[发明专利]基于低风阻聚风罩的公路用风电互补发电装置

说明书

本发明公开了一种基于低风阻聚风罩的公路用风电互补发电装置，聚风罩（2）安装在气流隔板（1）上，聚风罩（2）与气流隔板（1）之间形成聚风通道（4），垂直轴风力发电机（3）设在聚风通道（4）的出气口（4.2）处，垂直轴风力发电机（3）半埋于气流隔板（1）内，垂直轴风力发电机（3）与聚风罩（2）之间形成气流导孔（5）。设置椭球面的聚风罩作为聚风结构对气流进行汇聚加速，将垂直轴风力发电机设在聚风通道的出气口处，绝大多数的气流都能通过聚风通道作用在发电机叶片上，极大地提高了风能利用率；并采用碳纤维材质的蜂窝夹层作为叶片主体，降低了发电机运转所需最小风速。

技术领域

本发明涉及一种基于低风阻聚风罩的公路用风电互补发电装置。

背景技术

风力发电是常见的风能利用方式，技术也较为成熟，几年来风电产业发展迅速，但风能的发电效率较低仍是阻碍其利用的关键因素。高速公路上汽车行驶产生的气流是一种相对比较稳定的风能，但其风速通常较小，难以达到风力发电机所需的最低风速，需要加装聚风增速装置才能将这些风能利用起来。

申请号为201220218756.X的发明专利公开了一种高速公路聚风发电装置，包括固定设置在车流通道一侧的垂直轴风力发电机，以及括至少一只聚风板，各聚风板具有与车流方向相迎的内凹表面，垂直轴风力发电机位于该内凹表面上，聚风板在与垂直轴风力发电机相对应的板面部位上开设有气流导孔。该专利所采用的聚风板为剖切蛋壳状的壳体结构，聚风效果十分有限，并不能起到提高风速的作用。而且垂直轴风力发电机设在聚风板的中部，只有流经聚风板内凹面并通过导孔的气流能作用在发电机叶片上，其余大部分的气流并不会推动发电机叶片转动发电，风能利用率低。

发明内容

本发明的目的是根据上述问题，提供一种基于低风阻聚风罩的公路用风电互补发电装置，将汽车行驶产生的气流进行汇聚以提高风速，并将垂直轴风力发电机设置在合适的位置，增加风能利用率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：基于低风阻聚风罩的公路用风电互补发电装置，包括气流隔板、聚风罩和垂直轴风力发电机，所述聚风罩为椭球面，聚风罩安装在气流隔板上，聚风罩与气流隔板之间形成聚风通道，所述聚风通道与车流方向相迎的一端为进气口；所述垂直轴风力发电机设在聚风通道的出气口处，垂直轴风力发电机半埋于气流隔板内，垂直轴风力发电机与聚风罩之间形成气流导孔。

优选的，所述聚风罩的内侧壁上设有减阻鳞片。

优选的，所述聚风罩的进气端设有稳流板，避免在聚风通道的进气口处产生涡流扰乱气流。

优选的，所述聚风罩的出气端设有稳流弧片，稳流弧片的横截面为圆弧形，所述圆弧所对应圆心角为20-35度。

优选的，所述的进气口为半椭圆形，进气口的短轴和长轴长度比为1：1.2-1.8，控制进风口面积在一定范围内的同时保证气流能最大量地进入聚风通道，提高聚风罩内进气效率。

优选的，所述出气口和进气口的面积比为1:8-36。

优选的，所述气流导孔与出气口的面积比为1:4-16。

优选的，所述垂直轴风力发电机为磁悬浮风力发电机，发电机转子和定子之间的摩擦力小，风能转化为电能的转化率更高。

优选的，所述磁悬浮风力发电机包括发电机、安装基座和转动部，所述转动部包括转轴、叶片和第一永磁铁，转动部通过转轴设在发电机和安装基座之间，叶片和第一永磁铁固定在转轴上；所述安装基座上设有与第一永磁铁相配合的第二永磁铁，第一永磁铁和第二永磁铁相邻面的极性相同

优选的，所述叶片由碳纤维材质的蜂窝夹层和叶片蒙皮组成，蜂窝夹层包覆于叶片蒙皮内。