一种高空风力发电装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种高空风力发电装置，其包括地面发电装置和高空风筝，地面发电装置包括第一操作台和可移动的第二操作台，其中在第一操作台上设有同轴连接的第一卷扬机和第一发电机，在第二操作台上设有第二传输装置，在第二传输装置和第一卷扬机之间设有传送线缆，高空风筝通过牵引线缆同传送线缆上的一点固定连接。本发明专利技术发电装置的结构简单、工艺成本低，同时能够保证连续做功成本低从而有效地提高风能利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种高空风力发电装置
本专利技术属于风能利用
，涉及一种发电装置，具体涉及一种高空风力发电装置。
技术介绍
高空风能是人类迄今基本上没有开发利用的新能源，这是一种储量丰富、分布广泛的可再生清洁能源。有研究指出：高空中蕴藏的风能超过人类社会总需能源的100多倍。其中，高空的风能与风速的立方成正比，一般来说风速增加1倍，风能增加8倍，因此高空风能可高出地面上的数倍、十数倍、数十倍乃至成百上千倍。在高空位置达到较为理想的情况下，高空风电的理论发电时间可以超过全年时间的95%，年发电时间可高达8200小时以上。因此，采集高空风能发电可以获得高稳定性、低发电成本的风电，这是高空风电的显著特点之一，也是高空风电相比常规风电的最显著优势之一。当前高空风能发电主要有以下几种方式：一是制作大型风筝携带螺旋桨、发电机升入高空并使用电缆将发电机产生的电能输送到地面。在这种方法中，风筝需要拖曳大量的电缆和发电机、螺旋桨等设备，因而具有负重较大、升空高度有限、能量转化效率低的缺陷，而且发电设备在高空不利于维护；二是将发电机置于地面，使用高空风筝的线缆带动发电机的转子发电，并且在地面安装卷扬机用于在高空风筝下降时回收线缆，但是这种方法只能在风筝上升阶段产生电能，并且需要消耗能源驱动卷扬机回收风筝，因此风能利用率较低；此外，国外研究人员还提出利用多组连接在支架上的风筝拉动地面上的圆盘转动，通过电动卷扬机来控制风筝拉线的收放，实现空中风筝发电，但是这种方式结构复杂、工艺成本高，而且多组风筝一起放飞并不容易控制进而产生缠绕现象。
技术实现思路
本专利技术的目的是设计一种高空风力发电装置，其特点是结构简单、工艺成本低、连续做功成本低、有效提高风能利用率，解决
技术介绍
中存在的上述问题。为实现上述目的，本专利技术是通过如下技术方案来实现的：提供了一种高空风力发电装置，其包括地面发电装置和高空风筝，地面发电装置包括第一操作台和可移动的第二操作台，其中在第一操作台上设有同轴连接的第一卷扬机和第一发电机，在第二操作台上设有第二传输装置，在第二传输装置和第一卷扬机之间设有传送线缆，高空风筝通过牵引线缆同传送线缆上的一点固定连接。优选的是，传送线缆在第一操作台和第二操作台之间形成两条平行直线的布置。优选的是，传送线缆在第一操作台和第二操作台之间通过牵引线缆的牵拉形成三角形的布置。优选的是，在牵引线缆与传送线缆的连接处下方通过第二牵引线缆连接一个第一滑动装置，传送线缆经过该滑动装置与第二传输装置和第一卷扬机相连。优选的是，提供一个与第二操作台相连的牵引车，牵引车对第二操作台的位置进行调整。可选的是，还提供一个第三操作台，在该第三操作台上设有第三传输装置，传送线缆设置在第二操作台的第二传输装置与第三操作台的第三传输装置之间并通过第一操作台上的第一卷扬机。优选的是，第一操作台随着风向的改变是可以绕自身轴心旋转的。可选的是，在牵引线缆与传送线缆的连接处下方通过第二牵引线缆连接一个第一滑动装置，通过第三牵引线缆连接一个第二滑动装置，传送线缆经过第一滑动装置与第二传输装置和第一卷扬机相连，然后再通过第二滑动装置与第三传输装置相连。可选的是，第二传输装置和第三传输装置为同轴连接的卷扬机和发电机。可选的是，第二传输装置和第三传输装置为一个定滑轮。可选的是，还提供多个操作台，在各个操作台上设有传输装置，传送线缆通过各传输装置将所有操作台串联，中间操作台上的传输装置为同轴连接的卷扬机和发电机，两端操作台上的传输装置为同轴连接的卷扬机和发电机或是定滑轮。优选的是，各个操作台上的卷扬机与发电机之间设有正反转控制器。优选的是，还设有飞行姿态控制装置，由高空电控装置和地面控制装置组成，所述高空电控装置安装在高空风筝上，高空风筝的控制线连接在高空电控装置上，高空电控装置接收地面控制装置的控制信号，对高空风筝的飞行姿态进行调整。优选的是，控制线为四根，前端两根控制线穿过高空电控装置实现联动；后端两根控制线也通过该高空电控装置，所述高空电控装置可以伸长或缩紧该后端控制线。优选的是，所述高空电控装置为伺服电机，也可以是步进电机、普通电机或是锁机。优选的是，与地面控制装置连接有雷达装置，该雷达装置配置地用于测定以地面为基准面垂直向上每5米高度的实时风速，并将测定的风速信息传输给地面控制装置。优选的是，雷达装置是多普勒宽频雷达或者激光雷达。优选的是，在地面控制装置中设有计算单元，该计算单元配置地用于将距地面5000米以内的高度根据不同的气候条件或者地理条件划分为若干风层，然后该计算单元根据雷达装置测定的风速计算出每个风层内的平均风速。优选的是，将以地面为基准面在垂直向上每100米分为一层。优选的是，计算单元还配置地用于根据每个风层的风速状况，将所划分出的各风层判定为适宜飞行区域和不适宜飞行区域。优选的是，若某风层平均风速在大于等于3米/秒且小于20米/秒的范围内时，则计算单元判定该风层为适宜飞行区域；若某风层风速小于3米/秒或者大于等于20米/秒时，则计算单元判定该风层为不适宜飞行区域。优选的是，地面控制装置中还设有显示单元，该显示单元配置地用于显示以地面为基准垂直向上每5米高度的风速信息以及所划分每个风层的平均风速信息。优选的是，在高空风筝上设有定位传感器，其中定位传感器配置地用于获取高空风筝在空中的位置信息，并将该位置信息传输给地面控制装置，然后通过地面控制装置中计算单元的计算而得到相应的位置坐标并通过显示单元显示出来。优选的是，定位传感器上带有GPS装置。优选的是，地面控制装置中的计算单元根据高空风筝所在的位置信息和当前空中每个风层的风速状况进行以下判断：当高空风筝所在位置位于适宜飞行区域时，则地面控制装置通过高空电控装置控制高空风筝在适宜飞行区域所在的风层内运动；当高空风筝所在位置位于不适宜飞行区域时，地面控制装置中的计算单元以高空风筝所在位置为基点，垂直向上或者垂直向下寻找与高空风筝距离最近的且被判定为适宜飞行区域的风层，并通过牵引线缆使高空风筝进入到最邻近的适宜飞行区域内飞行。优选的是，显示单元是LED屏幕或者可触摸屏幕。优选的是，雷达装置对风速的测定是实时进行的。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：发电装置的结构简单、工艺成本低，同时能够保证连续做功成本低从而有效地提高风能利用率。附图说明为了使本专利技术便于理解，现在结合附图描述本专利技术的具体实施例。图1为根据本专利技术具体实施例1的高空风力发电装置的结构示意图；图2为根据本专利技术具体实施例2的高空风力发电装置的结构示意图；图3为根据本专利技术具体实施例3的高空风力发电装置的结构示意图；图4为根据本专利技术具体实施例4的高空风力发电装置的结构示意图；图5为高空风筝飞行姿态控制装置中高空电控装置的结构示意图。图6为高空风筝飞行姿态控制装置中地面控制装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。实施例1：如图1所示，在本实施例中，地面发电装置包括第一操作台101，第一操作台上安装有同轴连接的第一卷扬机102和第一发电机103，还包括可移动的第二操作台201，第二操作台201通过一牵引车401牵引。当风向发生变化时，首先由牵引车401对第二操作台201的位置进行调整，带动第二操作台201以第一操作台101为轴转动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高空风力发电装置，其包括地面发电装置和高空风筝，地面发电装置包括第一操作台和可移动的第二操作台，其特征在于：在第一操作台上设有同轴连接的第一卷扬机和第一发电机，在第二操作台上设有第二传输装置，在第二传输装置和第一卷扬机之间设有传送线缆，高空风筝通过牵引线缆同传送线缆上的一点固定连接。

【技术特征摘要】
2011.11.21 CN 201110369317.91.一种高空风力发电装置，其包括地面发电装置和高空风筝，地面发电装置包括第一操作台和可移动的第二操作台，其特征在于：在第一操作台上设有同轴连接的第一卷扬机和第一发电机，在第二操作台上设有第二传输装置，在第二传输装置和第一卷扬机之间设有传送线缆，高空风筝通过牵引线缆同传送线缆上的一点固定连接，所述传送线缆为循环的传送线缆。2.如权利要求1所述的高空风力发电装置，其特征在于：所述传送线缆在所述第一操作台和所述第二操作台之间形成两条平行直线的布置。3.如权利要求1所述的高空风力发电装置，其特征在于：所述传送线缆在所述第一操作台和所述第二操作台之间通过牵引线缆的牵拉形成三角形的布置。4.如权利要求1所述的高空风力发电装置，其特征在于：在牵引线缆与传送线缆的连接处下方通过第二牵引线缆连接一个第一滑动装置，传送线缆经过该滑动装置与所述第二传输装置和所述第一卷扬机相连。5.如权利要求1－4任一项所述的高空风力发电装置，其特征在于：提供一个与所述第二操作台相连的牵引车，牵引车对第二操作台的位置进行调整。6.如权利要求1－4任一项所述的高空风力发电装置，其特征在于：还提供一个第三操作台，在该第三操作台上设有第三传输装置，传送线缆设置在第二操作台的第二传输装置与第三操作台的第三传输装置之间并通过第一操作台上的第一卷扬机。7.如权利要求6所述的高空风力发电装置，其特征在于：所述第一操作台随着风向的改变是可绕自身轴心旋转的。8.如权利要求6所述的高空风力发电装置，其特征在于：在牵引线缆与传送线缆的连接处下方通过第二牵引线缆连接一个第一滑动装置，通过第三牵引线缆连接一个第二滑动装置，传送线缆经过第一滑动装置与第二传输装置和第一卷扬机相连，然后再通过第二滑动装置与第三传输装置相连。9.如权利要求6所述的高空风力发电装置，其特征在于：所述第二传输装置和所述第三传输装置为同轴连接的卷扬机和发电机。10.如权利要求6所述的高空风力发电装置，其特征在于：所述第二传输装置和第三传输装置为一个定滑轮。11.如权利要求6所述的高空风力发电装置，其特征在于：还提供多个操作台，在各个操作台上设有传输装置，传送线缆通过各传输装置将所有操作台串联，中间操作台上的传输装置为同轴连接的卷扬机和发电机，两端操作台上的传输装置为同轴连接的卷扬机和发电机或是定滑轮。12.如权利要求11所述的高空风力发电装置，其特征在于：各个操作台上的卷扬机与发电机之间设有正反转控制器。13.如权利要求1－4任一项所述的高空风力发电装置，其特征在于：还设有飞行姿态控制装置，由高空电控装置和地面控制装置组成，所述高空电控装置安装在高空风筝上，高空风筝的控制线连接在高空电控装置上，高空电控装置接收地面控制装置的控制信号，对高空风筝的飞行姿态进行调整。14.如权利要求13所述的高空风力发电装置，其特征在于：所述控制线为四根，前端两根控制线穿过高空电控装置实现联动；后端两根控制线也通过该高空电控装置，所述高空电控装置可以伸长或缩紧该后端控制线。15.如权利要求14所述的高空风力发电装...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴坚，
申请(专利权)人：戴宁，戴坚，
类型：发明
国别省市：