CN102003345A

CN102003345A - 夜间蓄能风力空压机及发电机

Info

Publication number: CN102003345A
Application number: CN2009101728566A
Authority: CN
Inventors: 王晓川
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-09-02
Filing date: 2009-09-02
Publication date: 2011-04-06

Abstract

夜间蓄能风力空压机及发电机包括发电系统、泵压蓄能调速系统、翼前射流增能系统和风能转换控制系统，它可十分方便地通过转换控制器[3]，将风能转换成电能、空气压缩能和夜间蓄能，构成三位一体的风能多功能利用装置。在夜间，使发电机[2]脫机停车，风车螺旋桨[5]直接带动空气压缩泵组[4]，成为一台风力空压机，集气增压罐[9]蓄存空气压缩能，作夜间蓄能。在白天低风速时，通过压力控制阀门[8]、排气管[6]、翼前射流器[1]，将压缩空气射向风车迎风面，起到翼前射流增能与调速作用。它可十分方便地为“空气车”、“电动车”及工矿、冶炼厂的空气动力、通风系统提供能量补給。优点是：有效利用风能，降低风电成本。

Description

夜间蓄能风力空压机及发电机

(一)、技术领域

本发明涉及一种有效提高风能利用率的由风力发电、风力压縮空气、风力蓄能三位一体所组成的夜间蓄能风力空压机及发电机。

(二)、背景技术

随着全球常规能源的短缺和环境污染的加剧，寻求使用无污染的可再生能源已成为全球能源发展的总趋势。世界对发展替代能源越来越关注，目前全球可再生能源的发电动力还不到世界发电量的1％。在各种替代能源中，风能是最成熟的，它的发电成本正在不断降低。风能是一种丰富的、清洁的自然能，有效利用这种可再生能源具有重大意义。风力发电机是常见的风能利用装置，它一般包括风车螺旋桨叶片和与之相连的机械能、电能转换装置，它利用风力推动叶片旋转产生电能。科学家们不断努力将风能最大极限地转换成电能，如磁悬浮风力发电、本人专利“多泵集能及射流增能调速的风能利用装置”，专利号：ZL99247727.1；权公告号：CN2395050Y均为提高风能利用率而设计。事实上，将风能直接转换成气压能，是最佳风能利用装置，又有巨大的市场空间，如法国MDI公司2009年3月4日在日内瓦车展上的“空气车”，将需要巨量的空气压缩能为动力，仅只我国各工矿企业耗用压缩空气所需求的能源远远超过风力发电总量。目前，在各种空气压缩机中，主要采用二次能源的电及矿物燃料作为动力源。然而，无数座矿山、企业即将二次能源的电再次转换成气压能，大家知道，这种二次能源再转换又进一步减少了能量的有效利用率，实在是太浪费了!在夜间，电网处于用电低谷期，电量过剩。显然，夜间风力发电也是派不上用场白费功力，好不容易将风能转换为电能后，又不能得到充分利而白白浪费，实在可惜!`风能的转换利用率太低了。

(三)、发明内容

本发明的目的是设计一种集风力发电、风力压縮空气、风力蓄能三为一体所组成的夜间蓄能风力空压机及发电机，有效提高风能的转换利用率。

为此目的，本发明采用如下技术方案，夜间蓄能风力空压机及发电机包括发电系统、泵压蓄能调速系统、翼前射流增能系统和风能转换控制系统；发电系统包括风车螺旋桨和与之相连的发电机，在设计风速风级区内将风能转换成电能；泵压蓄能调速系统包括由管道相连通的离合空气压缩泵组和带进、出气控制阀门的集气增压罐，在高风速时，将风能转换成空气压缩能，降低风车的转速保护发电机；翼前射流增能系统包括风车轴射流管的一端通过风车螺旋桨中轴与集气增压罐上带有压力控制阀门的其中一个排气口相连通，另一端与翼前射流器相连通将压缩空气射向风车迎风面，在低风速时，加大风速提高风车的转速确保发电机正常工作，起到翼前射流增能与调速的作用；风能转换控制系统包括由转换控制器通过离合控制相连接的发电机和空气压缩泵组，以便将风能转换成电能及空气压缩能，以实现集风力发电、风力压縮空气、风力蓄能三为一体所组成的夜间蓄能风力空压机及发电机，有效提高风能的转换利用率。

夜间蓄能风力空压机及发电机，在白天用电高峰期；利用风力推动产生电能，在风速风级较大时，通过泵压蓄能调速系统的作用，使风车螺旋桨带动不同数量的空气压缩泵组，作为负载降低风车的转速保护发电机正常工作，同时空气压缩泵组做功产生空气压缩能，蓄存在集气增压罐内。当低风速时，集气增压罐上的压力控制阀门将压缩空气通过排气管、翼前射流器射向风车迎风面，将高风速区收集的风能反馈给低风速区，加大风速的同时又提高风车的转速，起到白天翼前射流增能发电作用。在夜间用电低谷期；通过转换控制器的作用下，使发电机脫机停车，风车螺旋桨直接带动不同数量的空气压缩泵组，成为一台风力空压机，利用风力推动产生空气压缩能，蓄存在集气增压罐内。在白天用电高峰期时；通过转换控制器的作用下，又使发电机开机工作，空气压缩能通过翼前射流器射向风车迎风面，加大风速的同时又提高风车的转速，将夜间蓄存的风能反馈给白天用电高峰期利用，大大提高了白天的发电量，起作夜间蓄能削峰填谷的电力配送作用。当通过转换控制器的作用下，它可切换成风力发电机，又可切换成风力空压机，同时还可蓄存空气压缩能。事实上，将风能直接转换成的气压能，为一次能量转换利用，是最佳风能转换利用方式，从而达到有效利用风能，降低风电成本的目的。

由于上述解决方案中采用的夜间蓄能风力空压机及发电机，它可十分方便地通过空气压缩泵组将高风速时的风能转换成空气压缩能。一方面作为负载降低风车的转速，使风力发电机正常工作，另一方面又在低风速时，将收集蓄存的空气压缩能通过压力控制阀门、排气管、风车轴射流管、翼前射流器将压缩空气射向风车迎风面，加大风速。射流动能产生的正压力和负压力，可十分方便地将风车翼前迎风面积之外的风能吸入，并直接作用在风车的迎风面上，有效利用风车迎风面积之外的风能，相当于增加风车的直径或迎风面积，即调节风车的转速又增大风速及风力强度，起到翼前射流增能作用，有效提高风能利用率。它可十分方便地通过转换控制器的作用下，可选择性地将风能转换成电能、空气压缩能或夜间蓄能，构成三位一体的风能利用装置，将夜间蓄存的风能反馈给白天用电高峰期利用，大大提高了白天的发电量，起作夜间蓄能削峰填谷的电力配送作用。将风能的单一利用提升为多功能利用，它可十分方便地在公路边设置汽车加气站和充电站，为环保型的“空气车”、“电动车”提供能量补給，空气压缩能还可方便地用在矿山、工厂、冶炼厂等空气动力设备系统、通风给氧系统。最大优点是：有效利用风能，降低风电成本。

(四)、附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作出进一步详细说明。

图1是本发明夜间蓄能风力空压机及发电机的结构图。

(五)、具体实施方式

如图1所示，风车螺旋桨[5]和与之相连的发电机[2]，将风能转换成电能；当高风速时，转换控制器[3]控制离合连接的发电机[2]与空气压缩泵组[4]，通过管道[7]与集气增压罐[9]相连通，将高风速区的风能转换成空气压缩能，蓄存在集气增压罐[9]内，降低风车的转速；当低风速时，集气增压罐[9]上的空气压缩能，通过压力控制阀门[8]、排气管[6]、翼前射流器[1]，将压缩空气射向风车迎风面，加大风速又提高风车的转速，起到翼前射流增能与调速的作用。在夜间用电低谷期；通过转换控制器[3]的作用下，使发电机[2]脫机停车，风车螺旋桨[5]直接带动不同数量的空气压缩泵组[4]，成为一台风力空压机，利用风力推动产生空气压缩能，蓄存在集气增压罐[9]内，起作夜间蓄能的作用，又可通过压力控制阀门[8]为矿山、工厂、冶炼厂等的空气动力设备系统、通风给氧系统提供空气压缩能。在白天用电高峰期时；通过转换控制器[3]的作用下，又使发电机[2]开机工作，空气压缩能通过翼前射流器[1]射向风车迎风面，加大风速的同时又提高风车的转速，将夜间蓄存的风能反馈给白天用电高峰期利用，大大提高了白天的发电量。当通过转换控制器[3]的作用下，它可切换成风力发电机，又可切换成风力空压机，同时还可蓄存空气压缩能，有效提高风能利用率。

Claims

1.夜间蓄能风力空压机及发电机包括发电系统、泵压蓄能调速系统、翼前射流增能系统和风能转换控制系统；发电系统包括风车螺旋桨[5]和与之相连的发电机[2]；泵压蓄能调速系统包括由管道[7]相连通的离合空气压缩泵组[4]和带进、出气控制阀门的集气增压罐[9]；翼前射流增能系统包括风车轴射流管的一端通过风车螺旋桨[5]中轴与集气增压罐[9]上带有压力控制阀门[8]的其中一个排气口相连通，另一端与翼前射流器[1]相连通将压缩空气射向风车迎风面；风能转换控制系统包括由转换控制器[3]通过离合控制相连接的发电机[2]和空气压缩泵组[4]，以便将风能转换成电能或空气压缩能，以实现集风力发电、风力压縮空气、风力蓄能三为一体所组成的夜间蓄能风力空压机及发电机，其特征在于：所述风能转换控制系统包括由转换控制器[3]通过离合控制相连接的发电机[2]和空气压缩泵组[4]。