[发明专利]基于风力监测的立体风场发电系统

说明书

本发明公开了一种基于风力监测的立体风场发电系统，包括：垂直轴风力发电机电能转换器Ⅰ设置在支撑柱Ⅰ上；风轮，其包括自下向上依次串接设置的第一风力捕获组件和第二风力捕获组件，第一风力捕获组件或第二风力捕获组件均包括套筒，三个支腿，三个主叶片，三个弧形裂隙，三条弧形滑轨；三个旋转支腿；滑块驱动；三个折叠叶片；多个扇骨；风速仪；本地监测器；控制器，其与滑块驱动、本地监测器和气象卫星通讯连接；控制器用于将实时获取的风速值Ⅰ与预获取的平均风速值Ⅱ进行比较以调整三个旋转支腿所在位置。本发明提供的基于风力监测的立体风场发电系统，能够根据风力大小，调整风力捕获面积，进而有效提高其低风速下自启动能力。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，特别涉及一种基于风力监测的立体风场发电系统。

背景技术

风力电站利用风能驱动风轮机以带动发电机生产电能的电厂。随着全球经济的发展，风能市场也迅速发展起来。2007年全球风电装机容量为9万兆瓦，2008年全球风电装机容量增长28.8％，2008年底全球累计风电装机容量已超过了12.08万兆瓦，相当于减排1.58亿吨二氧化碳。随着技术进步和环保事业的发展，风能发电在商业上将完全可以与燃煤发电竞争。风能属于可再生能源，具有无污染，清洁，环境效益好，可再生，永不枯竭，基建周期短、投资少，装机规模灵活，技术相对成熟等优点，有着广阔的应用前景。风力机的两种主要类型为：水平轴风力机(HAWT)和垂直轴风力机(VAWT)。目前，水平轴风力机在市场上占据着主导地位，但由于垂直轴风力机具有显著的优点而越来越受到研究者们的重视，与水平轴风力机相比，垂直轴风力机具有以下优点:无需对风、叶片结构简单、易维护、低噪音、适合城市环境。

但是，现有的垂直轴风力机在低风速下自启动能力较差，导致其风能的利用率不高。

发明内容

本发明的一个目的是解决上述问题，并提供后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种基于风力监测的立体风场发电系统，其能够根据风力大小，调整风力捕获组件的风力捕获面积，进而有效提高其低风速下自启动能力，有效利用风能。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种基于风力监测的立体风场发电系统，包括：

垂直轴风力发电机电能转换器Ⅰ，其为柱形结构，且垂直轴风力发电机电能转换器Ⅰ同轴可旋转的设置在支撑柱Ⅰ上；

风力捕获组件，其包括：套筒，其刚性套设在垂直轴风力发电机电能转换器Ⅰ上，所述套筒包括相互套设的内筒体和外筒体，且内筒体和外筒体之间成型有环形容纳空腔；三个支腿，其以外筒体为圆心发散式延伸设置，且三个支腿位于同一水平面上，任一支腿的底面向所述支腿内凹陷成型一矩形的容纳槽；三个主叶片，其为弧形片体，三个主叶片分别设置在三个支腿的尾端；三个弧形裂隙，其分别自两个支腿固定至外筒体的固定点的下方为起点，向下倾斜贯通开设在外筒体的侧壁上，且三个弧形裂隙的倾斜方向相反，三个弧形裂隙的长度与弧度相一致；三条弧形滑轨，其分别对应设置在内筒体的外侧壁上，且设置在三个弧形裂隙在内筒体的外侧壁上的垂直投影处，三条弧形滑轨的弧度及延伸方向与三个弧形裂隙一致；三个旋转支腿，其分别对应设置在三个支腿的正下方，且三个支腿的前端与三个主叶片不相互接触，所述三个旋转支腿的尾端分别延伸入三个弧形裂隙内并通过滑块连接至所述三条弧形滑轨上；滑块驱动，其驱动所述滑块；三个折叠叶片，其分别设置在所述三个旋转支腿和三个支腿之间，且任一折叠叶片的第一边沿固定在一个支腿的下方的容纳槽内，该任一折叠片的第二边沿固定在对应的一个旋转支腿的上端面上，任一折叠叶片可随旋转支腿的旋转下移展开为一扇面；多个扇骨，其分散开插设在三个折叠叶片内，且多个扇骨的尾端滑动设置在三条弧形滑轨上；

风速仪，其设置在支撑柱Ⅱ，且支撑柱Ⅱ与支撑柱Ⅰ的底部固定在同一海拔高度；支撑柱Ⅱ与支撑柱Ⅰ之间的距离小于30m；

本地监测器，其与风速仪通讯连接，所述本地监测器用于实时获取时间段t1内的风速仪检测的平均风速值Ⅰ并存储；