[实用新型]塔架式多级液压垂直轴风力发电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种风力发电机，特别涉及一种塔架式多级液压垂直轴风力发电机。

背景技术

风能作为可再生能源的一种，在中国的储藏量相当丰富。根据国家气象局的资料，中国离地10米高的风能资源总储量约32.26亿千瓦，其中可开发和利用的陆地上风能储量有2.53亿千瓦，50米高度的风能资源比10米高度多一倍，为5亿多千瓦；近海可开发和利用的风能储量有7.5亿千瓦。目前，随着人们对风力发电认识的日渐提高和小型风力发电技术的不断成熟，其应用领域也越来越广泛，如：独立运行的无电地区电力建设的集中供电系统(村落电站)和户用系统、电网无法覆盖地区的无电村落或用户的供电、通信基站、高速公路/铁路监控、森林防火等的监测站、部队边防哨所、航标灯、油田、教学示范等的供电服务等。

传统单级垂直轴风力发电机存在获得能量低、速度控制困难、自启动能力差以及发电效率低等缺陷，其限制了风力发电机的规模化应用。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是如何克服现有技术的上述缺陷，提供一种塔架式多级液压垂直轴风力发电机。

为解决上述技术问题，本塔架式多级液压风力垂直轴发电机包括塔架式垂直轴风力机和发电机或发电机组，其中塔架式垂直轴风力机包括塔架、设置在塔架上的风轮和风轮输出轴、液压管路、液压马达和储液箱，所述液压马达与所述发电机或发电机组相连接并为其提供动力，其还包括分液压马达；所述塔架包括至少两层结构，每层均设有至少一组风轮、风轮输出轴和分液压马达，风轮输出轴通过联轴器与分液压马达输入轴连接；所述液压管路一端与储液箱连接，另一端分为若干支路，各支路分别经过各分液压马达后，汇聚为动力管路经过液压马达，然后接回储液箱。

如此设计，风轮高度升高，其提供的动力增加，在每一组由风轮、风轮输出轴和分液压马达组成的模块中，每级风轮通过与各自连接的分液压马达输出液压，汇聚后直接驱动液压马达，该液压马达与相匹配的发电机或发电机组相连接，实现了“多对一”的转换模式，克服了传统风力发电机获得能量低的缺陷。

作为优化，所述发电机或发电机组上设有转速传感器，所述液压马达上游动力管路上设有流量阀；所述转速传感器与流量阀之间设有反馈回路。如此设计，液压马达的转速通过转速传感器进行监控和反馈，由流量阀和高速变量液压马达实施调节，维持液压马达的转速不变，使发出的电的频率不变，克服了传统风力发电机速度控制困难的缺陷。

作为优化，所述液压管路的动力管路上于流量阀上游设有能量汇聚单元。如此设计，便于汇聚由各支路输出的能量。

作为优化，所述液压管路的动力管路上于能量汇聚单元上游设有液压储能器。如此设计，由于风能的随机性和间歇性，通过增设液压蓄能器将多余能量以液压能的方式存储起来，使得驱动系统的转速控制和电气控制更加简单易行，同时其能够吸收因风力过大时液压系统产生的冲击和压力脉动。

作为优化，所述液压马达与发电机或发电机组之间设有动力传输单元。

作为优化，还包括自启动蓄能器，该自启动蓄能器通过连通管路接入液压管路，并于该连通管路上设有电磁阀。如此设计，首次启动时，系统先向自启动蓄能器供液，当自启动蓄能器的压力继电器检测到其压力达到设定压力时，为自启动蓄能器供液的电磁阀断电，阀门关闭，停止为其供液；当压力继电器检测到自启动蓄能器压力小于设定值时，电磁阀开启，对自启动蓄能器进行充液。当风轮启动时，电磁阀开启，自启动蓄能器内的液体进入分液压马达的吸油口，推动分液压马达的轴转动，从而驱动风轮转动。

作为优化，所述液压管路各支路于分液压马达下游设有压力继电器。如此设计，保证每级风轮驱动分液压马达输出的压力相同，而输出流量不同，实现在风速较低时，通过上一级风轮产生的能量弥补最低级风轮产生能量的不足，确保发电机或发电机组正常发电。

作为优化，所述塔架各层均为N边形结构，其中N≥3。如此设计，塔架结构坚固且稳定性强，对于各组件的固定牢固，同时节约了土地的使用量，扩大了选址范围。

作为优化，所述塔架相邻两层之间距离为10m。如此设计，理论上，风轮每抬高10m，上10m处风轮发电是下10m处风轮发电的2倍。