[发明专利]一种屋顶引风风力电站

说明书

一种屋顶引风风力电站，它属于风力发电设备，用于风力与电能之间的转换，特别适用于在弱风和家庭环境使用。

风力是一种有广泛利用前景的能量资源。它不仅可以用于如沙漠、高山、海洋等电网不易覆盖的地方。由于风力是一种“清洁”的一次能源，在其利用时，对环境不会产生任何污染，而且还可以起到减小风速的作用。因此也可以使用在城镇中，减少城镇所要求的供电量。特别是对于一些电力紧张的城镇，利用风力发电是最好的选择。在城镇中利用风力来发电，要解决的关键问题是：由于风力的能量密度比较小，要比较大的风力作用面积才能得到一定功率的电能输出，因此普通风力发电装置都要占用较大的空间，这在城镇中是很难做到的。

本发明的目的是发明一种屋顶引风风力发电装置，可以在城镇中使用，充分利用城镇空间。

本发明如附图1所示，它有风力转子1、发电机2、支架3，风力转子1为横卧的风帆转子式，其特征在于：支架3把风力转子1置于建筑物顶部，在风力转子1上部在一同时起到引风作用的引风曲面屋顶4，在相反的一面曲面屋顶5与建筑物顶部有用于通风的开口，发电机2为带电源逆变器6的稀土永磁发电机，电源逆变器6与供电电网相连。

附图1为本发明的结构示意图。

本发明中的风力转子1为普通风帆式风动力装置，通过支架3使其横卧在建筑物顶部，在建筑物的一面风力转子1中部有一个曲面形状起引风作用的曲面屋顶4，它一方面起到遮挡建筑物上部风雨，美化建筑物形象的作用，另一方面它也起引导风作用于风力转子1的风帆上。风力转子1横卧于屋顶，可以使它和建筑物更相协调。风力转子1的长度可以随建筑物的长度变化，以充分利用建筑物顶部的风力，在相对于引风曲面屋顶4的另一面，也有一个曲面屋顶，它沿风力转子1顶部向外延伸。它的作用也有两个，一方面是起屋顶遮蔽风雨的作用和增加建筑物美感，另一方面，曲面向屋顶5的曲面还有对风力转子1排风进行“引风”作用，进一步减少风力转子1的背压，提高输出功率。本发明中的发电机2采用稀土永磁发电机并带有电源逆变器6。在工作时，由于不同的风力大小，风力转子2的转速不同，使用稀土永磁发电机可以在不同的转速下都有较好的发电效率。使用电源逆变器6使稀土永磁发电机输出的频率不定的交流电转变为直流电，然后再逆变为稳压稳频的交流电供用户使用。电源逆变器6与供电电网相连。这一方面可以使用原用户已有供电线路，不用对用电设备进行任何改变。另一方面可以不用使用蓄电设备，当风力变化而使风力发电量发生变化时，如发电量小于用户的用电量时，电网将提供多出部分的电能。而在发电量多于用户的用电量时，其多余的电量又送到电网，由电网承受，提供给其它的用户。由于电网容量相对于本发明的发电机发电量大得多，因此仅送电对对电网不会有任何冲击。

本发明利用曲面屋顶的空间安装横卧的转帆式风力转子。一方面可以依靠曲面屋顶进行引风，改善风力发电效率。另一方面，它不占用土地可以在城镇中使用，充分利用城镇空间。使用带电源逆变器的稀土永磁发电机做风力发电装置的电能转换设备，并使输出直接与供电网并连，这可以用电网做为缓冲，避免了发电量和供电量不稳带来的控制难题。

本发明中，电源逆变器6与用户电源并联的方法可以采用直接并联的方法，可以在电网进入电源变器6和用户电网并联点前接有可逆转电度表，用计录用户从电网用电和发电设备提供给电网电量之差。

本发明中的风帆转子1，可以使用如专利申请号为CN92231222的风帆转子。为了适用于野外应用，风帆可以采用可拆卸式结构，管架用轻型型材制作，帆面做成类似于军用卡车篷布的四周有金属环孔的蒙面，在使用时可以快速地通过穿于孔中的绳索固定地风帆转子1的管架上。

本发明中的电源逆变器6可以使用普通逆变式UPS(不间断电源)的结构，甚至可以直接由它们改装。发电机2可以是稀土永磁转子电机，如专利号为CN91203427稀土永磁转子电机，它无励磁系统，使用控制方便，而且单位功率的体积小、重量轻。