[发明专利]一种风力发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力发电装置，特别是涉及一种适用于各种风向与风速的风力发电装置。

背景技术

现代社会中的食衣住行样样皆离不开电能，而发电的方式也有许多种选择，例如火力、水力、风力、太阳能、以及核能等等发电方式。

但是，火力发电会对环境产生污染，且煤炭、石油以及天然气等燃料的存量有限，水力发电的发电量通常不够稳定，太阳能发电的成本普遍过高，而核能发电又有辐射安全上的隐忧。因此，利用风力与风力发电装置来进行发电，以得到洁净的绿色能源的发电方式越来越受到重视。

目前大多数的风力发电装置是分为水平轴式与垂直轴式。水平轴式的风力发电装置是由多片扇叶与发电塔所组成，通过自然风来带动扇叶旋转进而产生电能，然而，水平轴式的发电装置存在有以下缺陷。首先，以水平轴式的概念来设计的风力发电装置，发电塔的塔高一般至少需要60公尺，而为了提高发电塔的稳定性，发电塔的塔身结构必须非常粗壮，且发电塔的底座亦需设置于高强度的混凝土地基上，而设置于发电塔顶端的多片扇叶也必须具备有庞大体积以营造出足够的受风面积，因此，不但需要耗费巨额的土地成本、组装成本，且因扇叶过于庞大的体积而造成重量的增加与阻力的提升，如此一来使得自然风的使用效率大打折扣。此外，自然风的风向与风速并不固定，而一般水平轴式的发电装置无法随着不同的风向与风速进行最适当的调整，例如当风速不够大时，易发生扇叶无法转动的情形，而为了避免在风速过快时造成装置损毁，也必须使得扇叶空转，进而造成了风力资源的浪费。

再者，现有技术中的垂直轴式风力发电装置的设计，其概念为将多片单层的帆叶垂直设置于中心柱上，使得帆叶可绕着中心柱旋转，且多以中、小功率的发电量为目标所设计，是以无法提供稳定且足够的电能。此外，一般的垂直轴式风力发电装置，大都是采用机械轴承来提供旋转的机制，但是由于机械轴承容易损坏，容易造成风力发电装置的故障，因此提高了维护的成本。

因此，如何提供一种风力发电装置，不但可节省组装成本与维护成本，并可弹性地随着不同风速来进行适当地调整，且适用于具有各种风向的使用环境中，以提高风力资源的使用效率，遂成为各界急待解决的问题。

发明内容

为解决前述的问题，本发明的目的是提供一种风力发电装置，不但组装方便且维护容易，并可弹性地随着不同风速来进行适当地调整，也适用于具有各种风向的使用环境中，进而提高风力资源的使用效率。

本发明提供的风力发电装置，其包括：形成为环形轨状的第一承载件、形成为环形轨状并与该第一承载件保持间隔地对应设置的第二承载件、以沿该第一承载件移动自如的方式设置于该第一承载件上的第一活动层、以沿该第二承载件移动自如的方式设置于该第二承载件上的第二活动层、至少一受风件，以及至少一发电单元。该受风件连接于该第一活动层及该第二活动层，用以承受风力来带动该第一活动层及该第二活动层分别在该第一承载件及第二承载件上移动。而该发电单元的驱动轴具有通过活动层的移动而旋转的被驱动轮，且该被驱动轮与该第一活动层或该第二活动层彼此相接触。因此，在该受风件带动该第一活动层及第二活动层分别于该第一承载件及第二承载件上移动时，该第一活动层及/或该第二活动层可同步驱动该发电单元的被驱动轮转动以产生电能。

在一较佳实施例中，本发明的风力发电装置还包括至少一支撑件，该支撑件分别与该第一活动层及该第二活动层彼此连接，且该支撑件为具有伸缩性及/或弹性的结构。此外，本发明的风力发电装置也可包括由多个集风件所予以制成的集风设备(未图示)，该集风设备设于该风力发电装置的受风件外周侧，用以引导、集中、分流或阻挡风力。较佳地，该集风设备可以三角形、四角形、五角形或五以上的奇数角形的形状环绕该受风件的周围。

在另一较佳实施例中，该发电单元的被驱动轮为齿轮，该第一活动层及/或该第二活动层上与该发电单元的齿轮相接触的表面形成与该齿轮啮合的齿条。此外，该齿条可设计为非单一水平高度的形式，因此，可通过该齿条与该齿轮彼此啮合的紧密程度来提供该发电单元的齿轮不同的扭力大小，进而驱使该发电单元的齿轮以不同的速度转动。

在又一较佳实施例中，该第一承载件及该第二承载件为多个承载单元彼此串接锁合而成，该承载单元的材料可为塑料或塑料聚合物。此外，该第一活动层及该第二活动层也可为多个活动单元彼此串接锁合而成，而该活动单元的材料可为金属或金属化合物。