本发明专利技术提供一种风力发电装置和可再生能源系统，所述装置包括：横向排布的翼型结构，所述翼型结构包括上表面、下表面和在上表面和下表面之间形成的中空或镂空腔体，上表面和下表面中的一个表面的至少部分区域被用作气流高压区，另一表面的至少部分区域被用作气流低压区，气流低压区上具有至少一个出气口；内置旋转叶片的容纳腔体，容纳腔体与翼型结构的中间部分连接以与中空或镂空腔体连通，并且容纳腔体具有至少一个进气口；以及经由齿轮箱与旋转叶片连接的发电机；其中，翼型结构的两端具有挡板。本发明专利技术能够弥补传统发电装置的弊端和安装限制，降低了维护和安装成本，降低了风力发电设备对生态的影响，扩展了可适应的地区和范围。围。围。
【技术实现步骤摘要】
风力发电装置和可再生能源系统
[0001]本专利技术涉及风力发电
，尤其涉及一种风力发电装置，更特别地涉及一种风电混合再生能源系统。
技术介绍
[0002]常见的风力发电装置是由外置、可旋转的风扇叶片、发电机和齿轮变换系统组成，外置旋转叶片和发电机连接，风带动叶片旋转并带动大电机旋转，从而将风能转化成电能。旋转叶片越大，发电功率越高。路基的大型风力发电机的叶片已经达到60米长(旋转直径120米)，到2035年近海的大型风力发电机的叶片长度预计可以达到125米。由于外置可旋转叶片产生的噪音很大，还会驱吓或杀死大量鸟类和其他动物，不利于生态环境，因此这些外置旋转叶片的风力发电设备通常不允许安装在可居住区域，通常需要安装在偏远、海拔高和风力大的地方，如山地和近海。但是，随着旋转叶片尺寸的变大，运输、安装和维修这些大的旋转叶片变得越来越困难，运输叶片需要特殊的卡车或者船舶，安装和替换旋转叶片非常危险，并且外置的旋转叶片在恶劣天气条件下容易损坏，不仅维修和更换需要的时间长(包括运输和安装)，而且维护成本高，还会造成一定程度的电路中断和减弱。
[0003]即便是大多数小型、民用的风力发电装置，由于其采用的也是外置旋转叶片，也会产生噪音，会驱使动物远离该区域，造成生态影响，因此同样不利于社区安装使用。并且，发电机通常需要达到一定的转速要求才能发电，在低风速和风速起伏不定时，发电效率也不稳定且难以持续，现有的风力发电机通常不适用于低风速和居民居住地区安装和使用。
[0004]如何解决现有风力发电装置的限制而能够将风力发电应用于居民居住地区或工作地区等场景，是一个有待解决的问题。
[0005]此外，风能和太阳能是当前重要的两大可再生能源，各国都在提倡和扶持使用。常见的混合发电厂，是将太阳能板放置在风力发电装置附近，来提高地面的使用率，降低成本，但风力发电装置和太阳能板各自仍然是单独的系统，没有在功能上集成和互补。这也是一个有待改进的问题。
技术实现思路
[0006]鉴于此，本专利技术实施例提供了一种风力发电装置和风电混合可再生能源系统，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷。
[0007]本专利技术的一个方面提供了一种风力发电装置，该装置包括：
[0008]横向排布的翼型结构，所述翼型结构包括上表面、下表面和在上表面和下表面之间形成的中空或镂空腔体，所述上表面和下表面中的一个表面的至少部分区域被用作气流高压区，另一个表面的至少部分区域被用作气流低压区，所述气流低压区上具有至少一个出气口；
[0009]内置旋转叶片的容纳腔体，所述容纳腔体与翼型结构的中间部分连接以与中空或镂空腔体连通，并且所述容纳腔体具有至少一个进气口；以及
[0010]经由齿轮箱与所述旋转叶片连接的发电机；
[0011]其中，所述翼型结构的两端具有挡板。
[0012]在本专利技术的一些实施例中，所述容纳腔体为用于支撑所述翼型结构的中空立柱；所述至少一个进气口为多个进气口，所述多个进气口设置于所述中空立柱的侧壁上且位于旋转叶片下方。
[0013]在本专利技术的一些实施例中，所述中空立柱为双曲面型立柱，所述旋转叶片水平安装于所述中空立柱内的细腰位置。
[0014]在本专利技术的一些实施例中，所述中空立柱与所述翼型结构固定连接或可转动连接；或者，中空立柱分为上下两部分，其上部分与翼型结构固定连接，下部分与上部分可转动连接；在所述中空立柱与所述翼型结构可转动连接或中空立柱的上部分和下部分可转动连接的情况下：所述翼型结构上安装有尾翼，和/或所述风力发电装置还包括：风向传感器，用于测定风向；以及控制器，用于根据风向传感器的风向测定结果控制所述翼型结构或中空立柱上部分的转动，从而控制翼型结构的方向，以使翼型结构的前缘始终保持面向风向。
[0015]在本专利技术的一些实施例中，所述横向排布的翼型结构包括至少两段相互连通的横向排布的翼型结构单元；所述容纳腔体为位于两段翼型结构单元之间的箱体，所述箱体的分别与两段翼型结构单元相邻的侧壁上具有用于与各翼型结构单元的中空或镂空腔体连通的孔，所述至少一个进气口位于所述箱体的正面，所述箱体的正面为与翼型结构单元的前缘朝向相同的面。
[0016]在本专利技术的一些实施例中，所述至少一个进气口具有扩口部。
[0017]在本专利技术的一些实施例中，扩口部通过在箱体正面设置的从下到上逐渐向箱体内侧倾斜延伸的斜坡、与斜坡相交的箱体侧面以及箱体顶部形成，斜坡顶部与箱体顶部之间的空隙作为进气口；或者扩口部通过在箱体正面设置的从上到下逐渐向箱体内侧倾斜延伸的斜坡、与斜坡相交的箱体侧面以及箱体底部形成，斜坡底部与箱体底部之间的空隙作为进气口；或者扩口部通过从所述箱体的边缘向箱体中间及内部倾斜延伸的多个斜坡形成，在多个斜坡端部之间的空隙作为进气口；或者扩口部为在箱体正面形成的喇叭状开口。
[0018]在本专利技术的实施例中，所述旋转叶片竖直安装于所述箱体中并且旋转轴与各翼型结构单元的横向排布方向一致；或者所述旋转叶片水平安装于所述箱体中。
[0019]在本专利技术的实施例中，所述箱体下方安装有底座，所述底座与所述箱体固定连接或者可转动连接；在所述底座与所述箱体可转动连接的情况下：所述翼型结构上安装有尾翼，和/或所述风力发电装置还包括：风向传感器，用于测定风向；控制器，用于根据风向传感器的风向测定结果控制所述箱体的转动，从而控制翼型结构的方向，以使翼型结构的前缘始终保持面向风向。
[0020]在本专利技术的实施例中，所述旋转叶片采用涡轮状叶片结构或特斯拉电机的叶片结构。
[0021]在本专利技术的实施例中，在所述翼型结构的下表面的至少部分区域被设计为用作气流低压区的情况下，所述下表面为凸面，所述至少一个出气口设置在所述下表面的气流低压区的曲面最凸处。
[0022]在本专利技术的实施例中，在所述上表面的至少部分区域被用作气流低压区的情况下，所述上表面为凸面，所述至少一个出气口设置在所述上表面的气流低压区的曲面最凸
处；所述出口上方预定距离处设置有遮罩。
[0023]在本专利技术的实施例中，所述翼型结构被布置为其弦线和水平面成设定的角度，所述设定的角度为可调或不可调。
[0024]在本专利技术的实施例中，所述至少一个出气口为设置在所述曲面最凸处的均匀排布的多个出气口，或者所述至少一个出气口为设置在所述曲面最凸处的一个狭缝状出气口。
[0025]本专利技术的另一方面提供了一种风电混合的可再生能源系统，该系统包括至少一个如前所述的风力发电装置。
[0026]在本专利技术的实施例中，在所述系统包括多个风力发电装置的情况下，所述多个风力发电装置按照一行横向并排排布、按照多行相间隔地排布或者进行叠置；在按照多行相间隔地排布的情况下，每一行包含一个风力发电装置或多个横向并排排布的风力发电装置；在进行叠置的情况下，上下的风力发电装置之间间隔开预定高度，并按照楼层布置方式或台阶型布置方式进行布置。
[0027]在本专利技术的实施例中，所述系统为风电混合可再生能源系统，该本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种风力发电装置，其特征在于，该装置包括：横向排布的翼型结构，所述翼型结构包括上表面、下表面和在上表面和下表面之间形成的中空或镂空腔体，所述上表面和下表面中的一个表面的至少部分区域被用作气流高压区，另一个表面的至少部分区域被用作气流低压区，所述气流低压区上具有至少一个出气口；内置旋转叶片的容纳腔体，所述容纳腔体与翼型结构的中间部分连接以与中空或镂空腔体连通，并且所述容纳腔体具有至少一个进气口；以及经由齿轮箱与所述旋转叶片连接的发电机；其中，所述翼型结构的两端具有挡板。2.根据权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于，所述容纳腔体为用于支撑所述翼型结构的中空立柱；所述至少一个进气口为多个进气口，所述多个进气口设置于所述中空立柱的侧壁上且位于旋转叶片下方。3.根据权利要求2所述的风力发电装置，其特征在于，所述中空立柱为双曲面型立柱，所述旋转叶片水平安装于所述中空立柱内的细腰位置。4.根据权利要求2所述的风力发电装置，其特征在于，所述中空立柱与所述翼型结构固定连接或可转动连接；或者，中空立柱分为上下两部分，其上部分与翼型结构固定连接，下部分与上部分可转动连接；在所述中空立柱与所述翼型结构可转动连接或中空立柱的上部分和下部分可转动连接的情况下,所述翼型结构上安装有尾翼，和/或所述风力发电装置还包括：风向传感器，用于测定风向；以及控制器，用于根据风向传感器的风向测定结果控制所述翼型结构或中空立柱上部分的转动，从而控制翼型结构的方向，以使翼型结构的前缘始终保持面向风向。5.根据权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于，所述横向排布的翼型结构包括至少两段相互连通的横向排布的翼型结构单元；所述容纳腔体为位于两段翼型结构单元之间的箱体，所述箱体的分别与两段翼型结构单元相邻的侧壁上具有用于与各翼型结构单元的中空或镂空腔体连通的孔，所述至少一个进气口位于所述箱体的正面，所述箱体的正面为与翼型结构单元的前缘朝向相同的面。6.根据权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于，所述至少一个进气口具有扩口部。7.根据权利要求6所述的风力发电装置，其特征在于，扩口部通过在箱体正面设置的从下到上逐渐向箱体内侧倾斜延伸的斜坡、与斜坡相交的箱体侧面以及箱体顶部形成，斜坡顶部与箱体顶部之间的空隙作为进气口；或者扩口部通过在箱体正面设置的从上到下逐渐向箱体内侧倾斜延伸的斜坡、与斜坡相交的箱体侧面以及箱体底部形成，斜坡底部与箱体底部之间的空隙作为进气口；或者扩口部通过从所述箱体的边缘向箱体中间及内部倾斜延伸的多个斜坡形成，在多个斜坡端部之间的空隙作为进气口；或者扩口部为在箱体正面形成的喇叭状开口。8.根据权利要求5所述的风力发电装置，其特征在于，所述旋转叶片竖直安装于所述箱体中并且旋转轴与各翼型结构单元的横向排布方向一致；或者
所述旋转叶片水平安装于所述箱体中。9....
【专利技术属性】
技术研发人员：孙锦川，孙志伟，李楠，
申请(专利权)人：山西睿凯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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