风力涡轮机模块化组件、风力涡轮机及其风力涡轮机组制造技术

本实用新型专利技术涉及风力涡轮机模块化组件、风力涡轮机及其风力涡轮机组，风力涡轮机具有来自切入风速的功率输出和处于额定风速时的额定功率，风力涡轮机模块化组件包括：具有下端和上端的风力涡轮机塔架，其上端对接机舱，机舱对接轮毂，轮毂传递捕获的能量并对接叶片组，叶片组包括至少两个风力涡轮机转子叶片，转子叶片至少一部分通过变桨系统以一桨距角变桨；每个转子叶片具有固定端和自由端之间的叶片长度，固定端固定在轮毂上，在旋转平面内旋转，捕获风能，叶片组包括：第一叶片组至少一部分具有根据空气动力学构筑的第一外形，用于捕获风速阈值以上的高风速，第二叶片组至少一部分具有根据空气动力学构筑的第二外形，用于捕获风速阈值以下的低风速。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及风力涡轮机模块化组件、风力涡轮机及其风力涡轮机组，风力涡轮机具有来自切入风速的功率输出和处于额定风速时的额定功率，风力涡轮机模块化组件包括：具有下端和上端的风力涡轮机塔架，其上端对接机舱，机舱对接轮毂，轮毂传递捕获的能量并对接叶片组，叶片组包括至少两个风力涡轮机转子叶片，转子叶片至少一部分通过变桨系统以一桨距角变桨；每个转子叶片具有固定端和自由端之间的叶片长度，固定端固定在轮毂上，在旋转平面内旋转，捕获风能，叶片组包括：第一叶片组至少一部分具有根据空气动力学构筑的第一外形，用于捕获风速阈值以上的高风速，第二叶片组至少一部分具有根据空气动力学构筑的第二外形，用于捕获风速阈值以下的低风速。【专利说明】风力涡轮机模块化组件、风力涡轮机及其风力涡轮机组
本专利技术涉及一种风力涡轮机模块化组件，其用于组装风力涡轮机，该风力涡轮机具有来自切入风速的功率输出以及处于额定风速时的额定功率，所述风力涡轮机模块化组件包括至少两组风力涡轮机塔架、风力涡轮机机舱、轮毂和叶片组，其中:-所述风力涡轮机塔架具有下端和上端，所述上端设置为对接至-所述风力涡轮机机舱，该风力涡轮机机舱设置为对接至-所述轮毂，该轮毂设置为传递所捕获到的能量，并设置为对接至-所述叶片组，该叶片组包括至少两个风力涡轮机转子叶片，所述转子叶片的至少一部分设为通过变桨系统以一桨距角变桨；并且每个所述转子叶片具有介于固定端和自由端之间的叶片长度，所述固定端设为固定在轮毂上，以便在旋转平面内旋转，并捕获风能，所述至少两组叶片组包括:-第一叶片组的至少一部分具有根据空气动力学构筑的第一外形，该根据空气动力学构筑的第一外形设置为捕获风速阈值以上的高风速，以及-第二叶片组的至少一部分具有根据空气动力学构筑的第二外形，该根据空气动力学构筑的第二外形设置为捕获风速阈值以下的低风速。
技术介绍
本专利技术涉及用于低风速和高风速的风力涡轮机组件以及风力涡轮机。通常地，风力涡轮机和风力涡轮机组由对于特定风力条件最优化的组件制成。这意味着，对于特定的位置或风力条件，风力涡轮机建造为通过使用统一的或相同的风力涡轮机，尽可能多地获得能量。因此，风力涡轮机将设计为在特定风速下表现出最佳的性能。这可以用于低风速，或者用于高风速。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供用于风力涡轮机组的标准元件，同时提供使风力涡轮机组能够在低风速下和高风速下捕获能量的技术手段。本专利技术的另一个目的是提供一种风力涡轮机组，该风力涡轮机组可由相同的元件或组件建造而成，并产生最佳的功率输出，即使在大范围的风速内，也可能实现。本专利技术的目的通过一种风力涡轮机模块化组件实现，该风力涡轮机模块化组件用于组装风力涡轮机，该风力涡轮机具有由切入风速产生的功率输出以及处于额定风速时的额定功率，所述风力涡轮机模块化组件包括至少两组风力涡轮机塔架、风力涡轮机机舱、轮毂和叶片组，其中:-所述风力涡轮机塔架具有下端和上端，所述上端设置为对接至-所述风力涡轮机机舱，该风力涡轮机机舱设置为对接至-所述轮毂，该轮毂设置为传递捕获的能量，并设置为对接至-所述叶片组，该叶片组包括至少两个风力涡轮机转子叶片，所述转子叶片的至少一部分设为通过变桨系统以一桨距角变桨；并且每个所述转子叶片具有介于固定端和自由端之间的叶片长度，所述固定端设为固定在轮毂上，以便在旋转平面内旋转，并捕获风能，所述至少两组叶片组包括:-第一叶片组的至少一部分具有根据空气动力学构筑的第一外形，该根据空气动力学构筑的第一外形设置为捕获风速阈值以上的高风速，以及-第二叶片组的至少一部分具有根据空气动力学构筑的第二外形，该根据空气动力学构筑的第二外形设置为捕获风速阈值以下的低风速。在一个特定的实施例中，所述根据空气动力学构筑的外形为，其中，第一叶片组中的第一叶片具有第一叶片长度，第二叶片组中的第二叶片具有第二叶片长度，所述第二叶片长度大于所述第一叶片长度。所述风速阈值为风速分布的中间值或平均值，其通过威布尔分布估算得到，或者通过在特定地点进行测量或预估得到。通常地该风速包括方向信息，并且用风向图表示。本领域技术人员理解这些差异，并注重常规观测。对于有给定方向，或者简化至不包含方向信息的情况，风速分布中有个峰，风速阈值简单地将风速分为低风速部分和高风速部分。通常，风速阈值刚好在峰的周围，并且很多时候只是在峰的较高一端上。假设，风速阈值的分布、或者拟合的起始点为，这些测量、拟合或分析确定的分布的平均值。从而，使得风力涡轮机组件可以更为流水线地生产、运输、组装和维护，这从总体上将减少资源，降低包括人力资本在内的成本。从而，根据本专利技术，提供了 一种风力涡轮机组件，其能够有效地用于建设风力发电厂或涡轮机一包括风力涡轮机组一这些风力涡轮机能够在大范围风速内运行并且发电，从而提高捕获风能的总体可靠性。本领域技术人员知晓，尽管组件中的元件或模块理解为对每个低风速或高风速捕获涡轮机来说都是相同的，然而对不同元件或模块间的界面进行些许调整，也是理所当然的需要，并且仍然在本专利技术的保护范围内。根据本专利技术的叶片组包括不同的实施方式。在一种实施方式中，叶片组包括三个叶片，每个叶片从轮毂处的安装点延伸至叶尖。这些叶片可设置为通过变桨系统进行变桨，所述变桨系统位于轮毂和叶片之间。在另一种实施方式中，叶片组包括两个叶片，每个叶片具有内侧叶片部分和外侧叶片部分，所述内侧叶片部分安装至轮毂上，所述外侧叶片部分通过介于两叶片部分之间的变桨系统，相对于内侧叶片部分进行变桨。在部分变桨实施方式的优选实施例中，第一叶片组的内侧叶片部分和第二叶片组的内侧叶片部分相同。在该实施例中，第一外侧叶片部分具有用于高风速捕获的根据空气动力学构筑的第一外形，第二外侧叶片部分具有用于低风速捕获的根据空气动力学构筑的第二外形。在另一种实施方式中，第一内侧叶片部分设置为高风速捕获，第二内侧叶片部分设置为低风速捕获。根据另一种实施方式，本专利技术的特别之处在于，其具有控制器，该控制器用于在低风速捕获模式和高风速捕获模式下，操控已组装好的风力涡轮机模块化组件。从而，相同的控制器可用于不同的低风速风力涡轮机或者高风速风力涡轮机。本领域技术人员知晓，风力涡轮机组件可制作为带有一个控制器，该控制器具有适合于低风速运行的程序或一组操控指令。同样，也可提供另一个控制器，其具有仅适合于高风速运行的程序或者一组操控指令。根据本专利技术的另一种实施方式，本专利技术的特别之处在于，其具有:-第一叶片组中的第一叶片，其具有第一叶片长度，和-第二叶片组中的第二叶片，其具有第二叶片长度，所述第二叶片长度长于所述第一叶片长度。从而，提供了两种不同的风力涡轮机组件，其中，较长的叶片允许捕获低风速的风，较短的叶片允许捕获高风速的风。具有相同的结构元件，并且基本上仅仅是叶片长度不同，这是实现本专利技术目的的一种特别简单的方式。根据另一种实施方式，本专利技术的特别之处在于，所述塔架包括:-至少第一塔架，其具有第一塔架高度，和-至少第二塔架，其具有第二塔架高度。从而，提供了两种不同的风力涡轮机组件，其中，在大多数情况下，较高的风力涡轮机将捕获大部分的能量。在大多数情况下，较高的塔架半径较小，用于高风速捕获，从而提供了一种本专利技术的特别容易配置的实施方式。根据另一种实施方式，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风力涡轮机模块化组件（1），用于组装成风力涡轮机（100），所述风力涡轮机（100）具有来自切入风速的功率输出，以及基于额定风速的额定功率，其中，所述风力涡轮机模块化组件（1）包括至少两组风力涡轮机塔架（2）、风力涡轮机机舱（5）、轮毂（6）和叶片组（7），其中：?所述风力涡轮机塔架（2）具有下端（3）和上端（4），所述上端（4）设置为对接至?所述风力涡轮机机舱（5），所述风力涡轮机机舱（5）设置为对接至?所述轮毂（6），所述轮毂（6）设置为传递所捕获到的能量，并设置为对接至?所述叶片组（7），所述叶片组（7）包括至少两个风力涡轮机转子叶片（8），其中所述转子叶片（8）的至少一部分设为通过变桨系统（10）以一桨距角变桨；每个所述转子叶片（8）具有介于固定端（12）和自由端（13）之间的叶片长度（11），所述固定端（12）设为固定在轮毂（6）上，以便在旋转平面内旋转，并用于捕获风能，?所述至少两组叶片组（7）包括：?第一叶片组（7′）的至少一部分具有根据空气动力学构筑的第一外形（14′），该根据空气动力学构筑的第一外形（14′）用于风速阈值（21）以上的高风速捕获（15），以及?第二叶片组（7″）的至少一部分具有根据空气动力学构筑的第二外形（14″），该根据空气动力学构筑的第二外形（14″）用于风速阈值（21）以下的低风速捕获（16），并且其中，?第一叶片组（7′）中的第一叶片（8′）具有第一叶片长度（11′），并且?第二叶片组（7″）中的第二叶片（8″）具有第二叶片长度（11″），所述第二叶片长度（11″）大于所述第一叶片长度（11′）。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·葛利普，
申请(专利权)人：远景能源江苏有限公司，
类型：实用新型
国别省市：