[发明专利]一种节能助力的垂直轴风力发电系统

说明书

本发明公开了一种节能助力的垂直轴风力发电系统。本发明包括基座(1)、风机塔立柱(2)、风机塔重檐(3)、风机塔顶(4)并构成风机塔，最下层为发电机室(10)，其余层为风机层(20)，还包括发电机冷却液储罐(90)、冷却液泵(91)、散热器(92)依次连接形成冷却液循环回路，各风机层(20)设有垂直轴风力发电系统风叶组件(5)，各风机层(20)底面设有通风口(21)，散热器(92)设置于发电机室(10)的顶部，发电机(15)产生的热量通过冷却液携带至散热器(92)处散发，将此处的空气加热，空气受热后形成向上的升力，并依次经过各风机层(20)形成向上的气流对流循环，助力各组垂直轴风力发电系统风叶组件(5)的运转。本发明广泛应用于风力发电领域。

技术领域

本发明涉及一种垂直轴风力发电系统。

背景技术

风力发电是清洁能源的一种，目前在风资源多的环境应用广泛。风力发电设备从结构上分为：风轮的旋转轴与风向平行的水平轴风力发电系统，风轮的旋转轴垂直于地面或者气流的方向的垂直轴风力发电系统。目前水平轴风力发电已经发展到15兆瓦，其塔架高度超过200米，叶轮直径超过180米，这对于大型风力发电的设计、安装、维护和可靠性都提出了巨大的挑战。在陆上，由于叶片过长导致运输困难，使得陆上风机功率增加受限制；对于海上风机，在台风等极端天气情况下，会对高耸的风塔与叶片造成不可逆的破坏。

由于垂直轴风力发电系统在风向改变的时候无需对风，在这点上相对于水平轴风力发电系统是一大优势，它不仅使结构设计简化，而且也减少了风轮对风时的陀螺力。垂直轴风力发电系统分为阻力型与升力型，阻力型对风能的利用率低，而不能用于大型风力发电的设计，升力型叶片可利用空气的升力来驱动，风能利用率高。现有的垂直轴大功率风力发电系统不如水平轴风机普及的原因之一是功率越大，叶片越大，叶片的重量使得悬臂梁结构难以大型化。因此现有的垂直轴风力发电系统效率相对低。

传统的大型兆瓦级风力发电系统造型多以水平轴型为主，由于推力的要求，它的风叶就要求做的很大、很长，一般都在30～50米左右，垂直轴发电机的轴心是以风叶长度为半径的圆心，加上风叶叶尖离地面的安全留高，发电机塔座要建到50～70米高度，因此整体设备高度基本都在100米以上；而且由于风叶的旋转，对所在空域的鸟类、飞行器等造成很大的安全隐患，对环境的生态平衡造成很大威胁；另外，由于结构形式的问题，一旦系统任何部位出现故障，整体设备就要停止运行，不仅造成发电损失，而且维修非常困难，运行维护成本很高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种发电效率高的节能助力的垂直轴风力发电系统。

本发明所采用的技术方案是：本发明包括基座、至少一组风机塔立柱、至少一个风机塔重檐、风机塔顶并构成具有至少两层的风机塔，其中最下层为发电机室，其余层为风机层，所述发电机室内设有至少一个发电机，各所述风机层均设有一组垂直轴风力发电系统风叶组件，各所述风机层的底面均设有通风口，所述节能助力的垂直轴风力发电系统还包括发电机冷却液储罐、冷却液泵、散热器，所述散热器设置于所述发电机室的顶部，所述发电机冷却液储罐、所述冷却液泵、所述散热器依次相连接形成冷却液循环回路，所述垂直轴风力发电系统风叶组件带动所述发电机发电，所述发电机产生的热量通过冷却液携带至所述散热器处散发，将此处的空气加热，空气受热后形成向上的升力，并依次经过各所述风机层形成向上的气流对流循环，助力各组所述垂直轴风力发电系统风叶组件的运转。

所述风机层至少有两层，各组所述垂直轴风力发电系统风叶组件自下向上通过风机主轴组件依次相连接形成多层式风叶，所述多层式风叶带动所述发电机发电。