[发明专利]一种高效风力发电装置

说明书

本发明公开了一种高效风力发电装置，包括叶轮和叶轮轴，所述叶轮包括叶片，其特征在于：在旋转方向与风向相反的叶片外部设有遮风罩。本发明通过在与风向相反的叶片外部安装遮风罩，通过遮风罩将叶片与风隔离，从而使旋转方向与风向相反的叶片不再受到风力的反向作用，进而大幅度降低了风的反向阻力，提高了风能的利用率，可低成本、低能耗、高效率实现高品质的风力发电，对促使风力资源的规模化应用具有重要价值。

技术领域

本发明是涉及风力发电技术，具体说，是涉及一种高效风力发电装置。

背景技术

风是没有公害的能源之一，而且取之不尽、用之不竭。风能作为一种清洁可再生能源，越来越受到世界各国的重视。我国风能资源丰富，可开发利用的风能储量约10亿kW，其中，陆地上风能储量约2.53亿kW(陆地上离地10m高度资料计算)，海上可开发和利用的风能储量约7.5亿kW，共计10亿kW。

利用风力发电的尝试，早在二十世纪初就已经开始了。把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三米的微风速度(微风的程度)，便可以开始发电。风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电不需要使用燃料，也不会产生辐射或空气污染。

现在的风力发电方法基本上都是采用螺旋桨叶式，螺旋桨叶式发电方法不仅具有制造成本高，而且由于桨叶边缘的线速度高存在风阻大的缺点，以直径为120米、转速10r/m的桨叶为例：桨叶的边缘线速度达到63米/秒，相当于226公里/小时的风阻力。这种风阻力的存在会极大地消耗自身动能，从而导致发电量显著减少。为什么不用叶轮发电呢？因为当叶轮在风力推动下旋转时，叶轮轴上方叶片的旋转方向与叶轮轴下方叶片的旋转方向相反，这种相反就会相互抵销，导致发电效率低下，没有实用价值。另外，由于风量是变化不稳定的，以致风轮的转速不稳定，输出的是变化的交流电，导致风力发电的品质差，利用率低。为了解决上述问题，目前是通过附加一个把转速提高到风力发电机额定转速的齿轮变速箱，再加一个调速机构使转速保持稳定，然后再连接到发电机上，并使风力发电机输出的交流电，经充电器整流后对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能，然后用有保护电路的逆变电源，将电瓶里的化学能转变成交流220V市电，从而保证稳定使用。由上所述可见：这种转换方式不仅导致能量的多级损耗，而且成本高，不具有规模化应用的实用性。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题和需求，本发明的目的是提供一种高效风力发电装置，以低成本、低能耗、高效率实现高品质的风力发电，以促使风力资源的规模化应用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高效风力发电装置，包括叶轮和叶轮轴，所述叶轮包括叶片，其特征在于：在旋转方向与风向相反的叶片外部设有遮风罩。

本发明通过在与风向相反的叶片外部安装遮风罩，通过遮风罩使气流对叶片的反向冲击力予以隔离，从而使旋转方向与风向相反的叶片不再受到风力的反向作用，因而可大幅度降低风的反向阻力，提高风能的利用率。

作为优选方案，所述遮风罩能根据气流方向沿叶轮轴的旋转调节气流量。因为风向是会不断变化的，通过旋转可适应风向的改变，特别是当叶轮轴与地面垂直时，这种改变更加重要。同时，通过遮风罩的旋转也可达到调节风力大小的作用，通过调节风力大小，可以保持风力的相对稳定，提高电能的品质。

作为优选方案，在所述遮风罩上设有开合门。通过开合门的开启或闭合可以调节风力大小，从而保持比较稳定的风力，保证所发电能的品质。

作为优选方案，所述叶片为弧形叶片。当弧形叶片与风向相对时，可获得更多的风能。

作为进一步优选方案，在弧形叶片的两端设有挡板。在弧形叶片的两端设置挡板，可将两端的风力锁住，提高风能的利用率。