[发明专利]一种基于城市风场非定常性的高层建筑屋顶风力发电系统

说明书

一种基于城市风场非定常性的高层建筑屋顶风力发电系统，叶片转轴通过轴承支座水平设在高层建筑屋顶，直板叶片固连在叶片转轴上并与之随动，阻尼弹簧机构位于直板叶片背风侧，阻尼弹簧机构一端与直板叶片固连，阻尼弹簧机构另一端与高层建筑屋顶固连；第一单向棘轮机构的动力输入端与叶片转轴一端固连，第一单向棘轮机构的动力输出端与第一变速箱的动力输入端固连，第一变速箱的动力输出端与第一发电机的电机轴相固连；第二单向棘轮机构的动力输入端与叶片转轴另一端相固连，第二单向棘轮机构的动力输出端与第二变速箱的动力输入端相固连，第二变速箱的动力输出端与第二发电机的电机轴相固连；第一单向棘轮机构和第二单向棘轮机构互为反向安装。

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，特别是涉及一种基于城市风场非定常性的高层建筑屋顶风力发电系统。

背景技术

随着化石能源与环境问题的日益紧张，风能作为清洁可再生能源，其占可再生能源的比重越来越大。城市是能源需求量最大的场合，如果能够有效利用城市风场进行风力发电，就可以有效的减少因电力长距离输送而产生的电能损耗。

目前，小型风力机因其具有尺寸小、结构简单等优势，是最为适合在城市风场环境下进行分布式发电。

但是，由于城市风场环境存在低风速、高湍流度及强非定常性的气动特点，小型风力机通常需要安装在高层建筑的屋顶，用以获得较大的风速，然而受到建筑物的阻挡效应，在屋顶或墙角边缘的迎风方向上，来流方向流通常会与水平方向呈现约45度的倾斜角，根据研究表明，倾斜来流会导致风力机叶轮的气动载荷的均匀性变差，进而导致传统小型风力机发电效率低下，现阶段并没有很好的解决办法。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种基于城市风场非定常性的高层建筑屋顶风力发电系统，可以替代传统的小型风力机实施风能发电，能够充分利用城市风场非定常性的特点，有效实现连续发电，相比于传统的小型风力机具有更高的发电效率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于城市风场非定常性的高层建筑屋顶风力发电系统，包括直板叶片、叶片转轴、阻尼弹簧机构、第一轴承支座、第二轴承支座、第一单向棘轮机构、第一变速箱、第一发电机、第二单向棘轮机构、第二变速箱及第二发电机；所述叶片转轴水平设置在高层建筑屋顶，叶片转轴一端通过第一轴承支座与高层建筑屋顶相连，叶片转轴另一端通过第二轴承支座与高层建筑屋顶相连；所述直板叶片固连在叶片转轴上，直板叶片与叶片转轴随动，所述阻尼弹簧机构位于直板叶片的背风侧，阻尼弹簧机构一端固连在直板叶片上，阻尼弹簧机构另一端固连在高层建筑屋顶；所述第一单向棘轮机构的动力输入端与叶片转轴一端相固连，第一单向棘轮机构的动力输出端与第一变速箱的动力输入端相固连，第一变速箱的动力输出端与第一发电机的电机轴相固连；所述第二单向棘轮机构的动力输入端与叶片转轴另一端相固连，第二单向棘轮机构的动力输出端与第二变速箱的动力输入端相固连，第二变速箱的动力输出端与第二发电机的电机轴相固连；所述第一单向棘轮机构和第二单向棘轮机构互为反向安装。

所述第一发电机和第二发电机并联接入整流控制器，整流控制器外接储能电池或电驱负载。

本发明的有益效果：

本发明的基于城市风场非定常性的高层建筑屋顶风力发电系统，可以替代传统的小型风力机实施风能发电，能够充分利用城市风场非定常性的特点，有效实现连续发电，相比于传统的小型风力机具有更高的发电效率。

附图说明

图1为本发明的一种基于城市风场非定常性的高层建筑屋顶风力发电系统的结构示意图；

图2为图1中A-A剖视图；

图中，1—直板叶片，2—叶片转轴，3—阻尼弹簧机构，4—第一轴承支座，5—第二轴承支座，6—第一单向棘轮机构，7—第一变速箱，8—第一发电机，9—第二单向棘轮机构，10—第二变速箱，11—第二发电机。

具体实施方式