[发明专利]一种适用于山谷风的增功风力机及发电方法

说明书

本发明公开了一种适用于山谷风的增功风力机，包括塔筒，塔筒的顶部设有机舱，机舱的输入端连接有风轮轴，机舱内设有发电机用于转化风轮轴传递的机械能为电能，风轮轴上连接有轮毂，轮毂上连接有水平来流作用叶片，若干个水平来流作用叶片阵列在轮毂的周向上；轮毂的旋向上环形阵列若干个拟垂直来流作用叶片，拟垂直来流作用叶片为仿生翼型，拟垂直来流作用叶片的后缘和水平来流作用叶片连接，拟垂直来流作用叶的迎风面朝向为水平来流作用叶片的叶根方向；以水平来流作用叶片的展向为基准，同一圆径上的拟垂直来流作用叶片结构相同且各截面翼型弦长相同，由水平来流作用叶片的叶尖向叶根方向，拟垂直来流作用叶片的翼型弦长呈逐个缩小趋势。本发明增加了风能的利用率。

技术领域

本发明属于可再生资源利用技术领域，具体属于一种适用于山谷风的增功风力机及发电方法。

背景技术

近年来，随着能源短缺问题的不断加剧、人们的环境保护意识和可持续发展理念也在不断加强，意识到了清洁能源与可再生能源的重要性。风能因分布广泛、绿色无污染、清洁可再生等优点受到了大家的关注，风力发电也因此得到了迅速的发展。风能资源主要有陆上风电和海上风电两种。而陆上风电主要建在戈壁、山包等人烟稀少的地区。常用的风力机主要有两种：水平轴风力机和垂直轴风力机。由于水平轴风力机发电效率高于垂直轴风力发电机而被广泛应用。水平轴风力机偏航系统能够主动对风，使得风力机尽可能的减少风能损失，提高风能利用率；变桨系统能够通过风速风向仪传递的信息使得风力机叶片桨叶旋转一定的角度，通过改变桨叶的角度，使得风力机转子的转速和功率得到控制。但是在小山包等地带，不但有水平来流，还有山谷风。而选址安装在小山包等地带的水平轴风力机只能将大部分水平来流进行转化，不能有效的利用山谷风。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种适用于山谷风的增功风力机及发电方法，解决目前风力机不能转化山谷风从而导致风能损失的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种适用于山谷风的增功风力机，包括塔筒和若干个水平来流作用叶片，所述塔筒的顶部设有机舱，所述机舱的输入端连接有风轮轴，所述机舱内设有发电机用于转化风轮轴传递的机械能为电能，所述风轮轴上连接有轮毂，所述轮毂上连接有水平来流作用叶片，若干个水平来流作用叶片阵列在轮毂的周向上；

所述轮毂的旋向上环形阵列有若干个拟垂直来流作用叶片，所述拟垂直来流作用叶片为仿生翼型，所述拟垂直来流作用叶片的后缘和水平来流作用叶片连接，所述拟垂直来流作用叶的迎风面朝向为水平来流作用叶片的叶根方向；

以水平来流作用叶片的展向为基准，同一圆径上的拟垂直来流作用叶片结构相同且各截面翼型弦长相同，由水平来流作用叶片的叶尖向叶根方向，拟垂直来流作用叶片的翼型弦长呈逐个缩小趋势。

进一步的，拟垂直来流作用叶片靠近水平来流作用叶片的叶根布置，由水平来流作用叶片的叶根处起，拟垂直来流作用叶片位于水平来流作用叶片总长度的30％范围内。

进一步的，所述拟垂直来流作用叶片包括第一垂直叶片和第二垂直叶片，所述第一垂直叶片的翼型弦长为C1＝(2.5～3)*X1，所述第二垂直叶片的翼型弦长为C2＝(2.1～2.8)*X2，式中：C1为第一垂直叶片的翼型弦长，X1为第一垂直叶片和水平来流作用叶片连接处的翼型弦长，C2为第二垂直叶片的翼型弦长，X2为第二垂直叶片和水平来流作用叶片连接处的翼型弦长。

进一步的，第一垂直叶片的长度为：L1＝(3.2～4)*X1，第二垂直叶片的长度为：

L2＝(3.5～4.6)*X2。

进一步的，第一垂直叶片与水平来流作用叶片的叶根之间的距离为：h2＝(0.3～0.26)*H，第二垂直叶片与水平来流作用叶片的叶根之间的距离为：h1＝(0.15～0.22)*H；式中：H为水平来流作用叶片的总长度。