适用于任意风向的横向叶片、发电机组和发电量提升方法与流程

本发明涉及风力发电，尤其涉及一种适用于任意风向的横向叶片、发电机组和发电量提升方法。

背景技术：

1、风是没有公害的能源之一，我国风能资源丰富，可开发利用的风能储量约10亿kw，其中，陆地上风能储量约2.53亿kw(陆地上离地10m高度资料计算)，海上可开发和利用的风能储量约7.5亿kw，共计10亿kw，因此，因地制宜地利用风力发电，非常适合，大有可为。

2、风力发电是把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能的过程；现有的风力发电机组受风速和风向影响较大，当风速较低或者风向发生偏转时，风力发电机组的叶片转速降低，导致发电量减少，降低了发电效率。

3、因此，如何提升风力发电机组的发电效率，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种适用于任意风向的横向叶片，以提升风力发电机组的发电效率。

2、为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

3、一种适用于任意风向的横向叶片，包括：

4、转动轴，转动设置在风电机组的塔架上，所述转动轴的转动轴线与水平面满足垂直条件；

5、叶片组，设置在所述转动轴的外壁，所述叶片组包括至少三个叶片，且多个所述叶片在所述转动轴的周向上均匀分布；

6、监测控制组件，所述监测控制组件包括用于监测风速的风速监测仪、与所述风速监测仪信号连接的中央处理器和与所述中央控制器信号连接的调节机构；

7、其中，所述叶片包括固定于所述转动轴上的固定叶片和与所述固定叶片可动连接的调节叶片，所述固定叶片和所述调节叶片均自所述转动轴的外壁向远离所述转动轴的一侧延伸形成，所述调节叶片至少具有第一状态和第二状态；

8、所述调节叶片在第一状态时，所述叶片具有第一迎风面积，所述调节叶片在第二状态时，所述叶片具有第二迎风面积，所述第一迎风面积小于所述第二迎风面积，所述中央控制器根据所述风速监测仪监测到的风速信息控制调节机构运行，使调节叶片在第一状态和第二状态之间进行切换。

9、可选地，在上述适用于任意风向的横向叶片中，所述调节叶片与所述固定叶片转动连接，所述调节叶片的转动轴线与所述转动轴的外法线方向满足平行条件，所述调节机构用于调节所述调节叶片相对于所述固定叶片的转动角度。

10、可选地，在上述适用于任意风向的横向叶片中，所述调节机构包括伸缩件，所述伸缩件的两端分别与所述固定叶片和所述调节叶片转动连接。

11、可选地，在上述适用于任意风向的横向叶片中，所述调节机构还包括转角定位件，用于将所述调节叶片固定在预设转动角度。

12、可选地，在上述适用于任意风向的横向叶片中，所述转角定位件包括：

13、齿条，设置于所述调节叶片上，且所述齿条的啮合齿位于所述齿条靠近所述固定叶片的一侧；

14、推拉件，设置于所述固定叶片上，且所述推拉件的推拉端与所述齿条连接；

15、套接件，与所述推拉件的推拉端连接，且所述套接件套接在所述齿条的外侧。

16、可选地，在上述适用于任意风向的横向叶片中，所述固定叶片具有相对设置的第一端和第二端，所述调节叶片具有相对设置的第三端和第四端；

17、其中，所述第二端和所述第三端转动连接，所述第一端和所述第四端均设风阻削减部。

18、可选地，在上述适用于任意风向的横向叶片中，所述转动轴包括第一转轴和第二转轴，所述第一转轴和所述第二转轴自上而下可拆卸连接在一起，且所述第二转轴的直径小于第一转轴的直径。

19、可选地，在上述适用于任意风向的横向叶片中，所述第一转轴和所述第二结构均采用分体式多段轴结构，分体式多段轴结构通过连接法兰依次连接在一起。

20、一种发电机组，包括塔架、发电机和如上所述的适用于任意风向的横向叶片，所述适用于任意风向的横向叶片的转动轴转动设置在所述塔架上，所述发电机基于所述适用于任意风向的横向叶片的转动进行发电。

21、一种发电机组的发电量提升方法，应用如上所述的适用于任意风向的横向叶片，中央控制器根据风速监测仪监测到的实时风速控制调节机构运行，所述调节机构控制调节叶片在第一状态和第二状态之间进行切换；

22、其中，所述调节叶片在第一状态时，所述叶片具有第一迎风面积，所述调节叶片在第二状态时，所述叶片具有第二迎风面积，所述第一迎风面积小于所述第二迎风面积。

23、可选地，在上述发电机组的发电量提升方法中，所述调节叶片与所述固定叶片转动连接，所述调节机构通过控制所述调节叶片相对于所述固定叶片的转动角度使所述调节叶片在第一状态和第二状态之间进行切换。

24、使用本发明所提供的适用于任意风向的横向叶片时，通过风速监测仪实时监测风速并将监测到的风速信息转化为电信号传输至中央处理器，中央处理器根据接收到的实时风速控制调节机构运行，当监测到的实时风速小于第一风速阈值时，中央控制器通过调节机构控制调节叶片由第一状态切换至第二状态，叶片的第一迎风面积切换为第二迎风面积，由于第一迎风面积小于所述第二迎风面积，因此，实现了在低风速下增大迎风面积，提高风能捕捉效率，使发电机组的叶片转速提高，从而使发电量增多，发电效率得到提升；当监测到的实时风速高于第二风速阈值时，中央控制器通过调节机构控制调节叶片由第二状态切换至第一状态，叶片的第二迎风面积切换为第一迎风面积，由于第一迎风面积小于所述第二迎风面积，因此，实现了在高风速下减小迎风面积，防止因风速过高使发电机组的叶片转速过高，导致发电机或者叶片等机组设备发生损坏，从而提高了该适用于任意风向的横向叶片的安全性；并且，由于叶片组包括至少三个叶片，且多个叶片在所述转动轴的周向上均匀分布，转动轴的转动轴线与水平面满足垂直条件，因此，三个叶片中的至少一个叶片与风向相对或者与风向倾斜，来自于四面八方的风均可以驱动叶片组转动，使该适用于任意风向的横向叶片不受风向的影响。

25、由此可见，本发明所提供的适用于任意风向的横向叶片具有如下

26、有益效果：

27、(1)在低风速下增大迎风面积，使发电量增多，发电效率得到提升；

28、(2)在高风速下减小迎风面积，防止因风速过大损坏发电机组，减小经济损失；

29、(3)不受风向的影响，各个风向的风均能驱动叶片转动，减少了因风向偏转造成的叶片转速降低现象，有助于提升发电量，提高发电效率。

技术特征：

1.一种适用于任意风向的横向叶片，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的适用于任意风向的横向叶片，其特征在于，所述调节叶片与所述固定叶片转动连接，所述调节叶片的转动轴线与所述转动轴的外法线方向满足平行条件，所述调节机构用于调节所述调节叶片相对于所述固定叶片的转动角度。

3.根据权利要求2所述的适用于任意风向的横向叶片，其特征在于，所述调节机构包括伸缩件，所述伸缩件的两端分别与所述固定叶片和所述调节叶片转动连接。

4.根据权利要求2所述的适用于任意风向的横向叶片，其特征在于，所述调节机构还包括转角定位件，用于将所述调节叶片固定在预设转动角度。

5.根据权利要求4所述的适用于任意风向的横向叶片，其特征在于，所述转角定位件包括：

6.根据权利要求2所述的适用于任意风向的横向叶片，其特征在于，所述固定叶片具有相对设置的第一端和第二端，所述调节叶片具有相对设置的第三端和第四端；

7.根据权利要求1所述的适用于任意风向的横向叶片，其特征在于，所述转动轴包括第一转轴和第二转轴，所述第一转轴和所述第二转轴自上而下可拆卸连接在一起，且所述第二转轴的直径小于第一转轴的直径。

8.根据权利要求1所述的适用于任意风向的横向叶片，其特征在于，所述第一转轴和所述第二转轴均采用分体式多段轴结构，分体式多段轴结构通过连接法兰依次连接在一起。

9.根据权利要求1至8任意一项所述的适用于任意风向的横向叶片，其特征在于，所述叶片和所述转动轴均采用中空结构形式，所述适用于任意风向的横向叶片还包括加热器，所述加热器用于对所述转动轴的内部和所述叶片的内部的气体进行加热。

10.一种发电机组，其特征在于，包括塔架、发电机和如权利要求1至9任意一项所述的适用于任意风向的横向叶片，所述适用于任意风向的横向叶片的转动轴转动设置在所述塔架上，所述发电机基于所述适用于任意风向的横向叶片的转动进行发电。

11.一种发电机组的发电量提升方法，其特征在于，应用如权利要求1至9任意一项所述的适用于任意风向的横向叶片，中央控制器根据风速监测仪监测到的实时风速控制调节机构运行，所述调节机构控制调节叶片在第一状态和第二状态之间进行切换；

12.根据权利要求11所述的发电量提升方法，其特征在于，所述调节叶片与所述固定叶片转动连接，所述调节机构通过控制所述调节叶片相对于所述固定叶片的转动角度使所述调节叶片在第一状态和第二状态之间进行切换。

技术总结本发明公开了一种适用于任意风向的横向叶片、发电机组和发电量提升方法。该适用于任意风向的横向叶片包括转动轴；叶片组，设置在转动轴的外壁，叶片组包括至少三个叶片，且多个叶片在转动轴的周向上均匀分布；监测控制组件，包括用于监测风速的风速监测仪、与风速监测仪信号连接的中央处理器和与中央控制器信号连接的调节机构；其中，叶片包括固定叶片和与固定叶片可动连接的调节叶片，调节叶片至少具有第一状态和第二状态；在第一状态时，叶片具有第一迎风面积，在第二状态时，叶片具有第二迎风面积，第一迎风面积小于第二迎风面积，中央控制器根据风速监测仪监测到的风速信息控制调节机构运行，使调节叶片在第一状态和第二状态之间切换。技术研发人员：徐秀富受保护的技术使用者：霞浦飘然技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18