CN104061133B - 气流发生装置以及风力发电系统 - Google Patents
气流发生装置以及风力发电系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104061133B CN104061133B CN201410084169.XA CN201410084169A CN104061133B CN 104061133 B CN104061133 B CN 104061133B CN 201410084169 A CN201410084169 A CN 201410084169A CN 104061133 B CN104061133 B CN 104061133B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrode
- main body
- main part
- power generation
- generating device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000010248 power generation Methods 0.000 title abstract description 51
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 claims 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 22
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 7
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 101100491335 Caenorhabditis elegans mat-2 gene Proteins 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 2
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D7/00—Controlling wind motors
- F03D7/02—Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D7/022—Adjusting aerodynamic properties of the blades
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D1/06—Rotors
- F03D1/065—Rotors characterised by their construction elements
- F03D1/0658—Arrangements for fixing wind-engaging parts to a hub
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D7/00—Controlling wind motors
- F03D7/02—Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D7/0256—Stall control
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/20—Rotors
- F05B2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
- F05B2240/32—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor with roughened surface
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Wind Motors (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
提供一种气流发生装置以及风力发电系统,能够稳定地维持发电输出,能够容易地实现效率的提高。实施方式的气流发生装置具有:主体部,设置有第1电极和第2电极,所述第1电极在与用绝缘材料形成的基体的表面相同的面露出电极的一部分表面,所述第2电极的电极埋设在所述基体中;以及电压施加部,通过对所述第1电极与所述第2电极之间施加电压来使气流产生,所述主体部形成为包括厚度随着从中央部朝向两端部而变薄的部分。
Description
技术领域
本发明的实施方式涉及一种气流发生装置、以及风力发电系统(system)。
背景技术
风力发电系统利用作为可再生能源(energy)的风能来进行发电。
在风力发电系统中,有时在风车翼片的表面产生分离流从而发电量发生变动。例如当风速、风向急剧变动时,风车翼片周边的速度三角形从额定点大幅偏离,因此在大范围内产生分离流。对于风速、风向的急剧变动,通过偏航角(yew angle)、俯仰(pitch)角的调整不能充分应对。因此,在风力发电系统中,有时难以稳定地维持发电输出,不易提高效率。
作为其对策,提出了如下技术:将气流发生装置设置在风车翼片的表面来产生等离子体(plasma)气流,由此抑制分离流的产生。另外,提出了如下技术(例如参照专利文献1):将多个气流发生装置在翼展(翼宽)方向上并排设置,根据在转子(rotor)的径向的位置中不同的分离流来控制多个气流发生装置。
专利文献1:日本特开2012-225296号公报
发明内容
当将气流发生装置设置在风车翼片的表面时,有时由于气流发生装置而在风车翼片的表面形成台阶。因此,有时风流在风车翼片的周围混乱,从而不易稳定地维持发电输出。
在翼展长度长的风车翼片的翼展方向并排设置多个气流发生装置的情况下,需要将连接导线连接到多个气流发生装置的各个气流发生装置。连接导线是粗的高压电缆(cable),因此有时由于该连接导线产生的台阶而风流在风车翼片的周围混乱,从而不能稳定地维持发电输出。
特别是,在已经设置的风力发电系统中,在对风车翼片后安装气流发生装置的情况下,为了确保强度等特性,有时不能允许加工风车翼片。例如,有时不能如下:切削风车翼片的表面的一部分并将气流发生装置收容到该切削的部分中,在风车翼片开孔并使连接导线贯通该孔等。因此,如上述那样在风车翼片的表面形成台阶,因此稳定地维持发电输出变得更为困难,有时不易提高效率。
因而,本发明所要解决的课题在于,提供一种能够稳定地维持发电输出、能够容易地实现效率的提高的、气流发生装置以及风力发电系统。
实施方式的气流发生装置,其特征在于,具有:主体部,设置有第1电极和第2电极,所述第1电极在与用绝缘材料形成的基体的表面相同的面露出电极的一部分表面,所述第2电极的电极埋设在所述基体中;以及电压施加部,通过对所述第1电极与所述第2电极之间施加电压来使气流产生,所述主体部形成为包括厚度随着从中央部朝向两端部而变薄的部分。
根据实施方式的气流发生装置以及风力发电系统,能够稳定地维持发电输出,能够容易地实现效率的提高。
附图说明
图1是表示第1实施方式的风力发电系统的整体的图。
图2是在第1实施方式的风力发电系统中表示一个风车翼片的图。
图3是在第1实施方式的风力发电系统中示意性地表示气流发生装置的图。
图4是在第1实施方式的风力发电系统中表示气流发生装置的主体部的图。
图5是在第2实施方式的风力发电系统中示意性地表示气流发生装置的图。
图6是在第3实施方式的风力发电系统中表示气流发生装置的图。
图7是在第3实施方式的风力发电系统中表示气流发生装置的图。
图8是在第3实施方式的风力发电系统中表示将气流发生装置的主体部设置在风车翼片时的情形的图。
图9是在第4实施方式的风力发电系统中表示气流发生装置的图。
图10是在第4实施方式的风力发电系统中表示气流发生装置的图。
图11是在第4实施方式的风力发电系统中表示将气流发生装置的主体部设置在风车翼片时的情形的图。
附图标记说明
1:风力发电系统;2:塔架;3:吊舱;4:转子;5:风向风速测量部;6:气流发生装置;41:轮毂;42:风车翼片;61:主体部;62:电压施加部;63:连接部;71:连接导线;611:基体;621:第1电极;621A、621B:延伸部(第1延伸部);621C:连接部(第1连接部);622:第2电极;622A、622B:延伸部(第2延伸部);622C:连接部(第2连接部);631、632、711、712、713、714、721A、722A、721B、722B、723A、724A、723B、724B:连接布线。
具体实施方式
参照附图说明实施方式。
<第1实施方式>
[A]风力发电系统1的整体结构
图1是表示第1实施方式的风力发电系统的整体的图。
如图1所示,风力发电系统1是迎风(upwind)型螺旋桨(propeller)风车,具备塔架(tower)2、吊舱(nacelle)3、转子(rotor)4、以及风向风速测量部5。
依次说明构成风力发电系统1的部分。
[A-1]塔架2
塔架2沿着垂直方向延伸,下端部被固定到嵌入地中的基台(省略图示)。
[A-2]吊舱3
吊舱3设置在塔架2的上端部。
吊舱3为了调整偏航角而在塔架2的上端部能够以垂直方向为轴进行旋转地被支撑。
[A-3]转子4
转子4能够旋转地支撑在吊舱3的一方侧端部,通过在多个风车翼片42受到风来以水平方向为旋转轴在旋转方向R上进行旋转。
转子4具备轮毂41(hub)和多个风车翼片42(叶片)。
转子4的轮毂41包括外形为半椭圆体状的前端盖,形成为外周面的外径随着从上风朝向下风而变大。
转子4的多个风车翼片42是以轮毂41为中心在旋转方向R上隔着1/3等分的间隔而设置。例如设置有3片风车翼片42,各个风车翼片42为了调整俯仰角而一端能够旋转地被轮毂41支撑。
图2是在第1实施方式的风力发电系统中示出一个风车翼片42的图。在图2中,示出一个风车翼片42沿着翼厚方向的剖面。
如图2所示,风车翼片42设置有气流发生装置6的主体部61。
另外,如图1所示,多个风车翼片42的各个风车翼片被设置成气流发生装置6的主体部61在翼展方向上排列多个。
气流发生装置6的详细内容将后述。
[A-4]风向风速测量部5
如图1所示,风向风速测量部5安装在风车翼片42的下风侧的吊舱3的上面。
风向风速测量部5测量出的风速以及风向的数据(data)输出到控制部(省略图示)。于是,控制部根据该测量数据进行偏航角、俯仰角的调整。另外,控制部根据该测量数据控制气流发生装置6的动作。
[B]气流发生装置6的详细结构
图3是在第1实施方式的风力发电系统中示意性地表示气流发生装置6的图。在图3中,表示气流发生装置6的主体部61设置在风车翼片42(参照图2)之前的状态,关于主体部61,用立体图来表示。
如图3所示,气流发生装置6具备主体部61、电压施加部62、以及连接部63。依次说明构成气流发生装置6的各部分。
[B-1]主体部61
如图3所示,气流发生装置6的主体部61包括基体611、第1电极621(表面电极)以及第2电极622(内插电极)。主体部61在基体611中设置有第1电极621和第2电极622。基体611形成为包含厚度随着从中央部朝向两端部而变薄的部分。
主体部61的基体611由绝缘材料(电介质)形成。例如基体611使用硅酮树脂(硅橡胶,silicone rubber)、环氧(epoxy)树脂、氟树脂(fluororesin film)等树脂来形成,是挠性的(flexible)。除此之外,基体611也可以是例如在云母(mica)纸上层叠多个含浸了环氧树脂的预浸片(prepreg sheet)而构成的基体。
主体部61的第1电极621和第2电极622例如由金属材料等导电材料形成。
主体部61通过例如冲压(press)加工、挤压成形加工等各种加工而形成。
图4是在第1实施方式的风力发电系统中表示气流发生装置6的主体部61的图。这里,图4(a)是主体部61的剖面图,图4(b)是主体部61的俯视图。图4(a)相当于图4(b)中X-X部分的剖面。
如图4(a)、图4(b)所示,主体部61的第1电极621是板状体。如图4(a)所示,第1电极621的一部分表面露出到基体611的表面(上表面)而设置。即,第1电极621配置成上表面露出在与基体611的表面相同的面、上表面以外的面(下表面、侧面)埋设在基体611内。由此,露出的第1电极621的上表面与基体611的表面不会形成台阶。另外,如图4(b)所示,第1电极621在基体611的长边方向(图4的垂直方向)以直线状延伸而连接到连接布线631。此外,在下面的说明中,将基体611的长边方向(图4的垂直方向)称为第1方向。
如图4(a)、图4(b)所示,主体部61的第2电极622与第1电极621同样地是板状体。第2电极622的横宽(第2方向的宽度)比第1电极621宽,如图4(a)所示,设置在基体611的内部。即,第2电极622的上表面、下表面、侧面埋设在基体611内,配置在比第1电极621更深的位置。另外,如图4(b)所示,第2电极622在与基体611的第1电极621延伸的第1方向相同的方向上,以直线状延伸而连接到连接布线632。这里,第2电极622配置成在与第1电极621的第1方向正交的基体611的短边方向(在图4(b)中为水平方向)上与第1电极621并排。此外,在下面的说明中,将基体611的短边方向(图4的水平方向)称为第2方向。
如图4(a)所示,主体部61在基体611的第2方向的中央部设置有第1电极621和第2电极622。
在本实施方式中,主体部61的基体611形成为中央部的厚度为一定、且厚度随着从该中央部朝向两端部而变薄。即,主体部61的基体611的沿着第1电极621和第2电极622排列的第2方向的剖面是梯形形状。因而,在基体611的中央部中,上表面与下表面平行且具有相同的宽度,并且在两端部中,上表面向下表面方向倾斜。
如图2所示,主体部61设置在风车翼片42的面。主体部61以在第1电极621露出的状态下基体611的下表面(参照图4(a))紧贴在风车翼片42的翼背侧的面的方式粘接到风车翼片42。具体地说,主体部61在沿着风车翼片42的翼厚方向的剖面中,基体611的梯形的底面的宽度粘接在风车翼片42的上表面而固定。
另外,如图2所示,主体部61设置成:在风车翼片42的翼背侧的面(上表面)中的前缘LE侧的部分中,第1电极621和第2电极622从前缘LE向后缘TE依次排列。具体地说,以从前缘LE起在相对翼弦长C成为10%以内的范围H内配置第1电极621和第2电极622的方式,安装主体部61。通过这样安装主体部61,能够有效地抑制分离流的产生,因此是优选的。
除此之外,如图1所示,主体部61设置成在多个风车翼片42的各个风车翼片42中在翼展(翼宽)方向排列多个。这里,多个主体部61的各个主体部61相互隔着间隙而设置,第1电极621以及第2电极622的第1方向沿着翼展(翼宽)方向。
[B-2]电压施加部62
在气流发生装置6中,电压施加部62如图3所示经由连接部63向主体部61的第1电极621与第2电极622之间施加电压。
电压施加部62包括例如设置在风车翼片42的翼根部的电源(省略图示),通过控制从该电源提供的电压来向主体部61的第1电极621与第2电极622之间施加电压。
电压施加部62按照从控制部(省略图示)输出的控制信号控制电压,向第1电极621与第2电极622之间施加电压。由此,在主体部61的基体611的表面(上表面)产生由介质阻挡(barrier)放电引起的等离子体(plasma)气流,抑制分离流的产生。
这里,电压施加部62构成为对多个主体部61的各个主体部61(参照图1)独立地施加电压。
[B-3]连接部63
气流发生装置6的连接部63包括一对连接布线631、632。
连接部63中的一个连接布线631的一端电连接于第1电极621,另一端电连接于电压施加部62。
连接部63中的另一个连接布线632的一端电连接于第2电极622,另一端电连接于电压施加部62。
虽然省略了图示,但是一对连接布线631、632与构成气流发生装置6的多个主体部61(参照图1)的各个主体部61相对应地设置有多组,配置成从转子4的轮毂41这一侧向风车翼片42的前端侧延伸。
[C]总结
如以上那样,在本实施方式的风力发电系统1(参照图1)中,在风车翼片42的上表面紧贴地设置了气流发生装置6的主体部61的下表面(参照图2)。气流发生装置6的主体部61在由树脂等绝缘材料形成的基体611中设置有第1电极621和第2电极622。而且,通过向第1电极621与第2电极622之间施加电压,使得在表面产生气流(参照图3)。
这里,主体部61形成为(参照图2、图3、图4):当设置于风车翼片42的外面时,在沿着风车翼片42的翼厚方向的剖面中,厚度随着从中央部朝向前缘LE侧的端部以及后缘TE侧的端部而变薄。
因此,在本实施方式中,当在风车翼片42的外面设置了气流发生装置6的主体部61时,不会由于主体部61的基体611的形状而形成大的台阶。其结果,能够抑制由于台阶而在风车翼片42的周围流动混乱的现象,因此能够使发电输出稳定。而且,在保持了风车翼片42的性能的情况下能够进行基于气流发生装置6的动态控制,因此能够实现高效率的风力发电系统1。
因而,在本实施方式中,能够稳定地维持发电输出,容易地实现发电效率的提高。
[D]变形例
在上述实施方式的气流发生装置6中,主体部61的沿着风车翼片42的翼厚方向的剖面是位于下底的两端的两个内角(底角)的大小相互相等的梯形形状(等腰梯形形状)。即,主体部61的基体611的剖面的形状形成为:在从中央部朝向前缘LE侧的端部的方向、和从中央部朝向后缘TE侧的端部的方向的两者中,厚度以相互相同的比例变薄(参照图2、图3、图4)。但是,不限于此。主体部61的剖面也可以是位于下底的两端的两个内角的大小互不相等。
另外,也可以如下地形成主体部61:主体部61的剖面在从中央部朝向前缘LE侧的端部的方向、和从中央部朝向后缘TE侧的端部的方向中的任一个方向上厚度变薄。即,主体部61的剖面如下地形成即可:在从中央部朝向前缘LE侧的端部的方向、和从中央部朝向后缘TE侧的端部的方向中的任一个方向上厚度变薄。特别是,在将主体部61设置在风车翼片42的前缘LE的附近的情况下,也可以构成为:在主体部61的后缘TE侧中,随着从中央部朝向后缘TE侧而变薄。此外,当在风车翼片42的上表面中在中央部分设置主体部61时,优选是与上述的实施方式同样地使厚度从中央部朝向前缘LE侧和后缘TE侧的两端部而变薄。
除此之外,主体部61的基体611的剖面的形状也可以是在梯形形状的上底中位于两端的两个角的部分形成为曲线状。另外,考虑施工,也可以通过将主体部61的基体611的中央部设为例如几mm程度的厚度、将其端部相对于中央部的厚度例如设为1/4程度的厚度,由此将主体部61的基体611的剖面设为大致梯形形状。
<第2实施方式>
[A]结构等
图5是在第2实施方式的风力发电系统中示意性地表示气流发生装置6的图。在图5中,与图3同样地表示气流发生装置6的主体部61设置在风车翼片42(参照图2)之前的状态,关于主体部61,用立体图表示。
在第2实施方式中,如图5所示,气流发生装置6的主体部61与第1实施方式的情况不同。在第2实施方式中,除了上述的不同点以及相关联的点之外,适当省略说明与第1实施方式相同的结构等重复的事项。
如图5所示,气流发生装置6与第1实施方式的情况(参照图3)同样地具备主体部61、电压施加部62、以及连接部63。
在该第2实施方式中,第1电极621(表面电极)和第2电极622(内插电极)的形状与第1实施方式不同。
具体地说,主体部61的第1电极621由多个延伸部621A、621B(第1延伸部)和连接部621C(第1连接部)形成。即,第1电极621成为延伸部621A、621B长的U字形状。另外,第1电极621的延伸部621A、621B的上表面露出到基体611的表面。
第1电极621的多个延伸部621A、621B配置成:各自以直线状向第1方向延伸,在与该第1方向正交的第2方向上隔着间隙而排列。连接部621C向多个延伸部621A、621B之间的第2方向延伸。连接部621C连结在多个延伸部621A和621B各自的一端,将多个延伸部621A与621B之间进行电连接。
在主体部61中,第2电极622与第1电极621同样地由多个延伸部622A、622B(第2延伸部)和连接部622C(第2连接部)形成。即,第2电极622也成为延伸部622A、622B长的U字形状。另外,第2电极622的延伸部622A、622B不露出而埋设在基体611中。
第2电极622的多个延伸部622A、622B各自以直线状向第1方向延伸,在与该第1方向正交的第2方向上隔着间隙而排列。这里,第2电极622的延伸部622A与622B的间距宽度以与第1电极621的延伸部621A和621B的间距宽度相同的间距宽度排列配置。连接部622C向多个延伸部622A、622B之间的第2方向延伸。连接部622C连结在多个延伸部622A和622B各自的一端,将多个延伸部622A与622B之间进行电连接。
在第2实施方式中,主体部61的基体611与第1实施方式的情况同样地形成为:中央部的厚度为一定,厚度随着从该中央部朝向两端部而变薄。
另外,主体部61与第1实施方式的情况同样地设置在风车翼片42的面(参照图2)。即,构成第1电极621的多个延伸部621A、621B和构成第2电极622的多个延伸部622A、622B的各个延伸部设置成在风车翼片42中从前缘LE向后缘TE交替地排列。
[B]总结
如以上那样,在第2实施方式中,气流发生装置6的主体部61与第1实施方式的情况同样地形成为厚度随着从中央部朝向端部而变薄(图5参照)。因此,在第2实施方式中,当在风车翼片42的面设置了气流发生装置6的主体部61时(参照图1、图2),不会由于主体部61的基体611的形状而形成大的台阶。其结果,能够抑制由于台阶而在风车翼片42的周围流动混乱的现象,因此能够使发电输出稳定。
另外,在第2实施方式中,第1电极621是多个延伸部621A、621B隔着间隔排列的。同样地,第2电极622是多个延伸部622A、622B以与构成第1电极621的多个延伸部621A、621B相同的间距隔着间隙排列的。这样,构成第1电极621的延伸部621A、621B与构成第2电极622的延伸部622A、622B的组设置在各风车翼片42。因此,通过对该各风车翼片42的各自的主体部61施加电压,从而在主体部61的表面分别产生由介质阻挡放电引起的等离子体气流。其结果,能够产生更有效的等离子体气流,因此能够更有效地抑制分离流的产生。
因而,在第2实施方式中,能够稳定地维持发电输出,容易地实现发电效率的提高。
特别是,当像转子直径超过80m那样的大型风车时,有时风车翼片42的翼弦长成为大于等于2~4m,有时在广的区域内流动较大地混乱。但是,通过如第2实施方式那样构成,能够更强力地产生等离子体气流,因此能够有效地抑制分离流的产生。
<第3实施方式>
[A]结构等
图6、图7是在第3实施方式的风力发电系统中表示气流发生装置6的图。
图6与图3同样地表示气流发生装置6的主体部61设置在风车翼片42(参照图2)之前的状态,关于主体部61,用立体图表示。
图7与图4同样地是表示气流发生装置6的主体部61的图。这里,图7(a)是剖面图,图7(b)是俯视图。图7(a)相当于图7(b)中X-X部分的剖面。
在第3实施方式中,如图6、图7所示,主体部61的基体611的形状与第1实施方式的情况不同。另外,在第3实施方式中,在基体611内还设置了连接导线71。在第3实施方式中,除了上述的不同点以及相关联的点之外,适当省略说明与第1以及第2实施方式相同的结构等重复的事项。
如图6、图7所示,主体部61与第1实施方式的情况不同,形成为厚度从中央部到端部是一定的。即,主体部61的基体611的从第1电极621和第2电极622排列的第2方向观察的剖面为矩形形状。
另外,如图6、图7所示,主体部61除了包括基体611、第1电极621(表面电极)以及第2电极622(内插电极)之外,与第1实施方式不同地还设置有连接导线71。
如图6、图7所示,连接导线71设置在主体部61的基体611的内部。
这里,作为连接导线71,设置了第1连接导线711和第2连接导线712。第1连接导线711和第2连接导线712在主体部61的内部沿着与第1电极621以及第2电极622相同的第1方向延伸。第1连接导线711和第2连接导线712在第2方向中设置在与第1电极621以及第2电极622不同的位置。
第1连接导线711和第2连接导线712各自的一端(下端)电连接于连接布线721A、722A。另外,连接布线721A、722A各自的另一端(下端)电连接于电压施加部62。而且,从电压施加部62经由连接布线721A、722A向第1连接导线711和第2连接导线712流过电流。
另外,第1连接导线711和第2连接导线712各自的另一端(上端)电连接于连接布线721B、722B。另外,连接布线721B、722B各自的另一端(上端)分别与构成相邻地设置的其它主体部61(省略图示)的第1连接导线711和第2连接导线712电连接。
图8是在第3实施方式的风力发电系统中表示将气流发生装置6的主体部61设置在风车翼片42(参照图2)时的情形的图。
如图8所示,多个主体部61中的第1主体部61A在基体611的内部设置了第1连接导线711和第2连接导线712作为连接导线71。而且,设置在第1主体部61A的第1连接导线711和第2连接导线712经由第1连接导线721B和第2连接导线722B电连接到设置于与第1主体部61A相邻的其它第2主体部61B中的第1电极621和第2电极622。
这样,设置于第1主体部61A的内部的第1连接导线711和第2连接导线712用于将相邻的第2主体部61B并联连接到电压施加部62。
[B]总结
如以上那样,在第3实施方式中,气流发生装置6的主体部61在基体611的内部设置有连接导线71(参照图6、图7)。这里,在多个主体部61中的第1主体部61A的基体611的内部设置有连接导线71(多个连接导线711、712)。该连接导线71与设置于第2主体部61B中的第1电极621和第2电极622电连接(参照图8)。
因此,在第3实施方式中,当将多个主体部61排列设置在风车翼片42时,连接导线71引起的台阶变少,因此能够防止在风车翼片42的周围流动混乱的现象,能够使发电输出稳定。
<第4实施方式>
[A]结构等
图9、图10是在第4实施方式的风力发电系统中表示气流发生装置6的图。
图9与图3同样地表示气流发生装置6的主体部61设置在风车翼片42(参照图2)之前的状态,关于主体部61,用立体图表示。
图10与图4同样地是表示气流发生装置6的主体部61的图。这里,图10(a)是剖面图,图10(b)是俯视图。图10(a)相当于图10(b)中X-X部分的剖面。
在第4实施方式中,如图9、图10所示,在主体部61设置了多个连接导线71。在第4实施方式中,除了上述的不同点以及相关联的点之外,适当省略说明与第1实施方式至第3实施方式相同的结构等的重复的事项。
在第4实施方式中,如图9、图10所示,气流发生装置6的主体部61的基体611与第1实施方式的情况同样地形成为:中央部的厚度为一定,厚度随着从该中央部朝向两端部而变薄。即,主体部61的基体611的剖面为梯形形状。
另外,如图9、图10所示,主体部61除了包括基体611、第1电极621(表面电极)以及第2电极622(内插电极)之外,还设置了多个连接导线71。
如图9、图10所示,连接导线71埋设在主体部61的基体611的内部。在第4实施方式中,作为连接导线71而设置了第1连接导线711与第2连接导线712的组、以及第3连接导线713与第4连接导线714的组。
第1~第4连接导线711~714各自在主体部61的基体611的内部中沿着与第1电极621以及第2电极622延伸的第1方向相同的方向延伸。这里,被埋设成在第1连接导线711与第2连接导线712的组和第3连接导线713与第4连接导线714的组之间夹着第1电极621和第2电极622这两者。
第1~第4连接导线711~714各自的一端(下端)电连接于连接布线721A~724A。连接布线721A~724A各自的另一端(下端)电连接于电压施加部62。
另外,第1~第4连接导线711~714各自的另一端(上端)电连接于连接布线721B~724B。连接布线721B、722B的另一端(上端)与构成相邻的其它主体部61B的第1电极621和第2电极622电连接。另一方面,连接布线723B、724B的另一端(上端)与相邻的其它主体部61B的连接布线711、712电连接。
图11是表示在第4实施方式的风力发电系统中将气流发生装置6的主体部61设置在风车翼片42(参照图2)时的情形的图。
如图11所示,多个主体部61中的第1主体部61A在基体611的内部埋设了第1~第4连接导线711~714作为连接导线71。第2主体部61B在基体611的内部埋设了第1以及第2连接导线711、712作为连接导线71。
设置于第1主体部61A的第1连接导线711和第2连接导线712与设置于第2主体部61B的第1电极621和第2电极622电连接。另外,设置于第1主体部61A的第3连接导线713和第4连接导线714与设置于第2主体部61B的第1连接导线711和第2连接导线712电连接。
进而,设置于第2主体部61B的第1连接导线711和第2连接导线712与设置于第3主体部61C的第1电极621和第2电极622电连接。
这样,为了将第1主体部61A和第2主体部61B并联连接到电压施加部62,使用了第1主体部61A内的第1连接导线711和第2连接导线712。另外,为了将第1主体部61A、第2主体部61B、以及第3主体部61C并联连接到电压施加部62,使用了第2主体部61B内的第1连接导线711和第2连接导线712。而且,第1主体部61A内的第1连接导线711和第2连接导线712的另一端(上端)与构成相邻的主体部61B的第1电极621和第2电极622电连接。进而,第2主体部61B内的第1连接导线711和第2连接导线712的另一端(上端)与构成相邻的主体部61C的第1电极621和第2电极622电连接。
[B]总结
如以上那样,在第4实施方式中,气流发生装置6的主体部61与第1实施方式的情况同样地形成为厚度随着从中央部朝向端部而变薄。因此,在第4实施方式中,当在风车翼片42的面设置了气流发生装置6的主体部61时,不会由于主体部61的基体611的形状而形成大的台阶。其结果,能够抑制由于台阶而在风车翼片42的周围流动混乱的现象,因此能够使发电输出稳定。
另外,在第4实施方式中,气流发生装置6的主体部61在基体611的内部设置有连接导线71。这里,例如第1主体部61A在基体611的内部埋设有多个连接导线71(711~714)。而且,埋设在第1主体部61A中的连接导线71(711、712)与设置于相邻的其它主体部61B的第1电极621和第2电极622电连接(参照图10)。
因此,在第4实施方式中,当将多个主体部61排列设置在风车翼片42时,连接导线71的台阶变少,因此能够防止在风车翼片42的周围流动混乱的现象,能够使发电输出稳定。
[C]变形例
在气流发生装置6的主体部61中,优选如下地形成连接导线71:将没有包覆且导体裸露的裸线准备为连接导线71,并将该裸线内置于基体611中。在这种情况下,与将包覆线准备为连接导线71来形成主体部61的情况相比,能够使主体部61的厚度变薄。
<其它>
说明了本发明的几个实施方式,但是这些实施方式是作为例子提示的,并非意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其它的各种方式来实施,能够在不超出发明的要旨的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式和其变形包含在发明的范围、要旨中,并且包含在与权利要求书中记载的发明和与其均等的范围内。
Claims (5)
1.一种气流发生装置,其特征在于,具有:
至少第1主体部以及第2主体部,均设置有第1电极和第2电极,所述第1电极在与用绝缘材料形成的基体的表面相同的面露出电极的一部分表面,所述第2电极的电极埋设在所述基体中;以及
电压施加部,通过对所述第1主体部以及所述第2主体部的所述第1电极与所述第2电极之间施加电压,使得在所述第1主体部和所述第2主体部的表面产生气流,
所述第1主体部相比所述第2主体部配置于所述电压施加部的附近,
在所述第1主体部的所述基体的内部设置有所述电压施加部与所述第2主体部的连接导线。
2.根据权利要求1所述的气流发生装置,其特征在于,
在所述第1主体部中,内置地形成裸线作为所述连接导线。
3.一种风力发电系统,其特征在于,具有:
权利要求1所述的气流发生装置;以及
风车翼片,在其端部安装所述气流发生装置的所述第1主体部以及第2主体部,
所述气流发生装置的所述第1主体部以及第2主体部设置成在所述风车翼片的翼展方向上排列,
设置有第1连接布线和第2连接布线,所述第1连接布线将所述电压施加部与所述第1主体部的所述第1电极以及第2电极进行连接,所述第2连接布线经由第3连接布线和所述第1主体部的所述基体的内部的连接导线将所述电压施加部和所述第2主体部的所述第1电极以及第2电极进行连接,所述第3连接布线将所述电压施加部与所述第1主体部的所述基体的内部的连接导线进行连接。
4.根据权利要求3所述的风力发电系统,其特征在于,
所述气流发生装置的第1主体部以及第2主体部设置在所述风车翼片的翼背侧的面中的前缘侧的部分。
5.根据权利要求3所述的风力发电系统,其特征在于,具备:
塔架;
吊舱,设置在所述塔架的上端部;以及
转子,能够旋转地被所述吊舱的侧端部支撑,在该转子的轮毂安装有所述风车翼片。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013058015A JP6021703B2 (ja) | 2013-03-21 | 2013-03-21 | 風力発電システム |
JP2013-058015 | 2013-03-21 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104061133A CN104061133A (zh) | 2014-09-24 |
CN104061133B true CN104061133B (zh) | 2017-04-12 |
Family
ID=50289569
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201410084169.XA Active CN104061133B (zh) | 2013-03-21 | 2014-03-10 | 气流发生装置以及风力发电系统 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9709032B2 (zh) |
EP (1) | EP2781739B1 (zh) |
JP (1) | JP6021703B2 (zh) |
KR (1) | KR101567679B1 (zh) |
CN (1) | CN104061133B (zh) |
DK (1) | DK2781739T3 (zh) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6403156B2 (ja) * | 2014-10-28 | 2018-10-10 | 東芝エネルギーシステムズ株式会社 | 気流発生装置、および、風力発電システム |
EP3018343B1 (en) * | 2014-11-06 | 2018-09-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Airflow generation device and wind power generation system |
JP2016098787A (ja) * | 2014-11-26 | 2016-05-30 | 株式会社東芝 | ウィンドファーム、風力発電システム |
JP6344292B2 (ja) * | 2015-04-03 | 2018-06-20 | トヨタ自動車株式会社 | 車両 |
JP6523065B2 (ja) * | 2015-06-12 | 2019-05-29 | 株式会社東芝 | 気流発生装置及び風力発電システム |
JP2017008834A (ja) * | 2015-06-23 | 2017-01-12 | 株式会社東芝 | 気流発生装置用電源および風力発電装置 |
US10495121B2 (en) * | 2017-11-10 | 2019-12-03 | X Development Llc | Method and apparatus for combined anemometer and plasma actuator |
KR102521422B1 (ko) * | 2018-03-08 | 2023-04-14 | 엘지전자 주식회사 | 팬 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7380756B1 (en) * | 2003-11-17 | 2008-06-03 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Single dielectric barrier aerodynamic plasma actuation |
US7387491B2 (en) * | 2004-12-23 | 2008-06-17 | General Electric Company | Active flow modifications on wind turbine blades |
JP5060163B2 (ja) | 2006-04-28 | 2012-10-31 | 株式会社東芝 | 翼 |
JP4810342B2 (ja) * | 2006-07-20 | 2011-11-09 | 株式会社東芝 | 風車翼および風力発電システム |
US7988101B2 (en) * | 2007-05-25 | 2011-08-02 | The Boeing Company | Airfoil trailing edge plasma flow control apparatus and method |
GB2469854A (en) * | 2009-04-30 | 2010-11-03 | Vestas Wind Sys As | Wind turbine rotor blade |
US8162610B1 (en) | 2009-05-26 | 2012-04-24 | The Boeing Company | Active directional control of airflows over wind turbine blades using plasma actuating cascade arrays |
JP2011203433A (ja) | 2010-03-25 | 2011-10-13 | Fuji Xerox Co Ltd | 静電潜像現像用トナー、静電潜像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 |
JP5700974B2 (ja) * | 2010-08-06 | 2015-04-15 | ダイハツ工業株式会社 | プラズマアクチュエータ |
WO2012036602A1 (en) * | 2010-09-15 | 2012-03-22 | Saab Ab | Plasma-enhanced active laminar flow actuator system |
WO2012081704A1 (ja) * | 2010-12-17 | 2012-06-21 | 京セラ株式会社 | イオン風発生体及びイオン風発生装置 |
JP5837323B2 (ja) * | 2011-04-21 | 2015-12-24 | 株式会社東芝 | 風力発電装置 |
KR101368448B1 (ko) | 2011-05-02 | 2014-02-28 | 가부시끼가이샤 도시바 | 풍력 발전 시스템 및 그 제어 방법 |
JP5881491B2 (ja) * | 2011-05-02 | 2016-03-09 | 株式会社東芝 | 風力発電システムおよびその制御方法 |
KR101277163B1 (ko) * | 2011-05-13 | 2013-06-19 | 가부시끼가이샤 도시바 | 전압 인가 장치, 회전 기기 및 전압 인가 방법 |
-
2013
- 2013-03-21 JP JP2013058015A patent/JP6021703B2/ja active Active
-
2014
- 2014-02-28 KR KR1020140023912A patent/KR101567679B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 2014-03-10 CN CN201410084169.XA patent/CN104061133B/zh active Active
- 2014-03-14 US US14/210,875 patent/US9709032B2/en active Active
- 2014-03-19 EP EP14160778.8A patent/EP2781739B1/en active Active
- 2014-03-19 DK DK14160778T patent/DK2781739T3/da active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20140115963A (ko) | 2014-10-01 |
EP2781739B1 (en) | 2019-09-18 |
US20140286789A1 (en) | 2014-09-25 |
DK2781739T3 (da) | 2019-12-09 |
CN104061133A (zh) | 2014-09-24 |
EP2781739A3 (en) | 2017-01-11 |
KR101567679B1 (ko) | 2015-11-09 |
EP2781739A2 (en) | 2014-09-24 |
US9709032B2 (en) | 2017-07-18 |
JP6021703B2 (ja) | 2016-11-09 |
JP2014182986A (ja) | 2014-09-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104061133B (zh) | 气流发生装置以及风力发电系统 | |
EP2633186B1 (en) | A wind turbine lightning protection system and wind turbine blade | |
US20160146188A1 (en) | Wind farm, wind power generation system | |
JP2012180771A (ja) | 風車翼およびこれを備えた風力発電装置 | |
US20220034305A1 (en) | Lightning protection for a wind turbine blade | |
JP5167036B2 (ja) | 風車ブレード | |
JP5728356B2 (ja) | 気流発生ユニット、気流発生ユニットの設置方法および風力発電装置 | |
US10900468B2 (en) | Wind turbine blade protection structure and method of forming the same | |
JP2016070085A (ja) | ウィンドファーム | |
JP2018003617A (ja) | 風力発電システム | |
JP2017091618A (ja) | 気流発生装置、風車翼、および風車 | |
KR101756748B1 (ko) | 기류 발생 장치 및 풍력 발전 시스템 | |
JP2016003623A (ja) | 気流発生装置、および、風力発電システム | |
JP6523065B2 (ja) | 気流発生装置及び風力発電システム | |
US20250067251A1 (en) | Wind turbine blade and wind turbine | |
EP4083416A1 (en) | Wind turbine blade and wind turbine | |
US20150275852A1 (en) | Attaching jig for airflow generation device and attaching method of airflow generation device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |