一种并联矩阵整合型风力发电系统，它包括：多个沙伯纽(Savonius)式风车(10)、多个风车间相位定位组件(21)及多个风车间距离定位组件(22)；该多个沙伯纽式风车(10)以并联方式排列，风车间距离定位组件(22)连接该多个沙伯纽式风车(10)，用以使其之间保持固定距离；风车间相位定位组件(21)连接该多个沙伯纽式风车(10)，用以使其之间保持固定相位角差；所述多个沙伯纽式风车(10)还各自设有导流板(11)，该导流板(11)可调节各沙伯纽式风车(10)不同相位角下的受力。本发明专利技术能有效提升风场空间使用效率，强化风力能量收集效益，大幅提高整体风力发电效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术为ー种并联矩阵整合型风カ发电系统，特别是关于ー种以并联方式排列的多个沙伯纽式风车构成的整合型风车。
技术介绍
充足的能源动カ，是时代进步的关键推手！面临能源短缺、动カ匮乏的极限危机，世界各国无不积极寻求新能源。加上为减缓温室效应所造成的地球暖化危机，全球已展开了包括制订与签定京都议定书、各国国内法规限制、以及各区域性市场的规范要求，均将新能源的开发需求与使用条件标准提高为能够永续发展的緑色能源。而干净、无污染、技术成熟且可再生使用的风カ发电，无疑成为这 类绿色能源的最佳方案之一 ！风カ发电可定义为使用风车收集风能，并将其转换为旋转的动能进而推动发电机，而产生电能。以风カ发电的外型来分类，简略可分为转轴与风向平行的水平轴式(horizontal axis wind turbine, HAWT)及转轴与风向垂直的垂直轴式(vertical axiswind turbine, VAWT)风カ发电ニ大类型。在历经长时期的发展及实际应用经验之后，这ニ大类型的风カ发电逐渐分出强弱，目前的风カ发电机主流，可以说已几乎是属于水平轴式(HAWT)类型风カ发电型式的天下了。例如散布在台湾各处的海岸线上的大型三叶式(Three-bladed)风カ发电机即是其中一种应用极广的水平轴式风カ发电机种。这是因为水平轴式风力发电其轴向及叶形的关系，可使得每一水平轴式风カ发电效率平均达到Cp值约0. 30-0. 45，是相当理想的发电效率。Cp = PI(pA / 2)(P表示风车所撷取的风能，p表示空气密度A表示风车受风面积，U表示风速)而垂直轴式风力发电的平均Cp值则仅可达到0. 15-0. 30，相形之下，水平轴式风力发电效率明显较垂直轴式风力发电效率来得高。然而，水平轴式风力发电的高周速比使得叶片速度远大于风速，造成低频率的风切声噪音，而且，由于水平轴式风力发电系统的叶片转动会形成一定范围的风场，因此每ー水平轴式风车之间，必需保持一定距离，以避免风场干扰，甚至导致风车故障损坏。另外，水平轴式风车为求良好发电效率，还必需迎合风向而调整风车角度，一旦所需调整的迎风角度大时，风机甚至需先停止运转，再将庞大的风车机组缓慢转向，最后再度启动运转，整体时程可能需耗费约I 2小吋。综合以上因素，水平轴式风カ发电往往只能设置在空间宽广、风向稳定的地方，如海岸边、台地上等。而要在人烟稀少、空旷风向稳定的地方设置庞大的风车机组，同时也意味着各项高昂的费用与支出。从整地、设置发电机组、安装风车系统的一次性建设成本，到日常运转、调整、维修与养护的持续性花费，根据统计数据指出，每ー水平轴式风カ发电系统的平均造价都高达新台币数亿元。而且，水平轴式风力发电为求经济效益，往往会于所选定的合适风场区域设置超过一部以上的风カ发电风车,但因为水平轴式风车需迎合风向的运转特性,往往每一部水平轴式风车需搭配一部发电机组，因此，水平轴式风力发电风车系统整体的建置与后续维持成本均高。高建置成本、设置空间与场地的限制使得人们重新省思及审视使用垂直轴式风力发电的可能性。此时，达留斯式(Darrieus)与①-达留斯(①-Darrieus)式由于其不差的发电效率(Cp值可达20-30% )，较简单的系统装置、相对较低的建置成本，逐渐被使用在都市街道、建物四周等处，如台湾外观设计专利D115854、D115855及台湾技术专利M312834。相较于1931年法国航空工程师所专利技术的达留斯式风车所受到的重视与重新改良 与应用，早在1922年就由芬兰工程师所设计开发出来的沙伯纽(Savonius)式风车的际遇就显得冷清许多。即便沙伯纽式风车的结构简便与成本低廉程度均不逊于达留斯式风车，但其较低的发电效率Cp值(一般平均值仅达15-20%)是沙伯纽式风车仍无法被产业界重新应用的主因。因此，本案专利技术人为避免上述现有风车发电以及传统沙伯纽式风车的使用缺陷与应用限制，特潜心研究并配合学理之运用与长时间的机制规画与实务开发，提出一种以多个沙伯纽式风车为主体的整合型风カ发电系统,透过以并联方式排列多个沙伯纽式风车构成一整合型风车，且可于多个沙伯纽式风车中，所增添搭配多个导流板或多个定位组件，以便于风吹来时，该整合型风车所连结的该多个沙伯纽式风车以一固定距离及相位角差共同随风而动，不仅能有效地提升风场空间使用效率，强化风力能量收集综效，进而大幅提高整体沙伯纽式风车风力发电效率，是ー合理且能有效增进上述事件综效的专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供ー种并联矩阵整合型风カ发电系统，以便于风吹来吋，风カ发电系统的多个沙伯纽式风车以ー固定距离及相位角差随风而动，使多个沙伯纽式风车所收集到的整体风カ效果彼此加成，发挥综效，进而促成整体风カ发电效率显著提升。本专利技术的第二目的在于提供ー种并联矩阵整合型风カ发电系统，可随风カ与风向的变化，进行调节，以使得风カ发电系统中每ー个沙伯纽式风车之中结合多个导流板，使每ー个沙伯纽式风车间于转动中保持风场流场最佳状态，确实有效地增进风场空间使用效率及发电效率。本专利技术的第三目的在于提供ー种并联矩阵整合型风カ发电系统，风カ发电系统中的风カ发电机房可以ー组发电机组对应多个沙伯纽式风车，或是多组发电机组对应多个沙伯纽式风车，也可随风カ与风向的强弱变化，而进行发电机组的加入或脱离控制调节，以有效利用所收集之风カ能量，并降低系统之发电机组建置、维修养护成本。为实现上述第一目的，本专利技术提供ー种并联矩阵整合型风カ发电系统，其包括多个沙伯纽式风车、多个风车间距离定位组件与多个风车间相位定位组件，所述多个沙伯纽式风车以并联方式排列，所述风车间距离定位组件，连结该多个沙伯纽式风车，并使该多个沙伯纽式风车间保持固定距离，该多个风车间相位定位组件连结该多个沙伯纽式风车，并使该多个沙伯纽式风车间保持固定相位角差。为实现上述第二目的，本专利技术提供ー种并联矩阵整合型风カ发电系统，每ー单个沙伯纽式风车中可増加多个导流板，透过该多个导流板，可在不同风カ与风向所塑成的风场情境下，相对应地配合调节各多个沙伯纽式风车在不同相位角下的受力。为实现上述第三目的，本专利技术提供ー种并联矩阵整合型风カ发电系统，它还包括一发电机房，该发电机房内包括ー控制模块及多个发电机组，所述多个沙伯纽式风车所收集的机械能量以传动轴或传动链条等各类传动方式传送至该发电机房，并由该控制模块依风カ动能而控制该多个发电机组的运作。ー种并联矩阵整合型风カ发电系统，其包括多个沙伯纽式风车10构成一整合型风车，所述多个沙伯纽式风车10以并联方式排列，用以收集风カ产生的能量；ー风车间距离定位组件22连接所述多个沙伯纽式风车10，使所述多个沙伯纽式风车10之间保持固定距离；以及一风车间相位定位组件21连接所述多个沙伯纽式风车10，用以固定所述多个沙伯纽式风车10之间的相位角差，并且，该风车间相位定位组件21被用于将所述多个沙伯纽式风车10转动产生的能量传递至ー发电机组。其中，该风车间距离定位组件22为ー连杆221，由轴承与所述多个沙伯纽式风车10的轴连接。其中，该风车间距离定位组件22为ー框架222，由轴承与所述多个沙伯纽式风车10的轴连接。其中，还包括一支撑组件30，该支撑组件30与风车间距离定位组件22以非平行方式相连接，用以提供本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.ー种并联矩阵整合型风カ发电系统，其包括 多个沙伯纽式风车(10)构成一整合型风车,所述多个沙伯纽式风车(10)以并联方式排列，用以收集风カ产生的能量； ー风车间距离定位组件(22)连接所述多个沙伯纽式风车(10)，使所述多个沙伯纽式风车(10)之间保持固定距离；以及 一风车间相位定位组件(21)连接所述多个沙伯纽式风车(10)，用以固定所述多个沙伯纽式风车(10)之间的相位角差，并且，该风车间相位定位组件(21)被用于将所述多个沙伯纽式风车(10)转动产生的能量传递至ー发电机组。2.如权利要求I所述的ー种并联矩阵整合型风カ发电系统，其特征在于该风车间距离定位组件(22)为ー连杆(221)，由轴承与所述多个沙伯纽式风车(10)的轴连接。3.如权利要求I所述的ー种并联矩阵整合型风カ发电系统，其特征在于该风车间距离定位组件(22)为ー框架(222)，由轴承与所述多个沙伯纽式风车(10)的轴连接。4.如权利要求I所述的ー种并联矩阵整合型风カ发电系统，其特征在于它还包括一支撑组件(30)，该支撑组件(30)与风车间距离定位组件(22)以非平行方式相连接，用以提供支撑与固定的作用。5.如权利要求4所述的ー种并联矩阵整合型风カ发电系统，其特征在于该支撑组件(30)为杆子。6.如权利要求4所述的ー种并联矩阵整合型风カ发电系统，其特征在于该支撑组件(30)为支撑框架。7.如权利要求4所述的ー种并联矩阵整合型风カ发电系统，其特征在于该支撑组件...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾锦炼，
申请(专利权)人：曾锦炼，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。