[发明专利]流体动能转换系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种能量转换系统，尤其涉及一种将不稳定的流体动能如风能、水能转换为稳定的、可储存的液-气压动力能，并将这些稳定、可储存、可远距离传输的液-气压动力能再驱动目前市场通用的各类低速、高效能发电机，以获取稳定频率的电源的动能转换系统。

背景技术

目前，随着社会的发展和进步，人们对能源的需求量也越来越大，而且，传统的能源会产生大量的污染物和碳排放，能源危机和环境危机已经成为当今世界共同面临的难题，开拓新型的清洁能源已经迫在眉睫。而风能、水能等流体动能是清洁的、可再生的能源，利用液体动能发电不会排放废弃物和有害气体等，可有效缓解空气污染、水污染和全球变暖等问题，因此越来越受到世界各国的重视。

流体动能的利用是在空中或河流中采集风能或水能，将风能或水能转化为机械能，再将机械能转换为电能或其它形式的可供利用的能量。

目前公知的风能利用的方法主要是：

1、地面风力发电。最成熟的是桨叶式风力发电机，设备是由地面上的支架、风向转台、水平轴或垂直轴、桨叶、变速箱、发电机、电力储存或逆变设备等组成。现有水平轴风力发电设备造价高、风能利用率低、维护费用高，最大功率达到兆瓦级就难以再进行提高；因为地面支架高度的限制，不能充分利用距离地面较高的风速；近地面的风速极不稳定，造成桨叶风力发电的电力输出频率波动大，与现有的电网并网运行难度大、成本高。

2、高空风能发电。在万米以上的高空存在着30米/秒的高空急流，高空急流蕴涵的风能资源可能满足人类需求一半的能源。风能与风速的平方成正比，与空气的密度成反比。在大气对流层风速随着距离地面高度的增加而增大；同时，随着高度的增加，空气密度降低，万米以上高空的空气密度不足地面的25%。高空风能的利用尚未形成商业产品，现有的利用高空风能的风力发电装置结构复杂、放飞高空发电装置受到高空管制、发电效率低、无法利用现有的发电设备、电力输出频率的波动大，与现有的电网并网运行难度大、成本高。

目前高空风能的主要思路：

一是直接将发电机组升到高空，通过电缆把电能传递到地面。如：利用风速和热气球把桨叶式发电机组升到高空，通过电缆把电能传递到地面。但要把庞大的发电机组和电缆升到空中需要较大的升力，使成本大幅度上升，同时其实现技术复杂，日常维护极其困难，难以实施。

二是用高强绳索将风筝、转动风轮放飞到高空，通过牵引传动带、高强绳索将风能传至安装在地面的工作台，带动发电机或其他动力装置的方法，但这种方法难以利用现有的电力设备。而且：

转动风轮放飞到高空需要较大的升力，难以实施。

用高强绳索将一个或多风筝在高空中所受的力传递到安装在地面的卷扬机或液压往复泵等，直接带动发电机或其他动力装置的方法，如申请号为98109467的中国发明专利“柔性风力发电装置”，其主要缺点是不能保证两个风筝的拉线有较大的拉力差，工作效率低；风筝是用构架做的，没有完全“柔性”，风筝自身重量还没有做到最轻；两只风筝是在距离很近的两条绳索上工作，风筝面积不可能做的太大，两个风筝要发生“碰撞”和相互缠绕；两个风筝的同步有待解决。由于风能是波动的，自身无动力处于漂浮状态的风筝不可以固定在一个风速稳定的位置。申请号为200710084662中国发明专利“风筝发电方法”与申请号为201110151527中国发明专利“伞型风力装置及风能动力系统”的共同缺点均是：当风速过小的时候无法驱动其直接连接的发电机或其他动能装置，而当风速过大时又极易对其直接连接驱动的动能装置造成损坏；风筝异向返程不发电，属于间断式输出电力。风能波动与间断式输出，均造成电力输出频率的极大波动，需要适合的多个间歇发电的高空风力发电机组的功率合流方法（见申请号201010602590发明）或研制新型的发电机，与现有的电网并网运行难度大、成本高。风筝工作期间在异向返程通过变速箱拖动绳索拉回时，需由外部提供能量的电动机带动，能耗大。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，提供一种将流体多变的动能转换为稳定、可储存的，液-气压能的流体动能转换系统，实现对流体中工作伞稳定可靠的控制性能，为做功的发电机及其他机械传递频率稳定的能量。

本发明的技术方案如下：一种流体动能转换系统，包括:中央控制系统、流体动能采集与控制装置、与所述流体动能采集与控制装置连接的动能转换输出装置。