[发明专利]一种船用风力发电系统

说明书

本发明涉及一种船用风力发电系统。本发明针对目前的风力发电机的固不足，提出了一种船用风力发电系统，其特征在于：包括振动器和阻尼片组构成；振动器为圆台形的刚性空心壳体，内壁面固定有阻尼片组；阻尼片组是由十六个块状阻尼片构成的矩阵，在水平方向上分为四列，按90°方位角间隔均匀布置在振动器内壁面上，在垂直方向上布置为等距的四层。与目前的风力发电机以及其他新构型风力发电系统相比，本发明的船用风力发电系统避利用效率高、实施简单、适合于船上使用。

技术领域

本发明涉及一种船用风力发电系统。

背景技术

船上一般设有太能能发电系统，但是受太阳的影响很大，比如在阴天或者下雨的时候，太阳能无法提供电力。

风力发电是一种清洁的可再生能源，储量非常巨大，在未来世界能源格局中将占有重要的位置。当前大型水平轴风力机在商业上被广泛接受，也日趋发展完善，其工作原理是：气流作用于风轮上，产生空气动力载荷驱动风轮旋转，带动发电机产生电流。

但是水平轴风力机构造较为复杂，旋转风轮尺寸大，发电机组放置塔架顶端，导致机组的倾覆力矩大，且随着机组的大型化发展，对船体的要求也越来越高，导致发电成本较高，性能提升也接近于极限，严重制约了船上风电可持续发展。

发明内容

本发明针对目前的风力发电机的固不足，提出了一种船用风力发电系统，其特征在于：包括振动器1和阻尼片组2构成；振动器为圆台形的刚性空心壳体，内壁面固定有阻尼片组；阻尼片组是由十六个块状阻尼片构成的矩阵，在水平方向上分为四列，按90°方位角间隔均匀布置在振动器内壁面上，在垂直方向上布置为等距的四层。

还包括弹性支撑结构体3和压电材料模块4，弹性支撑结构体3为复合材料的圆柱体结构；压电材料模块4紧固并包围着弹性支撑结构体的外壁面，高度为整个弹性支撑结构体的60%~90%，垂直方向上位于弹性支撑结构体3的中间。

还包括合成纤维绳索7和弹簧阻尼稳定器8，合成纤维绳索7上端固定在振动器1上，下端与弹簧阻尼稳定器8连接，且保有一定的长度余量。

弹簧阻尼稳定器8是由单个或多个高强度弹簧组成，在振动器振幅大于最大偏离角时，急剧增大阻尼，保证系统在极端倾覆力矩下的安全性。

所述的最大偏离角为30°，定义为振动器中线与铅垂方向的夹角。

与目前的风力发电机以及其他新构型风力发电系统相比，本发明的船用风力发电系统避利用效率高、实施简单、适合于船上使用。

附图说明

图1是船用风力发电系统的结构示意图。

图2是图1中AA剖面的俯视示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的船用风力发电系统是包括振动器1、阻尼片组2、弹性支撑结构体3、压电材料模块4、合成纤维绳索7和弹簧阻尼稳定器8。

本发明系统的工作方式是：外环境的气流作用于圆台形的、刚性空心的振动器上，由空气动力学原理，气流将在壁面上产生分离，并在尾流中形成产生周期性脱落涡街，振动器也会产生周期性振动；阻尼片组固定在振动器的内壁面，是由十六个块状阻尼片构成的矩阵，在水平方向上分为四列，按90°方位角间隔均匀布置在振动器内壁面上，在垂直方向上布置为等距的四层，其作用是控制振动器与外界激励频率最佳匹配，实现对振幅和频率控制；同时，系统上层结构的振动也带动了弹性结构体和压电材料模块发生大幅度的变形运动，弹性支撑结构体为复合材料的圆柱体结构，为上部分结构提供支撑；压电材料模块同样为柔性部件，紧固并包围着弹性支撑结构体的外壁面，高度为整个弹性支撑结构体的60%~90%，垂直方向上位于弹性支撑结构体的中间，由压电材料的压电效应产生电流，再经由变流器变流传后传递给电网或储能设备。此外，系统的安全和稳定性保障装置是由合成纤维绳索和弹簧阻尼稳定器构成，合成纤维绳索上端固定在振动器上，下端与弹簧阻尼稳定器连接，且留有一定的长度余量，以保证振动器振幅在允许的最大偏离角范围内为小阻尼运动；最大偏离角为30°，定义为振动器中线与铅垂方向的夹角；弹簧阻尼稳定器是由单个或多个高强度弹簧组成，在振动器振幅大于最大偏离角时，急剧增大阻尼，保证系统在极端倾覆力矩下的安全性。