[实用新型]分体式垂直轴风力发电系统

说明书

本实用新型公开了一种发电效率高的分体式垂直轴风力发电系统。本实用新型包括基座(1)、若干组风机塔立柱(2)、若干个风机塔重檐(3)、风机塔顶(4)并构成具有若干层的风机塔，其中最下层为发电机室(10)，其余层为风机层(20)，所述发电机室(10)内设有若干个发电机(15)，各所述风机层(20)均设有一组垂直轴风力发电系统风叶组件(5)，各组所述垂直轴风力发电系统风叶组件(5)自下向上通过风机主轴组件(11)依次相连接形成多层式风叶，所述多层式风叶带动所述发电机(15)发电。本实用新型可广泛应用于风力发电领域。

技术领域

本实用新型涉及一种垂直轴风力发电系统。

背景技术

风力发电是清洁能源的一种，目前在风资源多的环境应用广泛。风力发电设备从结构上分为：风轮的旋转轴与风向平行的水平轴风力发电系统，风轮的旋转轴垂直于地面或者气流的方向的垂直轴风力发电系统。目前水平轴风力发电已经发展到15兆瓦，其塔架高度超过200米，叶轮直径超过180米，这对于大型风力发电的设计、安装、维护和可靠性都提出了巨大的挑战。在陆上，由于叶片过长导致运输困难，使得陆上风机功率增加受限制；对于海上风机，在台风等极端天气情况下，会对高耸的风塔与叶片造成不可逆的破坏。

由于垂直轴风力发电系统在风向改变的时候无需对风，在这点上相对于水平轴风力发电系统是一大优势，它不仅使结构设计简化，而且也减少了风轮对风时的陀螺力。垂直轴风力发电系统分为阻力型与升力型，阻力型对风能的利用率低，而不能用于大型风力发电的设计，升力型叶片可利用空气的升力来驱动，风能利用率高。现有的垂直轴大功率风力发电系统不如水平轴风机普及的原因之一是功率越大，叶片越大，叶片的重量使得悬臂梁结构难以大型化。因此现有的垂直轴风力发电系统效率相对低。

传统的大型兆瓦级风力发电系统造型多以水平轴型为主，由于推力的要求，它的风叶就要求做的很大、很长，一般都在30～50米左右，垂直轴发电机的轴心是以风叶长度为半径的圆心，加上风叶叶尖离地面的安全留高，发电机塔座要建到50～70米高度，因此整体设备高度基本都在100米以上；而且由于风叶的旋转，对所在空域的鸟类、飞行器等造成很大的安全隐患，对环境的生态平衡造成很大威胁；另外，由于结构形式的问题，一旦系统任何部位出现故障，整体设备就要停止运行，不仅造成发电损失，而且维修非常困难，运行维护成本很高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种发电效率高的分体式垂直轴风力发电系统。

本实用新型所采用的技术方案是：本实用新型包括基座、若干组风机塔立柱、若干个风机塔重檐、风机塔顶并构成具有若干层的风机塔，其中最下层为发电机室，其余层为风机层，所述发电机室内设有若干个发电机，各所述风机层均设有一组垂直轴风力发电系统风叶组件，各组所述垂直轴风力发电系统风叶组件自下向上通过风机主轴组件依次相连接形成多层式风叶，所述多层式风叶带动所述发电机发电。

所述分体式垂直轴风力发电系统还包括风机齿轮盘，所述风机齿轮盘位于所述发电机室中心，并与所述风机主轴组件相固定连接，位于所述发电机室内的各所述风机塔立柱上均设有指向中心方向的齿轮盘承载臂，所述齿轮盘承载臂上设有齿轮盘轨道轮、前端设有齿轮盘承载轮，所述齿轮盘轨道轮的转轴竖置设置，所述齿轮盘轨道轮与所述风机齿轮盘的外缘侧壁适配转动，以对所述风机齿轮盘进行周向限位，所述齿轮盘承载轮的转轴水平设置指向中心，所述齿轮盘承载轮与所述风机齿轮盘的外缘底部适配转动，以对所述风机齿轮盘进行承托。

所述风机齿轮盘的底部设有环形齿轮，各所述发电机均依次连接发电机变速箱、发电机离合器、发电机传导齿轮，所述发电机传导齿轮与所述环形齿轮相啮合传动，在受到风力时，各组所述垂直轴风力发电系统风叶组件受力转动，通过所述风机主轴组件带动所述风机齿轮盘转动，通过所述环形齿轮使得各所述发电机传导齿轮依次通过所述发电机离合器、所述发电机变速箱将动力传递到各所述发电机，使得所述发电机运转发出电能。