[发明专利]一种垂直轴风力水力叠加动力发电机

说明书

一种垂直轴风力水力叠加动力发电机，包括风力发电装置和水力辅助发电装置，所述风力发电装置包括混凝土塔筒、套在混凝土塔筒外的转轴、风力发电机和设在转轴上且用于驱动风力发电机的风轮；所述水力辅助发电装置包括高位蓄水池、低位蓄水池、将低位蓄水池内的水抽到高位蓄水池中的抽水设备和水轮机；所述混凝土塔筒为中空结构，其内部的容置腔体形成所述高位蓄水池；所述水轮机包括若干分布在转轴外围的水轮片，所述水轮片与风力发电机转轴连接，高位蓄水池引出连接到水轮机的出水管。利用高低位水池的落差产生的动能，直接驱动水轮片，补足风力发电机所需的动力，使垂直轴风力发电机实现了随时发电上网的良好效果。

技术领域

本发明涉及发电设备，尤其是一种垂直轴风力水力叠加动力发电机。

背景技术

目前采用并网发电的大型垂直轴风力发电机还存在启动风速要求高、启动困难等问题，而这些难题都是由于自然界风能存在高低温差等原因所产生的不稳定性所引起的。在低风速时，大型的垂直轴风力发电机难以启动，或者根本无法启动，导致发电机低风速产生的资源浪费；在正常风速时，大型的垂直轴风力发电机虽然能够启动并工作，但是发电机的发电效率不高，往往是没有达到良好的状态；在超大风时，发电机的转速明显加快，甚至超过了发电机本身的额定功率，这时候的发电机处于危险状态，发电机部件有可能会被损坏，而超高的功率输出同时也存在一定的危险。另外，因为自然风会无时无刻的存在小风、低风速或者高风速，导致发电机的发电功率极其不稳定，风能利用率低，发电效率不佳，经济性差等。

我国目前的供电系统是变电站将发电设备发出来的电供应到各个片区的配电站，再由配电站向该区域的居民和工厂供电，对于偏远的地区来说，这种并网供电的方式存在造价成本高，维修难等诸多问题，因此造成偏远地区供电难的问题，目前也是各级政府亟须解决的问题，离网发电无疑是决绝该问题的最好的途径，而如何利用风力发电解决该问题成为了人们研发的方向。

无论是并网还是离网的风力发电，在白天，人们的生产活动用电需求比较大，变电站的供电十分紧张，有时候甚至需要实行区域分开用电来解决用电紧缺的问题；而到了夜晚，人们的生产活动用电需求比较小，此时变电站的供电是富余，这些富余的电能无法投入到人们的生产生活中而最后导致浪费，如何将该部分浪费的电能再利用也是更好解决风力发电机并网或离网发电存在的其他问题。

为解决目前风力发电机的缺陷和不足，出现水力发电和风力发电的结合体，如中国专利公开号为102400858一种垂直轴风力发电机储能发电系统及方法，包括储能系统和发电系统，储能系统包括高压气体发生装置、蓄水装置和水轮机，高压气体发生装置包括至少一个密闭的高压储气罐和与其配合的空气压缩机，蓄水装置包括至少一个密闭的水箱；空气压缩机通过进气管道与高压储气罐连通，高压储气罐通过出气管道与水箱连通；水箱通过出水管道与水轮机进水口连接，水轮机的叶轮与所述外转子发电机的转子下端连接；所述发电系统通过电缆向所述空气压缩机供电。该储能发电系统在晚上电量富余情况下将电能转换为高压气能进行储能，在风力发电机不能达最佳发电状态或无法启动时，启动高压气管，进而将水箱内的水压入水轮机，从而推动叶轮旋转，推动叶片；该种储能发电系统需要增加空气压缩机和高压气罐，不仅建造成本高，而且高压气罐占地面积大，并存在一定风险，高压气体需通过作用水流推叶轮作用，其能量损失较大，能量转化率不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种垂直轴风力水力叠加动力发电机，建造成本较低，土地占用资源小，能量转化率高。