【技术实现步骤摘要】
技术介绍
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技术介绍
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1、据估计，世界风能总量约200亿千瓦，相当于全世界总发电量的8倍，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍，风能利用空间非常巨大。
2、我国拥有丰富的风能资源，风能资源居世界之首，风能是最具有开发价值的新能源，风能是分布最广，离我们最近，取用最方便的无污染的清洁能源，并具有相对最低的开发成本，用好风电对减少碳排放，改善环境意义重大。
3、我国在“三北”(西北、东北、华北)地区在建的有6个千万千瓦级风电基地，经过近几年的高速发展已初具规模，但存在的问题也突出的表现出来，我国风能资源丰富的地方都比较偏远，风电的输送是一个难题，大量的风电很难输送到用电量大的南方。大量的风电无法并网输出，造成风能的浪费，也影响到了风电场的经济效益。大型风电机都是兆瓦级，每个风电机几千万，投资成本大，维护费用高，我国风电产业需要扶持，需要补贴，否则将难以生存，严重影响到了风电产业的发展，急需发展投资成本低，可以大面积推广的微风高效新型中小型风电机。
4、我国小型风力发电机产业是从70年代开始的，小型风力发电机已有100w、150w、200w、300w、500w、1kw、2kw、3kw、5kw、10kw、20kw机组。小型风力发电机应用地区有农区、牧区、边远地区的边防连队、哨所、海岛驻军、内陆湖泊渔民、地处野外高山的微波站、航标灯、电视差转台站、气象站、森林中的了望烽火台、石油天然气输油管道等，小型风电机的应用范围还是很大的。近几年随着国家对新能源发展的重视，在城市的路灯照明上有
5、现有风力发电技术都是以欧洲海洋性气候发展起来的高风速风电机，叶片采用螺旋桨刚性叶片，也就是所谓的机翼叶片。小型风力发电机采用螺旋桨针式叶片有两个主要原因，一个是螺旋桨刚性叶片具有失速特性，就是叶片失速后风轮的转速不会随着风速增大，转速保持恒定，可以避免风力发电机过载；另一个原因是因为尖速比大，尖速比大意味着风轮转速高，风能利用系数高，一方面可以减少齿轮箱增速比，降低成本，甚至可以省掉齿轮箱，转速高也可以提高发电机的效率。
6、对于大型风力发电机采用螺旋桨叶片非常有必要，因为叶片很长，叶尖有很高的线速度，每小时可达300多公里，叶片的空气动力性能可以发挥出来，大型风电机可以达到兆瓦级。叶片和控制系统是按直升飞机的浆叶和翼角控制装置进行设计，主要就是利用浆叶的可调控性，控制叶片的迎风攻角，控制叶轮的转速，保持功率输出的稳定，保证发电机的恒速恒频，满足并网的技术要求，但大型发电机组造价很高。
7、螺旋桨叶片的这些优点满足了风力发电机避免过载，控制风轮转速的要求，但也造成了风能的浪费。失速叶片和变浆距叶片的特点就是窄长条，叶片虽然是根据空气动力学原理设计的，但在低风速和低转速的情况下，空气动力性能肯定是比较弱的。叶片如同飞机的翅膀，不是风吹动叶片，而是靠风吹过叶片表面形成的压力差形成推力，在低风速状态空气动力性能肯定是很弱的，就像飞机速度低没有升力一样，陆地上三四级风是最常见的，也是最有利用价值的风速，但现有叶片在这个风速下空气动力性能弱，必然造成发电效率低。
8、针对现有风电机微风发电性能低的问题，本人专利技术了新型柔性羽形叶片，可以大幅提高风电机的微风发电性能，技术的名称是《采用新型柔性羽形叶片的风力发电机》专利申请号202221035633.2，新型叶片的结构这里作简单介绍，新型柔性羽形叶片是根据仿生学原理设计的智能叶片，如图4所示，图中10、主杆，11、侧支杆，12、叶面，13、保险装置，14、固定卡子。从图中可以看到主杆(10)是叶片的主要受力杆件采用玻璃钢制作，主杆有很好的强度和弹性。侧支杆(11)也采用玻璃钢制作连接固定在主杆(10)的一侧，侧支杆(11)的作用非常重要，叶片拥有捕风功能全靠侧支杆(11)撑起叶面(12)来实现。侧支杆(11)上端连接保险装置(13)，当遇到强台风时保险装置(13)与侧支杆(11)脱离，叶面(12)失去侧支杆(11)的支撑就失去了捕风功能，达到完全卸载的功能。
9、这种柔性羽形叶片可以根据风速的变化相应改变受风的型面，在低风速时主杆(10)和侧支杆(11)都不发生变形，叶片以最大受风面积获取风能；在中风速时主杆(10)不变形，而侧支杆(11)向后发生变形，如图5所示，l2小于l1，叶面后移的距离为b，受风面积随着减小，风速增大而受风面积减小，叶片的风载基本不变，保持叶轮的转速基本稳定，保证风电机平稳运行。在高风速时主杆(10)和侧支杆(11)会随着风力向后大幅变形，像一颗小树一样弯曲变形，叶片的受风面积大幅减小，风载大幅减小，叶片的风阻大幅增加，叶轮的转速不会变快，反而会变慢，避免超速过载，避免大风的冲击破坏。因此，柔性羽形叶片可以说是一种智能叶片，可以根据风速的变化改变自己的形态，可以实现在低风速满载，在高风速卸载，更符合风电机运行特性的要求，可以保证风电机安全稳定的运转，并可以大幅提高发电效率。
10、改变叶片的性能很有必要，就像鸟的翅膀一样，靠翅膀的面积捕捉空气动力，翅膀的扇动速度虽然不快，但能获得较大的升力，保证鸟的升空和快速飞行，翅膀还可以通过改变形状，改变翅膀的受风面积，改变飞行状态。所以，鸟翅膀灵活变化的性能可以保证风大风小都能快速飞行。所以，改变叶片性能是提高微风发电性能的主要途径，也是提高抗台风性能的有效办法。
11、本人制作了大小不同的柔性羽形叶片进行试验，微风发电性能大幅增加，有风就能转动，叶轮扭矩增大，但当叶片大于2米时，叶轮的转速大幅降低，获取风能的效率反而降低了。其原因就是叶片长度增加，叶尖的线速度增大，风阻大幅增加，风阻消耗了部分风能，叶轮转速就会大幅降低。所以，并不是叶片越长获取的风能越大，风阻叶片应小于2米，也就是说风电机的功率不能大于2千瓦。
12、2千瓦对于单个风电机来说功率已经不小了，但要让风电产生规模效益2千瓦显然是不够的，还应该大幅提高风电机的功率。本人又研究如何增大风电机的功率？本人收集了国内外各种风电机专利技术资料，国外的一项专利技术引起了我的重视，图片上一台风电机后面拖着长长的尾巴，尾巴是一根软轴，在软轴上串联了无数个小风轮，无数个小风轮在风的吹动下悬浮在空中飞快的转动，就像一串小风车形成的长龙，风电机的功率是无数个小风轮获取风能功率之和，大幅提高了风电机功率和效率。
13、这个专利技术给我很大的启发，叶片串联可以大幅提高风电机功率，本人就想串联的轴可以短一点，轴的数量可以多一点，于是就搞了一个三根轴的串联叶片风电机，头部是三角形骨架，三根轴用轴承座水平安装在三角形骨架的三个角上，骨架后方轴的长度有1.5米长，叶轮轴呈三角形布置，下面两根轴，上面一根轴，三角形骨架垂直安装在支架转轴上，三个叶轮轴体就能在支架转轴上水平转动。在每根轴上串联了5对叶片，就是每个安装点有两个叶片对称安装，共5个安装点，每对叶片之间离开一定距离，每对叶片错开45°度安装，这样前面的叶片不会遮挡后面本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.新型风力发电装置属于叶片后置顺风式结构，发电机安装在头部框架上，框架的后方安装叶轮轴，框架的中心线上安装支架，框架可以在支架上水平转动，头部框架可采用H形框架或矩形框架，框架两侧安装电机和叶轮轴，并列双排，结构对称，受力均衡。叶轮轴采用垂直两排并列对称布置，水平方向安装有多排叶轮轴。在头部框架的后方安装叶轮轴，数米长的叶轮轴上水平串联安装有多个叶片，每个串联安装点对称安装一对叶片，每个安装点拉开一定距离，多个安装点的每对叶片在叶轮轴上沿周长按角度均分布置，就是后面的一对叶片与前面的一对叶片错开一个角度安装，多对叶片在叶轮轴上都依次错开一定的角度，从风电机正面看这些叶片在叶轮轴上均分布置，前后叶片错开排列有利于风能的吸收，前面的叶片不会阻挡后面的叶片获取风能。从机头前面看垂直并列两排叶轮轴，水平并联有数排叶轮轴，机头后方叶轮轴上的叶片就形成一个横竖多排的矩阵，矩阵式形容叶轮很多，风电机获取的风能是几十个叶片获取风能之和，获取的风能是立体的，可以大幅提高风电机功率。
2.根据权利要求1所述的新型风力发电装置，叶片矩阵很大，将叶片矩阵连接固定为一个整体很重要。需要把尾部
3.根据权利要求1所述的新型风力发电装置，矩阵式风电机有多个叶轮轴并列安装，可以把多个叶轮轴通过链条或皮带并联在一起，然后连接一个发电机，这样可以大幅降低风电机成本。
...【技术特征摘要】
1.新型风力发电装置属于叶片后置顺风式结构，发电机安装在头部框架上，框架的后方安装叶轮轴，框架的中心线上安装支架，框架可以在支架上水平转动，头部框架可采用h形框架或矩形框架，框架两侧安装电机和叶轮轴，并列双排，结构对称，受力均衡。叶轮轴采用垂直两排并列对称布置，水平方向安装有多排叶轮轴。在头部框架的后方安装叶轮轴，数米长的叶轮轴上水平串联安装有多个叶片，每个串联安装点对称安装一对叶片，每个安装点拉开一定距离，多个安装点的每对叶片在叶轮轴上沿周长按角度均分布置，就是后面的一对叶片与前面的一对叶片错开一个角度安装，多对叶片在叶轮轴上都依次错开一定的角度，从风电机正面看这些叶片在叶轮轴上均分布置，前后叶片错开排列有利于风能的吸收，前面的叶片不会阻挡后面的叶片获取风能。从机头前面看垂直并列两排叶轮轴，水平并联有数排叶轮轴，机头后方叶轮轴上的叶片就形成一个横竖多排的矩阵，矩阵式形容叶轮很多，风电机获取的风能是几十个叶片获取风能之和，获取的风能是立体的，可以大幅提高风电机功率。
2.根据权利要求...
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