[发明专利]建筑物外墙风力发电方法

说明书

技术领域

能源与环保。目前人类开发的风力发电装置已经在高山、高原、海边、近海和建筑顶部安装使用。建筑外墙，特别是高层建筑外墙的风能尚未开发。建筑外墙风力发电方法为中国城市风力发电开辟了新的空间。

背景技术

水平轴风力发电机技术。世界上目前利用最多的形式，功率最大5MW左右。

垂直轴风力发电机技术。21世纪初由中国、日本、欧洲几乎同时发明的一种新型风力发电机，有别于最早的垂直轴风力发电机(达里厄型)，效率高于水平轴风力发电机，无噪音和转向机构，维护简单。已成为欧美市场中小型风力发电机的首选。

垂直风机及叶片技术。垂直风机包括纵向风轮轴、叶片、叶片连接支架，中国、日本、英国、德国已经有多种垂直风机及叶片。

框架结构建筑技术。中国和国外8层以上的建筑普遍采用了框架结构建筑技术，框架结构建筑自身结构安全、强度大，建筑时可以向墙外延伸出支撑平台(用于安装垂直轴风机)。

气象观测技术。我国陆地上拥有丰富的风力资源，在10米高度的风能保有总量是32亿千瓦，其中陆地50米高度实际可开发的风能总量为8亿千瓦。20层以上的高层建筑都在50米以上。中国整个东部地区属于典型的季风气候，冬季盛行冬季风，夏季盛行夏季风，春秋两季也多风。东部地区城市高层建筑墙面风速比地面更大。当然，中国西部地区城市高层建筑墙面风速也比地面大。

风洞技术。现在的风洞技术已经能够对建筑物顶部及四周进行精确的空气动力研究。风洞技术也能对风力发电装置外部的空气动力特性进行精确研究。

发明内容

在建筑外墙上，特别是墙角上，安装垂直轴风机(风机指风车转子及叶片，下同)，拓展城市风力发电空间。安装在建筑外墙上的垂直轴风机，既可以驱动垂直轴发电机，也可以通过机箱和汽车后桥式的换向装置，驱动水平轴发电机。以立方体高层建筑为例，一条墙角上至少可以安装一套垂直轴风机及发电装置，四条纵向墙角都可以安装垂直轴风机及发电装置。风机及叶片形状、尺寸、材料不限，这里只画了一种。

不与建筑物外墙太阳能发电争空间。重点在墙角上安装垂直轴风机及发电装置，不影响建筑物使用者采光、通风和晾晒衣物。

克服垂直轴风力发电机功率小的缺点。传统的垂直轴风力发电机叶片无法做长，功率普遍较小。通过上下支架或平台安装垂直轴风机，风机叶片的长度可以增加到6米以上，风机可以驱动大功率发电机，克服垂直轴风力发电机功率小的缺点。

附图说明

图1小型及中型垂直轴风力发电机使用方法。图中有5部分专门说明：

①纵向墙角线

②下安装架(或下安装平台)

③上安装架(或上安装平台)

④垂直轴风机(风机指风车转子及叶片)(叶片单向旋转)

⑤传动机箱、发电机及控制装置

图1整个装置安装在墙角上，也可以安装在墙面上，用于小型及中型垂直轴风力发电机。风机与发电机在同一方向上，上下两端固定风机轴及叶片，风机运转平稳，噪音小，风机抗强风性能好。上下支架或上下平台的尺寸、材料不限；叶片材料、尺寸、形状不限；机轴材料、直径不限；垂直轴风力发电机技术性能、参数不限。如果是墙角平台安装，墙角建设时可以向内砌(切角)，整个平台后缩，整个发电装置稳定性更好。

图2小型垂直轴风力发电机悬挂安装使用方法，图中有4个部分专门说明：

①纵向墙角线

②垂直轴风机(风机指风车转子及叶片)(叶片单向旋转)

③传动机箱、发电机及控制装置

④悬挂架(或悬挂平台)

图2整个装置安装在墙角上，也可以安装在墙面上，用于小型垂直轴风力发电机悬挂安装使用。风机运转平稳性差，风机抗强风性能不好。风机与发电机在同一方向上。安装支架或安装平台的尺寸、材料不限；叶片材料、尺寸、形状不限；机轴材料、直径不限；垂直轴风力发电机技术性能、参数不限。如果是墙角平台安装，墙角建设时可以向内砌(切角)，整个平台后缩，整个发电装置稳定性更好。

图3小型垂直轴风力发电机单臂安装使用方法，图中有4个部分用专门说明：

①纵向墙角线

②安装架(或安装平台)

③传动机箱、发电机及控制装置

④垂直轴风机(风机指风车转子及叶片)(叶片单向旋转)