[发明专利]一种利用格栅降低尾流的风力发电系统及方法

说明书

本发明公开一种利用格栅降低尾流的风力发电系统及方法，所述系统包括格栅系统、风轮系统和机舱；风轮系统包括叶片和轮毂，叶片安装在轮毂上，轮毂通过转轴安装在机舱的前端；格栅系统设置在机舱上，位于叶片的风向后端；所述格栅系统上设有丝网。本发明通过安装在风轮后的格栅系统，对流过风轮的风进行整流，从而降低风轮下游风的湍动度，提升风力发电机组的运行安全性；可以显著降低风力发电场的尾流损失，提升风力发电场的发电量；可以降低相邻风力发电机组的间隔，从而降低工程造价，提高土地利用率。

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，特别涉及一种利用格栅降低尾流的风力发电系统及方法。

背景技术

水平轴风力发电机是风力发电机中的一种。水平轴风力发电机可分为升力型和阻力型两类，升力型旋转速度快，阻力型旋转速度慢。对于风力发电，多采用升力型水平轴风力机。

对于传统的水平轴风力发电机，风通过风轮旋转面以后形成涡流，在风轮后方会产生一个巨大的尾流区域，显著影响后方风力机的性能，只有当前后两台机组的距离超过风轮直径的20倍时才能完全消除气流干扰，这使得铺设电缆的成本大幅攀升并且浪费了大量的土地资源。同时，尾流不仅会影响发电量，还会带来附加湍流，影响下游风力机的运行安全。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用格栅降低尾流的风力发电系统及方法，以降低风力发电机的尾流损失，提升机组发电量与运行安全性。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种利用格栅降低尾流的风力发电系统，包括：格栅系统、风轮系统和机舱；

风轮系统包括叶片和轮毂，叶片安装在轮毂上，轮毂通过转轴安装在机舱的前端；

格栅系统设置在机舱上，位于叶片的风向后端；所述格栅系统上设有丝网。

本发明进一步的改进在于：格栅系统包括若干固定圈，固定圈包括最外侧的外圈，最内侧的内圈，以及中间的中间固定圈；中间固定圈直径由外之内依次减小；外圈、中间固定圈和内圈径向通过多个辐条连接，使得格栅系统中形成多个类梯形格栅，格栅中安装有丝网。

本发明进一步的改进在于：格栅系统通过内圈固定在机舱上。

本发明进一步的改进在于：格栅系统中外圈的半径大于叶片的长度。

本发明进一步的改进在于：机舱上设有水平导轨；内圈上设有与水平导轨相配合的导向槽；机舱上设有驱动机构，所述驱动机构的活动端连接内圈，能够驱动内圈带动整个格栅系统沿水平导轨运动。

本发明进一步的改进在于：所述驱动机构为液压机构或者气缸。

本发明进一步的改进在于：内圈通过轴承安装在机舱的水平导轨上；

所述轴承包括相互滑动配合的内层和外层；内层内部设有与水平导轨配合凹槽，外层与内圈固定连接；

内圈上设有一圈齿；所述利用格栅降低尾流的风力发电系统还包括与内圈上的齿相配合的驱动电机；驱动电机的旋转轴上设有驱动齿轮，驱动齿轮与内圈上的齿相啮合。

一种利用格栅降低尾流的风力发电系统的工作方法，包括以下步骤：

叶片旋转过程中产生的风，通过丝网后进行整流，降低尾流损失。

本发明进一步的改进在于：还包括以下步骤：

驱动格栅系统，调整格栅系统与叶片的距离。

本发明进一步的改进在于：还包括以下步骤：

驱动格栅系统在叶片旋转的过程中进行旋转，其中格栅系统的旋转速度与叶片旋转速度不同。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：