一种自然通风冷却塔风力发电系统及方法与流程

本发明涉及风力发电，尤其涉及一种自然通风冷却塔风力发电系统及方法。

背景技术：

1、冷却塔是汽轮机低压缸排气经循环水冷却后，循环水金收入塔内与空气进行热交换，将热量与底部进入的冷空气交换后排入大气的一种塔式结构。对于自然通风冷却塔而言，塔外冷空气进入塔体后，吸收由热水蒸发和接触散失的热量，温度增加，湿度变大，密度变小。塔外空气温度低、湿度小、密度大。由于塔内、外空气密度差异在进风口内外产生压差，致使塔外空气源源不断地流进塔内而无需通风机械提供动力。

2、风力发电系统则是利用安装环境内的自然风进行发电的系统，可以将风能转换为电能为用电设备供电，然而，传统的风力发电系统一般设置在空旷的野外环境中，发电量受外部风速的影响较为不稳定。

3、因此，如何使传统风力发电系统与自然通风冷却塔配合以提高发电稳定性，成为本领域亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种自然通风冷却塔风力发电系统及方法，用以解决现有技术中传统的风力发电系统发电量受外部风速的影响较为不稳定的缺陷。

2、一方面，本发明提供一种自然通风冷却塔风力发电系统，包括：自然通风冷却塔、风力发电设备以及控制设备；

3、所述风力发电设备包括风轮、发电机舱以及塔架，所述风轮安装于所述自然通风冷却塔的塔内出风区域，所述发电机舱和所述塔架均安装于所述自然通风冷却塔的外部，所述风轮的轮轴延伸至所述自然通风冷却塔的外部并与所述发电机舱相连，所述发电机舱与所述塔架相连；

4、所述风轮经所述塔内出风区域中的热气流作用产生转动，所述发电机舱用于将所述风轮转动产生的机械能转换为电能；

5、所述控制设备与所述发电机舱相连，所述控制设备用于确定所述发电机舱输出的电能所对应的能量范围，并根据所述能量范围将所述发电机舱输出的电能发送至目标用电端。

6、根据本发明提供的自然通风冷却塔风力发电系统，所述自然通风冷却塔包括：

7、塔体，靠近塔体底部的侧壁上设有新气入口，塔体外部的新空气经所述新气入口进入塔体内部；

8、收水池，设于所述塔体底部，所述收水池的一侧设有排水口；

9、冷却填料，设于所述塔体的内部中下部区域；

10、喷淋器，设于所述塔体内部，且位于所述冷却填料的上方，所述喷淋器的进水口延伸至所述塔体外部，所述喷淋器喷出的热水经过所述冷却填料后与所述新气入口进入的新空气进行热交换，热交换产生的水滴进入所述收水池；

11、除水器，设于所述塔体内部，且位于所述喷淋器的上方，热交换产生的热气流经过所述冷却填料的冷却处理，并经过所述除水器的除水处理后，从位于所述除水器的上方的塔内出风区域排除。

12、根据本发明提供的自然通风冷却塔风力发电系统，所述风力发电设备设有两组，两组所述风力发电设备对称布置于所述自然通风冷却塔的两侧；

13、两组所述风力发电设备的风轮均竖向布置，且两组所述风轮相对设置。

14、根据本发明提供的自然通风冷却塔风力发电系统，所述风轮设有多个，多个所述风轮均横向布置；

15、多个所述风轮均通过安装平台架设于所述塔内出风区域，多个所述风轮的轮轴分别延伸至所述自然通风冷却塔的外部并均与所述发电机舱相连。

16、根据本发明提供的自然通风冷却塔风力发电系统，多个所述风轮的叶片均朝向所述自然通风冷却塔的塔底；或者，多个所述风轮的叶片均朝向所述自然通风冷却塔的塔顶。

17、根据本发明提供的自然通风冷却塔风力发电系统，所述发电机舱包括多个变速箱和多个发电机，所述多个发电机均与所述控制设备相连，所述变速箱和发电机均与所述风轮一一对应；

18、每一所述风轮的轮轴与所述变速箱相连，所述变速箱与所述发电机相连。

19、根据本发明提供的自然通风冷却塔风力发电系统，所述系统还包括风速传感器，所述风速传感器安装于所述塔内出风区域中，所述风速传感器与所述控制设备相连；

20、所述风速传感器用于采集所述塔内出风区域中的风速数据，并将所述风速数据发送至所述控制设备；

21、所述控制设备还用于根据所述风速数据确定理论电能下限值，并在判定所述发电机舱输出的电能低于所述理论电能下限值时，生成并发出预警提示信息。

22、根据本发明提供的自然通风冷却塔风力发电系统，所述控制设备根据所述风速数据确定理论电能下限值，包括：

23、获取不同风速数据下对应的历史电能下限值，建立样本数据集；

24、对所述样本数据集进行拟合处理，建立理论电能下限值与风速数据之间的对应关系；

25、基于所述对应关系和所述风速数据，确定所述风速数据对应的理论电能下限值。

26、根据本发明提供的自然通风冷却塔风力发电系统，所述风轮采用玻璃钢材质制成。

27、另一方面，本发明还提供一种自然通风冷却塔风力发电方法，基于上述任一种所述的自然通风冷却塔风力发电系统，所述方法包括：

28、通过所述塔内出风区域中的热气流作用驱动所述风轮转动；

29、通过所述发电机舱将所述风轮转动产生的机械能转换为电能；

30、通过所述控制设备确定所述发电机舱输出的电能所对应的能量范围，并根据所述能量范围将所述发电机舱输出的电能发送至目标用电端。

31、本发明提供的自然通风冷却塔风力发电系统及方法，通过将风轮安装于自然通风冷却塔的塔内出风区域，发电机舱和塔架均安装于自然通风冷却塔的外部，风轮的轮轴延伸至自然通风冷却塔的外部并与发电机舱相连，风轮经塔内出风区域中的热气流作用产生转动，发电机舱用于将风轮转动产生的机械能转换为电能，控制设备用于确定发电机舱输出的电能所对应的能量范围，并根据能量范围将发电机舱输出的电能发送至目标用电端。通过将风力发电设备合理的安装在自然通风冷却塔上，能够利用自然通风冷却塔的塔内出风区域中的热气流产生电能，且风轮转动可以促进自然通风冷却塔内的气流流动，从而实现稳定、高效地发电，解决了传统风力发电系统发电量不稳定的问题，提高了发电可靠性。

技术特征：

1.一种自然通风冷却塔风力发电系统，其特征在于，包括：自然通风冷却塔、风力发电设备以及控制设备；

2.根据权利要求1所述的自然通风冷却塔风力发电系统，其特征在于，所述自然通风冷却塔包括：

3.根据权利要求1所述的自然通风冷却塔风力发电系统，其特征在于，所述风力发电设备设有两组，两组所述风力发电设备对称布置于所述自然通风冷却塔的两侧；

4.根据权利要求1所述的自然通风冷却塔风力发电系统，其特征在于，所述风轮设有多个，多个所述风轮均横向布置；

5.根据权利要求4所述的自然通风冷却塔风力发电系统，其特征在于，多个所述风轮的叶片均朝向所述自然通风冷却塔的塔底；或者，多个所述风轮的叶片均朝向所述自然通风冷却塔的塔顶。

6.根据权利要求4所述的自然通风冷却塔风力发电系统，其特征在于，所述发电机舱包括多个变速箱和多个发电机，所述多个发电机均与所述控制设备相连，所述变速箱和发电机均与所述风轮一一对应；

7.根据权利要求1所述的自然通风冷却塔风力发电系统，其特征在于，所述系统还包括风速传感器，所述风速传感器安装于所述塔内出风区域中，所述风速传感器与所述控制设备相连；

8.根据权利要求7所述的自然通风冷却塔风力发电系统，其特征在于，所述控制设备根据所述风速数据确定理论电能下限值，包括：

9.根据权利要求1至8任一项所述的自然通风冷却塔风力发电系统，其特征在于，所述风轮采用玻璃钢材质制成。

10.一种自然通风冷却塔风力发电方法，其特征在于，基于如权利要求1至9任一项所述的自然通风冷却塔风力发电系统，所述方法包括：

技术总结本发明涉及风力发电领域，提供一种自然通风冷却塔风力发电系统及方法，系统包括：自然通风冷却塔、风力发电设备及控制设备；风力发电设备包括风轮、发电机舱及塔架，风轮安装于自然通风冷却塔的塔内出风区域，发电机舱和塔架均安装于自然通风冷却塔的外部；风轮经塔内出风区域中的热气流作用产生转动，发电机舱用于将风轮转动产生的机械能转换为电能；控制设备用于确定发电机舱输出的电能所对应的能量范围，根据能量范围将发电机舱输出的电能发送至目标用电端。本发明提供的方案，通过将风力发电设备合理的安装在自然通风冷却塔上，能利用自然通风冷却塔的塔内出风区域中的热气流产生电能，实现稳定、高效地发电。技术研发人员：吕磊,丁昱,国林,孙明,宋春志,石少波,朱海涛,何栋梁,万海波,崔晓受保护的技术使用者：华能山东发电有限公司白杨河发电厂技术研发日：技术公布日：2024/6/13