[发明专利]翼后射流增能调速风力发电

说明书

(一)、技术领域

本发明涉及一种有效提高风能利用率的翼后射流增能调速风力发电。

(二)、背景技术

随着全球常规能源的短缺和环境污染的加剧，寻求使用无污染的可再生能源已成为全球能源发展的总趋势。世界对发展替代能源越来越关注，目前全球可再生能源的发电动力还不到世界发电量的1％。在各种替代能源中，风能是最成熟的，它的发电成本正在不断降低。风能是一种丰富的、清洁的自然能，有效利用这种可再生能源具有重大意义。风力发电机是常见的风能利用装置，它一般包括风车螺旋桨叶片和与之相连的机械能、电能转换装置，它利用风力推动叶片旋转产生电能。由于输出电功率的要求和叶片结构的自重，只有达到一定的风速风级，如风力大于四级才能使叶片旋转，而在风速风级较低时，风力发电机不能工作，这就限制了低于该风级的风能的有效利用，特别是在常年风速较低的地区无法有效利用风能。另一方面，当自然界风速风级较大时，如十级风力以上，又必须通过调节机构来降低风车螺旋桨转速，达到保护电机及穩定输出功率的作用。如本人专利“多泵集能及射流增能调速的风能利用装置”，专利号：ZL99247727.1；权公告号：CN2395050Y，其特征是：设于叶片上的通过阀门、进气管与集气增压罐连通的射流增能器。但由于设于叶片上的射流增能器随叶片转动，收集的压缩气体很难通过射流增能器，技术难度大，无法起到射流增能的作用，非常可惜。

(三)、发明内容

本发明的目的是设计一种即增能又调速的翼后射流增能调速风力发电，以有效提高风能利用率。

为此目的，本发明采用如下技术方案，翼后射流增能调速风力发电包括发电系统、泵压集能调速系统和翼后射流增能系统；发电系统包括风车螺旋桨和与之相连的发电机，在设计风速风级区內将风能转换成电能；泵压集能调速系统包括风力调速器、由管道相连通的离合空气压缩泵组和集气增压罐，在高风速时，将风能转换成空气压缩能，降低风车的转速保护发电机；翼后射流增能系统包括排气管的一端与集气增压罐上带有压力控制阀门相连通：另一端与翼后射流器相连通将压缩空气从风车背风面射出，翼后射流器包括射流口将压缩气体射流导向与风向相同，在低风速时，翼后射流产生负压加大风车翼前翼后的压力差，增大穿过风车风翼的风速与风量，提高风车的转速确保发电机正常工作，起到翼后射流增能与调速的作用。

翼后射流增能调速风力发电利用风力推动产生电能，在风速风级较大时，通过风力调速器控制离合的作用，使风车螺旋桨带动不同数量的空气压缩泵组，作为负载降低风车的转速保护发电机正常工作，同时空气压缩泵组做功产生空气压缩能，蓄存在集气增压罐内。当低风速时，集气增压罐上的压力控制阀门将压缩空气通过排气管、翼后射流器将压缩空气从风车背风面射出产生的负压力，加大风车翼前翼后的压力差，将高风速区收集的风能反馈给低风速区，加大风速风级，从而达到翼后射流增能调速与提高风能利用率的目的。

由于上述解决方案中采用的翼后射流增能调速风力发电，它可十分方便地通过空气压缩泵组将高风速时的风能转换成空气压缩能。一方面作为负载降低风车的转速，使风力发电机正常工作，另一方面又在低风速时，将收集蓄存的空气压缩能通过压力控制阀门、排气管、翼后射流器将压缩空气从风车背风面射出，翼后射流器上的环带状射流口，如同工矿业常用的射流鼓风机，可十分方便地通过射流动能产生的正、负压力，加大翼前翼后的压力差，提高穿过风车风翼的风速与风量，使吸入的风能直接作用在风车的迎风面上，增大风速及风力强度，提高风车的转速，起到翼后射流增能作用，确保发电机正常工作，最大优点是；提高风能的有效利用率，降低风电成本。

(四)、附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作出进一步详细说明。

图1是本发明翼后射流增能调速风力发电的结构图。

(五)、具体实施方式

如图1所示，风车螺旋桨[6]和与之相连的发电机[3]，将风能转换成电能；当高风速时，风力调速器[4]控制离合连接的空气压缩泵组[5]通过管道[8]与集气增压罐[10]相连通，将高风速区的风能转换成空气压缩能，降低风车的转速；当低风速时，集气增压罐[10]上的空气压缩能，通过压力控制阀门[9]、排气管[7]、翼后射流器[1]、射流口[2]，将压缩空气从风车背风面射出，加大风速又提高风车的转速，起到翼后射流增能与调速的作用。