[发明专利]飞飘风力发电系统

说明书

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，尤其是涉及一种运用风筝和飞飘技术进行发电的系统装置。

背景技术

世界各国都在关注高空风能的开发。低空的风力并不恒定可靠，因此，一般风力发电站通常都设在可获得持续风能的高地或者海边。并且，为了提高风轮机的发电量，风车也越造越高，在夏威夷珍珠港北岸的世界上最大的风轮机高达122米。澳大利亚悉尼科技大学机械工程学教授布莱恩一罗伯茨表示：“海拔4600米到1万米的高空，气流强劲而稳定，是理想的空中风电厂。”当巨杉公司在意大利寻找建造木马风筝的合适地点时，在美国加利福尼亚和圣地亚哥，罗伯茨与另外三个工程师启动试验，推出了他的“高空风车场”计划。

中国的风电产业起步较晚，不过最近两年开始高速增长，增长速度超过100％。2007年，中海油在威海建成110万千瓦的全球最大海上风电站。同年，海南5座风电场开工，重庆也建成1座风电场并计划发展成西部风电城，2007年我国风电新装机328万千瓦，仅次于美国和西班牙，成为世界风电增长最快的国家之一。中国的风能总储量虽然达到约43.5亿千瓦，但是目前技术条件下可开发和利用的只有7亿～12亿千瓦。在开发新能源的过程中缩减耕地资源——建设大规模的风力发电场可能占用大量耕地，这也是中国风电产业发展的瓶颈。目前最常见的风力发电设备是叶片状风轮发电机，国外的风筝发电装置正处于实验阶段。采用风筝和飞飘技术相结合的风能发电设备目前还没有出现。

发明内容

本发明的目的在于参考目前国际国内风力发电存在的一些问题，提供一种风筝发电和飞飘技术相结合的风力发电系统。

本发明的技术方案为：该风力发电系统包括风筝、氦气囊、发电机和变电站。风筝通过固定连接绳与氦气囊相连接，氦气囊通过连接绳与发电平台相连接，发电平台的平台面上安装有发电机和螺旋花蕾状叶片，螺旋花蕾状叶片轴与发电机转子轴相连接，发电平台为长方体形状，平台的四周均安装有防风平衡螺旋桨，下面安装有升力螺旋桨，防风平衡螺旋桨通过旋转轴与水平伞齿轮相连接，升力螺旋桨通过旋转轴与垂直伞齿轮相连接，水平伞齿轮和垂直伞齿轮相啮合。为了使发电平台更加稳定、不颤动，平台的中心位置安装有陀螺仪，发电机上的电缆与变电站相连接。发电平台有二级或多级，二级发电平台同一级发电平台一样，安装有防风平衡螺旋桨和升力螺旋桨，平台上还安装有发电机和螺旋花蕾状叶片，平台的中心位置安装有陀螺仪。

使用本发明时，先将一组风筝通过固定连接绳连接至氦气囊，氦气囊再通过连接绳与第一级发电平台和第二级发电平台相连接。将氦气囊充满氦气后，氦气囊通过连接绳带动一级、二级发电平台上升。在上升过程中，随着高空风力不断加大，风筝自然展开，达到所需要空中高度时，风筝替代氦气囊保持系统的高度和正常运行。为了保持系统在高空的稳定，通过遥控使升力螺旋桨、防风平衡螺旋桨和陀螺仪旋转，多个螺旋花蕾状叶片在风力作用下旋转，带动发电机旋转，转化的电能通过电缆传输到变电站，再通过变电站的电网输送线输送到用户电网。

本发明具有以下优点：

1、本发明使用自然清洁能源-风能进行发电，符合当前大力推行的环保、低碳经济要求。

2、本发明采取风筝和飞飘技术相结合的风力发电模式。是风能发电一个革命性的创新。

3、本发明升空范围大，可上升至3000米以上的风力大的高空区间，发电效率高。

4、本发明与现有的风电场风力发电相比，不用占用大量的土地，大大节省了占地成本。

5、由于高空风速稳定，使得风力发电的电流电压也更加稳定，传输的电压也更加稳定。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

如图所示：1-风筝 2-固定连接绳 3-氦气囊 4-连接绳 5-螺旋花蕾状叶片 6-发电机 7-陀螺仪 8-防风平衡螺旋桨 9-旋转轴 10-垂直伞齿轮 11-水平伞齿轮 12-升力螺旋桨 13-电缆 14-一级发电平台 15-二级发电台 16-变电站17-电网传输线

具体实施方式

本发明的具体实施方式如下：

如图1所示，该系统包括风筝(1)、氦气囊(3)、发电机(6)和变电站(17)。一组风筝(1)通过固定连接绳(2)与氦气囊(3)相连接，风筝的数量为3-5个，也可根据实际需要增减，风筝的形状为滑翔伞状。氦气囊(3)通过连接绳(4)与一级发电平台(14)相连接，一级发电平台(14)上安装有发电机(6)和螺旋花蕾状叶片(5)，螺旋花蕾状叶片轴与发电机转子轴相连接，螺旋花蕾状叶片(5)在平台上可以对称的安装4个或更多。为了使平台在高空中稳定，平台的四周均安装有防风平衡螺旋桨(8)，平台下面安装有升力螺旋桨(12)。防风平衡螺旋桨(8)通过旋转轴(9)与垂直伞齿轮(10)相连接，升力螺旋桨(12)通过旋转轴与水平伞齿轮(11)相连接，水平伞齿轮(11)和垂直伞齿轮(10)相啮合，一级发电平台(14)的中心位置安装有陀螺仪(7)，发电机(6)上的电缆(13)与变电站(17)相连接。一级发电平台和二级发电平台通过连接绳相连接，二级发电平台(15)同一级发电平台(14)一样，平台上安装有发电机和螺旋花蕾状叶片，在平台四周安装有防风平衡螺旋桨，平台下面安装有升力螺旋桨，中心位置安装有陀螺仪。二级发电平台(15)通过连接绳与地面相连接。