[发明专利]一种自启动式狭管聚风风力发电系统

说明书

技术领域

本发明一种自启动式狭管聚风风力发电系统涉及的是一种聚风结构、风洞特性、流体变迁、狭管效应、基础架构材料、空气动力、结构力学、涡轮效应、电能转换等重大综合性核心技术，属于一种狭管聚风风力发电系统技术领域。

背景技术

人类利用绿色可再生风能为社会生产、生活提供服务已经有几百年的历史了，从古代的利用帆式风轮提水到利用风帆远航，以及世界著名的荷兰风车，再到近代的水平轴/垂直轴风力发电。随着时代的变迁，风力应用技术不断升级、变革、完善、创新，创造出了一个有一个的技术提升，为人类生产、生活提供服务。就现有传统风力发电系统，从应用角度看，似乎已经达到了风能应用极限。由于风机叶片捕获的风能正比于风机的扫风面积和通过风机风速的三次方，而风速是由气候条件确定的人类无法改变。然而，提高风能利用率和发电效率的有效途径是提高风力叶片的捕风能力，为此，目前常规方法就只有通过不断增加风机叶片尺寸来加大扫风面积，从而捕获更多风能来提升单机有效风电转换量。但结果却是牺牲了发电稳的定性和系统的安全性。纵观现有国内外市场各类风力发电系统的特性，不难看出存在的几大问题：1、发电效率低；2、叶片过大过长；3、整机重量大，运输、安装、维护困难；4、投资回报率低；5、安全性差；6、噪声污染严重。

各国专家、科技人员、行业精英对这些问题进行不懈努力深入研究，以求争取突破，寻找解决这些难题的替代方法和机型，希望能够为社会可持续发展作出贡献。但是，真正能够推广应用，适应大规模布场，用电口建站又可轻便运输、灵活安装、集约化发电的另类新型专款机型，无论是专业制造技术，专有安装设备，还是专职工程技术人员都寥寥无几。在传统风力发电机领域，我国和世界先进国家相比，制造技术还有一定的差距，很多核心技术还掌握在少数发达国家手中。突破技术瓶颈，创造我国自有的独创技术，参与国际大市场竞争，增强在风电核心技术领域的知名度和占有率，这是我国“十二五”计划中的重要内容之一，也完全适合我国可再生能源利用的大计方针和战略决策。

到目前为止，在狭管聚风涡轮式风力发电领域中，无论是在进风罩选型及制作技术、规避恶劣天气突袭保障性技术、还是狭管进口与出口比例匹配技术、骨架抗震和系统建筑一体技术、高效率空气涡轮制造技术和系统控制人机一体技术等，均未见有可参考的基础资料和应用实例。虽然现有少数发达国家，如：英国、丹麦等国的狭管式风力发电，也只是利用自然或者是建筑物间形成的狭管，所提升的风速非常有限，完全不同于本发明。

经检索及市场调查，未见与本发明完全一致或相似的专家文献及专利报告。

发明内容

本发明的目的是针对国内外已知风力发电市场中，各种风力发电机型及少量的专家文献和专利报告，特别针对上述所列出的众多难题和技术缺陷，提供一种自启动式狭管聚风风力发电系统。该系统由特点之一是：独特的圆顶礼帽式聚风装置耦合坚固耐用的狭管式工质增速装置，充分利用大开口，可调控等特有构造，随时随地主动瞄准风向目标，可极大地将开口周围的漫散风能聚集在进口中。狭管内置螺旋形引导板，迫使工质流进行螺旋状固相结构规范，形成龙卷风工质流态势。高速前进的龙卷风在产生旋转的同时把窗外的游离散漫风能吮吸进旋流之中，从而增大能量，填实了龙卷风风柱。加强旋转力同时又产生了强大的扭力，提高有效动能转化；特点之二是：多组圆形外观设计耦合壮筋骨龙骨架构，增强系统整体结构，采用积极主动规避强暴风阻力面小的圆形设计；并配以圆柱面龙骨和扁圆形层板作为连接件，使整个系统建筑从地面到空中混然一体，解决了采风在空中，发电在地面的重大课题，极大地提高了整个大系统的安全性和稳定性，延长了使用寿命；特点之三是：多级逐扩空气涡轮发动机优化耦合多组分流空气引导板，加上新型的龟板式桨叶叶片，能迅速高效地把风能转换成机械能输出，输出功率大，风能聚集率超过100%以上，而风能到机械能的转换效率高达70%以上。并具有强大的后拽力，工作稳定性好，耐久性佳，填补了国内外在狭管风力发动机领域的空白。多组合分流空气引导板运用航空空气动力学理论设计，在消除涡流，归正分割，量化风量分配上起到了举足轻重的作用，解决了大功率风力发电不需要采用增加重量、增大叶片尺寸来捕获能量的重大课题。

本发明一种自启动式狭管聚风风力发电系统是采用以下技术方案实现的：一种自启动式狭管聚风风力发电系统由圆顶礼帽式聚风装置组件、规避强暴偏转闭合装置组件、多级逐扩空气涡轮发电机装置组件、狭管式工质增速装置组件、壮筋骨抗震构件装置组件、智能控制人机一体组件及附件组成。