[发明专利]涡轮式风电机组球形叶轮

说明书

技术领域

本发明涉及新能源领域-涡轮式风电机组球形叶轮。能在任何方向的微风、小风、中风、大风时正常运转的球形叶轮。

背景技术

传统的风力发电场整体发电运行效率较低，年输出功率的有效时间只有2000多小时，不到全年8760小时的30％，即便在这么短的有效时间里，真正能满负荷发电也不到10％，其余时间里发电机的效率大部分在35％左右。

大功率并网机组，不管是双馈式或直驱式，转速范围都很窄，机组在低于额定转速1/5时就不能并网发电，而且每台机组都带一套变流器，后面再挂一个箱式变压器，发电功率很小或不发电时，变流器、变压器还常年挂网运行，使整个风电场需要实时补偿大量无功能量。由于风力的不稳定特性，使风力发电机会频繁的运行、停止，某一机组的运行、停止都会严重影响电网电压的波动，而电网却又不允许电压出现较大的波动，于是只有加大变流器的无功补偿和电压稳定能力，这无疑加大了变流器的成本和有功消耗。就是这样做，还仍然满足不了并网的要求，各风电场毫无例外地还要配备高压动态无功补偿装置。所以现行的风电系统是低效、脆弱、极不可靠的发电系统。

综上所述：传统的风电机组在偏风、避风、微风、小风时转速慢或不转不能正常发电是根本问题，这一根本问题的主要原因是风电机组的用风系统技术不成熟。

发明内容

为了解决传统的风电机组在偏风、避风、微风、小风时转速慢或不转不能正常发电这一根本问题，本发明提供一种涡轮式风电机组球形叶轮，在任何方向的微风、小风、中风、大风时都能自行起动，正常运转。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在风电机组的塔架顶上，用异型钢拼装成以垂直立轴为中心的可转动球形钢结骨架；垂直立轴是本装置的动力轴，也是风电机组的传动轴。用金属板或橡塑板制作叶片，将叶片在球形钢结构骨架上成45度角顺时针方向重叠镶接，形成球形叶轮。当任何方向的微风、小风、中风、大风吹到球形叶轮45度角叶面上时，推动球形叶轮顺时针方向起动，重叠叶片之间形成进风口，任何方向的微风、小风、中风、大风进入进风口后形成涡流，按照涡流递增理论，球形叶轮里的涡流越转越强大，推动球形叶轮的垂直轴转速越转越快；达到在任何方向的微风、小风、中风、大风时都能正常运转的目的。

本发明的有益效果是，不需要强大的电子手段，在任何方向的微风、小风、中风、大风时都能正常顺时针启动，达标运转。制造材料普通，安装时快速方便，使用时安全可靠；不需要经常维护，运营成本不高，也是大功率风电机组的最好装置。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的平面图

图2是图1所示结构中A-A剖面的结构示意图。

图中1-垂直立轴，2-球形钢结构骨架，3-叶片，4-进风口

具体实施方式

在风电机组的塔架顶上，用异型钢编装成以垂直立轴1为中心的可转动球形钢结构骨架2；球形钢结构骨架2的体积大小根据发电机功率的多少来决定；垂直立轴1是本装置的动力轴，也是风电机组的传动轴。用金属板或橡塑板制作叶片3，叶片的才长度和宽度根据设备用风需要设计；将叶片3的长与立轴1垂直，在球形钢结构骨架2表面切线上成45度角重叠式侧面镶接，形成球形叶轮。