[发明专利]一种新型转板式阻力型高效发电装置（风力、水力通用）

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型转板式阻力型高效发电装置，是一种把风能（即空气流动的动能）或水流动能转化为机械能再转化为电能的一种装置，是一种转化效率比较高的发电设备。本发明的引流板可以由太阳能电池板组成，这时本发明就成了风光能发电一体设备或水光能发电一体设备。本发明可以采用多种使用方式和用于不同场合，适用于楼顶、楼侧、阳台、小区空地、草原、戈壁、山地、丘陵、沙漠、河流等风能、水能资源丰富之地，离网、并网发电均可，是利用风能、水能发电的理想发电设备。

背景技术

在石化燃料大量使用导致全球变暖现象越发严重的现代社会，风能、水能作为清洁能源越来越受到重视，风力、水力等清洁、环保、可再生能源发电项目越发被看好。

发明内容

目前公知常见的大、中、小型风力发电机绝大多数为3个细长叶片加发电机和支撑立杆的结构（利用风力推动3叶片绕中轴旋转将风能转化为机械能带动发电机进行发电），还有少部分风力发电机样态是采用达里厄（Darrieus）型的H型、Φ型、S型垂直轴风力发电机，这些风力发电机样态大都是在国外理论基础上建立和仿制而成的。

常见3叶片风力发电机由3个三角状细长叶片作为接受风能受力面，由于叶片与风的吹来方向有夹角，叶片在风的动能推动下做轴向旋转运动（但是旋转运动方向与风的来向不相同），带动发电机发电，但是实际这种风力发电机风能转化为电能的效率并不像理论宣称的那样高，实际转化率较低，风能利用率只有20%左右，主要原因是：①风轮实度很低（3叶片风力发电机叶片在风向投影的总面积与风轮扫掠面积之比很低），3叶片风力发电机叶片细长且为三角状，当风吹过风力发电机时，只有吹到3个叶片受力面上的风才能带动叶片旋转，没有吹到叶片的风即大量带有动能的空气会从巨大的叶片间隙通过而不能推动叶片旋转运动继而做功发电。②三角状叶片与风的吹来方向成夹角，这使吹到3个叶片受力面上的风的动能减少，因为这种叶片夹角设计使风前进的力被分解，只有一部分分力驱使3个叶片向左（或右）旋转做机械旋转运动，即力的分解原理使很少部分的风前进的动能转化为机械能，继而带动发电机发电产生的电能也很少。③机械运动和发电机做功都会有能量损耗，使风能转化为电能的效率更加低下。④有些大中型3叶片风力发电机叶片截面设计成上凸下凹的机翼截面形状，即所谓升力型叶片，希望用以提高转速但实际提升效果极其有限。⑤3叶片风力发电机叶片形态为很薄的尖锐的三角形刀片状（多为金属或坚硬复合材料），立杆又较长，叶片半径越长强风下越易弯折损坏，在人口密集地区使用很不安全，所以大中型3叶片风力发电机多安装在空旷地带，且彼此间距离很大以免出现附带损害事故。

而风吹过达里厄型的H型、Φ型、S型垂直轴风力发电机时会使这类风力发电机中轴两侧同时受力，但由于两侧叶片形态不同，故中轴两侧叶片受力大小不相同，受力的差使叶轮朝向受力大的一侧旋转，虽然这类风力发电机设计时已经将中轴两侧叶片形态设计得不同用以增大受力之差，但是两侧受力差值仍然较小，受力差值没有最大化，也就是吹到风力发电机的风能相当多的部分由于风力发电机结构的原因相互抵消未能利用起来发电，反而形成了对整体结构较大阻力，这也就是这类风力发电机低风速条件下难以启动旋转发电或发电效果很差以及强风下易于损坏的原因。

为了克服现有传统风力发电机风能利用效率低下和形态不安全的弊端，本发明提供了全新设计的高效发电机系列产品，不仅相同条件（见注释，下同）下可以比传统3叶片水平轴风力发电机以及达里厄型（包括H型、Φ型、S型）垂直轴风力发电机汇集更多能量并发出更多的电，而且整体结构更加坚固和安全.

本发明解决技术问题所采用的技术方案。

一种发电装置，它包括由环绕中轴旋转放置的多个矩形叶片、中轴、叶片间支架等组成的一体化的叶轮和引流板、变速装置、发电机、控制器、逆变器（可含并入电网功能和输出电量显示功能）、蓄电电瓶、避雷针、换向器、整机支架等部件组成：

叶轮，由数个矩形直板叶片和中轴通过叶片支架连接成一体化柱状，放在整机支架上，在外力（风力或水力）作用下旋转带动发电机发电。其叶片围绕中轴向心排列，叶片一侧平行且靠近中轴，数量为n个（n≥2，叶片数根据客户使用环境和效能要求不同而设置，且叶片、中轴和叶片支架采用高强度金属或复合材料制成）；