伞系住所述升力导引体，固定绳上固定有至少一串伞，另一端固定于受力物；所述升力导引体和所述伞之间要保持有距离；所述伞至少有三根细绳，每一根细绳的一端系住伞的边沿，另一端固定于所述固定绳上；每一个所述的伞都与其相邻的伞之间保持有距离，伞在生力导引体的导引下张开并形成向上的巨大的拉力。
[0006]但伞梯式和风筝式都比较难以实现迎风面和飞行姿态的动态调整，而且一般迎风面都难以做到太大从而难以获得更高更平稳的功率输出。

技术实现思路

[0007]本技术要解决的技术问题是现有的高空风力发电系统升空高度有限，无法有效利用高海拔处的巨大风能，以及难以对空中做功伞的迎风面和飞行姿态进行动态调整等。
[0008]为解决上述技术问题，本技术采用以下技术方案：
[0009]提供一种高空风力发电系统，包括做功单元和与其连接的地面单元，所述做功单元包括做功主体和若干条连接至所述地面单元的做功绳，所述做功绳上设有平衡体；其中一根做功绳直接与所述做功主体的迎风面的中部连接，其余做功绳分别设有可沿绳上、下行走的驱动件，所述驱动件通过连接件连接至所述迎风面的中部外侧，所述连接件能够张紧和松弛。
[0010]进一步地，所述其中一根做功绳穿过所述迎风面的中心并直接与所述中心连接，所述其余做功绳通过所述驱动件和所述连接件连接至所述迎风面的外边沿。
[0011]更进一步地，所述做功主体具有帆状构型，所述帆状构型的帆面构成所述迎风面。
[0012]进一步地，所述地面单元包括控制模块、分别与所述做功绳连接的绕卷装置和连接至所述绕卷装置的电机和发电装置，所述控制模块分别控制所述驱动件、所述绕卷装置、所述电机和所述发电装置。
[0013]进一步地，所述做功单元设有监测风况和海拔的传感模块，所述传感模块与所述控制模块通过无线模块连接，所述控制模块根据所述传感模块传递的信息控制所述驱动件、所述绕卷装置、所述电机和所述发电装置。
[0014]更进一步地，所述做功绳先经过地面导向装置再连接至所述绕卷装置，所述地面导向装置用于确定所述做功绳之间的间距。
[0015]进一步地，所述系统包括至少三根做功绳，所述平衡体包括氦气球。
[0016]为解决上述技术问题，本技术还提供一种高空风力发电系统的发电方法，所述发电方法包括以下步骤：
[0017]1）做功单元上升至做功上限高度时，断开所述做功单元与发电装置的连接，并回收连接至所述做功单元的迎风面中部的做功绳；
[0018]2）同时向驱动件发出上行指令，所述驱动件沿着其余做功绳向上行走使连接在所述迎风面和所述驱动件之间的连接件处于松弛状态，此时所述迎风面在风力作用下向上翻折，所述连接件连接至所述迎风面的中部外侧；
[0019]3）回收所述其余做功绳，所述做功单元下降；
[0020]4）所述做功单元下降至做功下限高度时，停止对所有做功绳的回收并使所述做功单元与所述发电装置建立连接；
[0021]5）向驱动件发出下行指令，所述驱动件沿着所述其余做功绳向下行走使所述连接件处于张紧状态，在风力作用下所述迎风面重新展开，在所述迎风面的拉动下所述做功单元再次上升；
[0022]6）重复步骤1）至步骤5）。
[0023]进一步地，在上升过程中，还包括根据风况控制所述驱动件的位置和/或各做功绳之间的相对位置来调整所述迎风面的面积的步骤。
[0024]更进一步地，在上升过程中，还包括当所述风况稳定时向所述驱动件发出状态保持指令，停止所述驱动件的运动的步骤。
[0025]本专利技术要求保护的技术方案取得了以下技术效果：
[0026]1）相较于现有的单绳伞型方案，本技术采用若干做功绳，通过调整驱动件在做功绳上的位置以及各个做功绳之间的相对位置能够更加灵活实现对做功单元迎风面的面积和飞行姿态进行动态调整，从而保障输出功率的平稳性。
[0027]2）本技术与现有的将发电机升到空中的技术相比，能够使做功单元上升到更高的海拔，有效利用高海拔处的巨大风能；与伞梯结构相比，可以搭载巨型面积动力帆，从而有效提升地面系统的发电能力。
附图说明
[0028]图1为做功单元主要结构示意图；
[0029]图2为地面单元主要结构示意图；
[0030]图3为做功单元帆面翻折示意图；
[0031]图4为做功单元调整帆面展开面积示意图；
[0032]图5为第一驱动件和第二驱动件的局部示意图；
[0033]图6为通过第一驱动件和第二驱动件调整各连接件相对长度而改变帆面攻角的示意图。
[0034]附图标记：100
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第一平衡体；101
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第二平衡体；102
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第三平衡体；200
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第一做功绳；201
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第二做功绳；202
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第三做功绳；300
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做功主体；401
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第一驱动件；402
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第二驱动件；403
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连接件；500
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第一地面导向装置；501
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第二地面导向装置；502
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第三地面导向装置；600
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控制模块；700
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发电装置；801
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第一电机；801
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第二电机；801
″‑
第三电机；802
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第一电离离合器；802
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第二电离离合器；802
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第三电离离合器；803
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第一减速箱；803
′‑
第二减速箱；80本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高空风力发电系统，包括做功单元和与其连接的地面单元，其特征在于，所述做功单元包括做功主体和若干条连接至所述地面单元的做功绳，所述做功绳上设有平衡体；其中一根做功绳直接与所述做功主体的迎风面的中部连接，其余做功绳分别设有可沿绳上、下行走的驱动件，所述驱动件通过连接件连接至所述迎风面的中部外侧，所述连接件能够张紧和松弛。2.根据权利要求1所述的高空风力发电系统，其特征在于，其中一根做功绳穿过所述迎风面的中心并直接与所述中心连接，所述其余做功绳通过所述驱动件和所述连接件连接至所述迎风面的外边沿。3.根据权利要求2所述的高空风力发电系统，其特征在于，所述做功主体具有帆状构型，所述帆状构型的帆面构成所述迎风面。4.根据权利要求1所述的高空风力发电系统，其特征在于，所述地面单元包括控制模块、分别与所述做功绳连接的绕卷...

【专利技术属性】
技术研发人员：王博强，
申请(专利权)人：上海井蹊科技合伙企业有限合伙，
类型：新型
国别省市：