[发明专利]风力机风轮局部聚能环及其设计方法

说明书

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，特别涉及一种风力机风轮局部聚能环的设计方法。

背景技术

目前千瓦级及以上的风力发电机风轮叶片基本上直接安装在轮毂上，不仅叶片的强度低，而且不利于风能的捕获，导致风力机的启动风速较高，风力机的工作效率降低。

发明内容

本发明提供了一种风力机风轮局部聚能环，其特征在于，风力机风轮局部聚能环，其特征在于，该局部聚能环安装在风轮上，其中局部聚能环由风轮叶片定位固定，且以风轮旋转轴线为中心呈中心对称布置；局部聚能环的形状为圆形，其截面形状自迎风方向为：等腰三角形，其顶角的角度为0＜γ＜90°，底边为l；叶片宽度域为长方形，尺寸为l×B；而后为长椭圆形，长半轴为，短半轴为；其中，l为局部聚能环在半径方向上的宽度，B为风轮叶片的轴向宽度。

本发明还提供了一种风力机风轮局部聚能环的设计方法，其特征在于，该局部聚能环的半径为r＝αR，局部聚能环在半径方向上的宽度为l＝βR，风能利用提高系数ϵ=α6[1-(α+β2)2]2+(1-α2)3(α-β2)4[1-(α+β2)2]2(α-β2)4,]]>其中，α为局部聚能环半径系数，β为局部聚能环径宽系数，R为风轮半径，通过调整α和β的取值，来得到不同的ε值。

所述局部聚能环半径系数α的取值范围为；局部聚能环径宽系数β的取值范围为0～1。

本发明的有益效果为：采用本发明所述的风力机风轮局部聚能环，以风轮直径80m和90m为例计算，相同风轮直径的风力发电机组可将风能利用率提高2％-5％，启动风速也可降低约3％-6％，可以有效的提高风力机的工作效率。

附图说明

图1为局部聚能环的位置及结构图；

图2为A-A面的结构示意图。

图中标号：

1-风轮叶片；2-局部聚能环；3-风轮轮毂。

具体实施方式

本发明提供了一种风力机风轮局部聚能环的设计方法，下面通过附图说明和具体实施方式对本发明做进一步说明。

图1为局部聚能环的位置及结构图；图2为A-A面的结构示意图。局部聚能环2的形状为圆形，其截面形状自迎风方向为：等腰三角形，其顶角的角度为γ＝30°，底边为l；叶片宽度域为长方形，尺寸为l×B；而后为长椭圆形，长半轴为，短半轴为；其中，l为局部聚能环在半径方向上的宽度，B为风轮叶片的轴向宽度。根据贝兹理论，风轮捕获的最大风能为：