[实用新型]可避让强风的立阵组合式立轴风力发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种可避让强风的立阵组合式立轴风力发电系统，用于高效利用风能获取清洁能源的技术领域。即可高效利用风能，降低投资成本，又可有效避让恶劣的强风环境对系统造成的损毁。极大地提高风能利用效率，降低投资建设成本，改善系统运行的安全性和稳定性。

背景技术

现有的立轴风力发电系统多为单柱单层、多柱单塔单层及多柱单塔多层取风结构，投入了很大建设成本才把风机架到合适的风场及合适的工作高度，而取风发电机构只设置了单柱单层、多柱单塔单层及多柱单塔多层，不仅造成巨大的投资浪费，也限制了系统发电能力的提高，并且对如何避让强风环境对系统造成的风毁尚无很好的解决办法，限制了立轴风力发电系统诸多优势的发挥。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种能够有效避让恶劣的强风环境对系统造成损毁，高效利用风能，运行更为安全稳定的立阵组合式立轴风力发电系统。

区别于以往单柱单层、多柱单塔单层及多柱单塔多层风力发电系统，本发明设置了多种排布的多塔柱支撑和多个发电单元的多层多列多单元组合结构，该多层多列多单元组合结构还可以多行排列，形成立阵组合式立轴风力发电系统。支撑塔柱可以设置2个、3个、4个及多个，并可以多种方式排布，立轴风力发电机的主轴可以放在多个支撑塔柱的中心，也可根据需要放在多个支撑塔柱的偏心位置；根据环境和设备需要，在多个支撑塔柱的不同高度位置可设置单层、双层、三层乃至多层立轴风力发电机构，层数可根据环境、设备状况和用户对系统发电功率的要求进行扩调。每层立轴风力发电机构可设置一个、两个、三个乃至多个立轴风力发电单元，各发电单元的旋转方向可以相同，也可以交互逆向旋转以抵消或减小发电单元对全塔的旋转扭力；每个发电单元又可设置带动1个、2个、3个乃至多个发电机。由于各个塔柱的支撑点均设置在立轴风力发电机单元的主风翼旋转半径之外，并且在每个塔柱上均可设置加固拉线或支柱，从而极大地改善了系统运行的稳定性和安全性；由于设置了多层、多列和多个立轴风力发电单元，大大提高了整个系统的发电能力，有效降低了单位功率的设备投入成本，扩展了取风的高度空间，减少了单位功率的占地面积，提高了优质风区的利用效率。

根据环境和设备需要，本发明还设置了强风预警系统，当侦测到有超过警戒风速值的强风来袭时，可提前对系统发出指令以采取强风避让措施。

在每一个发电单元中，利用风能直接驱动立轴风力发电单元的主风翼，通过主悬臂、主悬臂固定轮毂及主轴以带动发电机发出电力；而当出现恶劣的强风环境时，通过变换主风翼的竖向开张角度、主风翼伸缩、折叠、变形及百叶窗形式的叶片开张角度的调整等方式来调节主风翼迎风面积，以实现有效避让强风对系统造成的风毁。

本发明的技术方案如下

一种可避让强风的立阵组合式立轴风力发电系统，包括控制中心1、加固拉索或支柱2、承重层台3、塔柱4、立轴风力发电单元5、风速仪6、预警接收装置7、测风预警哨塔8、预警测风仪9，预警发射装置10；在每个立轴风力发电单元5中还包括主风翼11、整流副翼12、离心力衰减翼13、主风翼迎风角度控制器14、主风翼连接轴15、主风翼控制拉索16、主风翼控制电机17、主悬臂18、主悬臂控制拉索19、主悬臂控制拉索固定轮毂20、主悬臂固定轮毂及主轴21、主悬臂横向扭矩加强拉索22、发电机23、双梁主悬臂24。

支撑整个风塔的塔柱4可以设置2个、3个、4个及多个，并可以多种方式排布；主悬臂固定轮毂及主轴21可以放置在多个塔柱的中心，也可根据需要放置在多个塔柱的偏心位置；各塔柱4的支撑点均设置在主风翼11的旋转半径之外，各塔柱4上均可设置加固拉线或支柱2以加强系统稳定性。

根据需要，在多个塔柱的不同高度可设置单层、双层、三层乃至多层承重层台3，每层承重层台3上可设置一个、两个、三个乃至多个立轴风力发电单元5，各立轴风力发电单元5在塔柱间可以多种形式排布，其旋转方向可以相同，也可以交互逆向旋转以抵消或减小发电单元对全塔的旋转扭力；每个立轴风力发电单元5又可设置带动1个、2个、3个乃至多个发电机23。

以多种方式排布的多个风塔塔柱4、多层承重层台3及多个立轴风力发电单元5组成多层多列多单元组合结构，该多层多列多单元组合结构还可以多行排列，形成立阵组合式立轴风力发电系统。立阵的行数、列数、塔柱4的数量及排布形式、承重层台3的层数、立轴风力发电单元5的单元数及各单元所带的发电机数量可根据需要进行扩调。