[发明专利]一种应用于高层建筑的气流风能自发电系统装置

说明书

一种应用于高层建筑的气流风能自发电系统装置，是由拔风井、气流测速机构、垂直轴气流发电机、温控传感器、热气流发生器、进风口、地平线、空气流道组成；是在高层建筑中心设置拔风井，通过拔风井底部的热气流发生器产生热气流，热气流发生器产生热气流在拔风井的拔风力下，形成风洞原理效果在空气流道中产生狭管效应，气流流速形成非自然风力的风力发电系统工艺；自然能发电量大，具有独立的发电系统功能，是高层建筑电力用户免费使用的新能源。

技术领域

本设计为非自然风力热气流上升动能量的发电系统工艺，不受自然条件风能大小影响发电，除地震外永久性在高层建筑中自发电系统,具体说是一种应用于高层建筑的气流风能自发电系统装置，属于新能源技术领域。

技术背景

风力发电的基本原理是：风能具有一定的动能，通过风轮机将风能转化为机械能，拖动发电机发电，风力发电的原理是利用风带动风车叶片旋转，再通过增速器将旋转的速度提高来促使发电机发电，依据目前的风车技术，大约 3m/s 的微风速度便可以开始发电，风力发电的原理说起来非常简单，最简单的风力发电机可由叶片和发电机两部分构成，空气流动的动能作用在叶轮上，将动能转换成机械能从而推动片叶旋转，叶轮的转轴与发电机的转轴相连就会带动发电机发出电，风能的特点主要有：能量密度低、不稳定性、分布不均匀、可再生、须在有 风地带、无污染、分布广泛、可分散利用、另外不须能源运输、可和其它能源相互转换等；目前现有的风力发电系统受风力、风叶大小及天气影响，发电机转速控制难使用寿命短，如果将空气加热成自然风力通过人工引流形成风洞，那么在热气流上升过程中应用风洞原理中的狭管效应来强化热气流流速，同样能够让热气流流动的动能作用在发电机叶轮上，形成恒定的非自然风力发电，风的形成乃是空气流动的结果。风就是水平运动的空气，空气运动主要是由于地球上各纬度所接受的太阳辐射强度不同而形成的，大气的流动也像水流一 样，是从压力高处往压力低处流，太阳能正是形成大气压差的原因，由于地球自转轴与围绕太阳的公转轴之间存在 66.5°的夹角，因此对地球上不同地点太阳照射角度是不同的，而且对同一地点一年中这个角度也是变化的，地球上某处所 接受的太阳辐射能与该地点太阳照射角的正弦成正比，风向和风速是两个描述风的重要参数，风向是指风吹来的方向，如果风是从东方吹来就称为东风，风速是表示风移动的速度即单位时间内空气流动所经过的距离，风速是指某一高度连续 10min 所测得各瞬时风速的平均值，一般以草地上空 10m 高处的 10min 内风速的平均值为参考。

发明内容

为此，根据上述的不足，设计了一种应用于高层建筑的气流风能自发电系统工艺，利用风洞原理中的狭管效应来产生热气流，形成非自然风力来发电，当气流在拔风井高端口的拔风力下，进风口进入的空气流速带动垂直轴气流发电机，确保热气流发生器在阴雨天气下也能够供热气流，进风口吸入的冷空气流经热气流发生器时形成热气流急速上升，此时的热气流在拔风井高端口拔风力帮助下，空气流道中的气流风速冲击垂直轴气流发电机旋转叶轮增强转速，确保空气能发电机的发电量；空气流道中安装N个垂直轴气流发电机组，由于风速是一个随机性很大的量， 必须通过一段时间的观测来了解它的平均 状况，一个地方风能潜力的多少要视该地常年平均风能密度的大小，因此需要求 出在一段时间内的平均风能密度，这个值可以将风能密度公式对时间积分后平均 来求得，在风速 V 的概率分布 p(V)知道后，平均风能密度还可根据下式求得，风轮机又称为风车，是一种将风能转换成机械能、电能或热能的能量转换装 置，风轮机的类型很多通常将其分为水平轴风轮机垂直轴风轮机和特殊风轮机三 大类，但应用最广的还是前两种类型的风轮机。