風(fēng)力儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種風(fēng)力儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，包括：風(fēng)動(dòng)力裝置、運(yùn)動(dòng)機(jī)械能儲(chǔ)存裝置、發(fā)電機(jī)和控制計(jì)算機(jī)，用于實(shí)現(xiàn)風(fēng)力儲(chǔ)能發(fā)電；還包括運(yùn)動(dòng)機(jī)械能儲(chǔ)存單元，所述運(yùn)動(dòng)機(jī)械能儲(chǔ)存單元連接風(fēng)動(dòng)力裝置和發(fā)電機(jī)，進(jìn)而通過(guò)發(fā)電機(jī)發(fā)出平穩(wěn)的電力，擺脫了傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電輸出功率隨風(fēng)力大小變化不穩(wěn)，輸出不能按照電力需求供給的弊端；本發(fā)明通過(guò)機(jī)械能儲(chǔ)能單元，利用物理方法實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能，突破了化學(xué)電池儲(chǔ)能的局限。具有體積小、成本低，對(duì)溫度要求不高，維護(hù)簡(jiǎn)單，使用壽命長(zhǎng)，高效、節(jié)能、環(huán)保的特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】風(fēng)力儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電裝置，尤其涉及一種風(fēng)力儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)能是一種清潔的、儲(chǔ)量極為豐富的可再生能源，它和存在于自然界的礦物質(zhì)燃料能源，如煤、石油、天然氣等不同，它不會(huì)隨著其本身的轉(zhuǎn)化和利用而減少，因此可以說(shuō)是一種取之不盡、用之不竭的能源。而礦物質(zhì)燃料儲(chǔ)量有限，正在日趨減少，況且其帶來(lái)的嚴(yán)重的污染問(wèn)題和溫室效應(yīng)正越來(lái)越困擾著人們。因此風(fēng)力發(fā)電正越來(lái)越引起人們的關(guān)注。
[0003]全球風(fēng)能資源極為豐富，技術(shù)上可以利用的資源總量估計(jì)約53X 106億kWh/年。作為可再生的清潔能源，受到世界各國(guó)的高度重視。近20年來(lái)風(fēng)電技術(shù)有了巨大的進(jìn)步，發(fā)展速度驚人。
[0004]2010年歐洲風(fēng)能協(xié)會(huì)和綠色和平組織簽署了《風(fēng)力12—關(guān)于2020年風(fēng)電達(dá)到世界電力總量的12%的藍(lán)圖》的報(bào)告，“風(fēng)力12%”的藍(lán)圖展示出風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)成為解決世界能源問(wèn)題的不可或缺的重要力量。按照風(fēng)電目前的發(fā)展趨勢(shì)，預(yù)計(jì)2008~2012年期間裝機(jī)容量增長(zhǎng)率為20%，以后到2015年期間為15%，2017~2020年期間為10%。其推算的結(jié)果2010年風(fēng)電裝機(jī)1.98億KW，風(fēng)電電量0.43 X 104億kWh，2020年風(fēng)電裝機(jī)12.45億KW，風(fēng)電電量3.05X104億kWh，占當(dāng)時(shí)世界總電消費(fèi)量25.58X 104億kWh的11.9%。
[0005]世界風(fēng)電發(fā)展有如下特點(diǎn):
[0006](I)風(fēng)電單機(jī)容量不斷擴(kuò)大。風(fēng)電機(jī)組的技術(shù)沿著增大單機(jī)容量、提高轉(zhuǎn)換效率的方向發(fā)展。風(fēng)機(jī)的單機(jī)容量已從600KW發(fā)展到2000~5000KW，如德國(guó)在北海和易北河口已批量安裝了單機(jī)5000KW的風(fēng)機(jī)，丹麥已批量建設(shè)了單機(jī)容量2000~2200KW的風(fēng)機(jī)。新的風(fēng)電機(jī)組葉片設(shè)計(jì)和制造廣泛采用了新技術(shù)和新材料，有效地改善并提高了風(fēng)力發(fā)電總體設(shè)計(jì)能力和水平。另外，可變槳翼和雙饋電機(jī)的采用，使機(jī)組更能適應(yīng)風(fēng)速的變化，大大提高了效率。最近，又發(fā)展了無(wú)齒風(fēng)機(jī)等，進(jìn)一步提高了安全性和效率。
[0007](2)風(fēng)電電價(jià)快速下降。由于新技術(shù)的運(yùn)用，風(fēng)電的電價(jià)呈快速下降趨勢(shì)，且日益接近燃煤發(fā)電的成本。以美國(guó)為例，風(fēng)電機(jī)組的造價(jià)和發(fā)電成本正逐年降低，達(dá)到可與常規(guī)發(fā)電設(shè)備不相上下的水平。有關(guān)專家預(yù)測(cè)，世界風(fēng)力發(fā)電能力每增加一倍，成本就下降15%。
[0008]中國(guó)的風(fēng)能資源十分豐富。根據(jù)全國(guó)900多個(gè)氣象站的觀測(cè)資料進(jìn)行估計(jì)，中國(guó)陸地風(fēng)能資源總儲(chǔ)量約32.26億KW，其中可開發(fā)的風(fēng)能儲(chǔ)量為2.53億KW，而海上的風(fēng)能儲(chǔ)量有7.5億KW，總計(jì)為10億KW。我國(guó)的風(fēng)電開發(fā)起步較晚，大體分為三個(gè)階段。
[0009]第一階段是1986~1990年我國(guó)并網(wǎng)風(fēng)電項(xiàng)目的探索和示范階段。其特點(diǎn)是項(xiàng)目規(guī)模小，單機(jī)容量小，最大單機(jī)200KW，總裝機(jī)容量4.2千KW。
[0010]第二階段是1991~1995年示范項(xiàng)目取得成效并逐步推廣階段。共建5個(gè)風(fēng)電場(chǎng)，安裝風(fēng)機(jī)131臺(tái)，裝機(jī)容量3.3萬(wàn)KW，最大單機(jī)500KW。
[0011]第三階段是1996年后擴(kuò)大建設(shè)規(guī)模階段。其特點(diǎn)是項(xiàng)目規(guī)模和裝機(jī)容量較大，發(fā)展速度較快，平均年新增裝機(jī)容量6.18萬(wàn)KW，最大單機(jī)容量達(dá)到1300KW。
[0012]隨著風(fēng)電技術(shù)的日趨成熟和電力規(guī)模的擴(kuò)大，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率在向大型化方向發(fā)展。風(fēng)力發(fā)電這一朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)必將蓬勃發(fā)展，成為將來(lái)能源供給的支柱產(chǎn)業(yè)！

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明利用風(fēng)能通過(guò)機(jī)械能儲(chǔ)能單元，利用物理方法實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能，突破了化學(xué)電池的局限，提供了一種高效、節(jié)能、環(huán)保的基站用風(fēng)力儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)。
[0014]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決:
[0015]一種風(fēng)力儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，包括:風(fēng)動(dòng)力裝置、運(yùn)動(dòng)機(jī)械能儲(chǔ)存裝置、發(fā)電機(jī)和控制計(jì)算機(jī)，用于實(shí)現(xiàn)風(fēng)力儲(chǔ)能發(fā)電；還包括運(yùn)動(dòng)機(jī)械能儲(chǔ)存單元，所述運(yùn)動(dòng)機(jī)械能儲(chǔ)存單元連接風(fēng)動(dòng)力裝置和發(fā)電機(jī)，進(jìn)而通過(guò)發(fā)電機(jī)發(fā)出平穩(wěn)的電力，擺脫了傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電輸出功率隨風(fēng)力大小變化不穩(wěn)，輸出功率不能按照電力需求供給的弊端；本發(fā)明通過(guò)機(jī)械能儲(chǔ)能單元，利用物理方法實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能，突破了化學(xué)電池儲(chǔ)能的局限。具有體積小、成本低，對(duì)溫度要求不高，維護(hù)簡(jiǎn)單，使用壽命長(zhǎng)，高效、節(jié)能、環(huán)保的特點(diǎn)；所述運(yùn)動(dòng)機(jī)械能儲(chǔ)存單元連接風(fēng)動(dòng)力裝置和發(fā)電機(jī)，進(jìn)而通過(guò)發(fā)電機(jī)連接到電電網(wǎng)，并接受電網(wǎng)調(diào)度，按照電網(wǎng)要求控制發(fā)電功率與時(shí)間；。
[0016]針對(duì)以上技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的運(yùn)動(dòng)機(jī)械能儲(chǔ)存單元，它包括機(jī)座、控制器I和變速箱，還包括主動(dòng)軸，主動(dòng)軸通過(guò)第一離合器與變速箱連接，在主動(dòng)軸上還通過(guò)若干個(gè)第二離合器并聯(lián)安裝有若干個(gè)內(nèi)設(shè)平面蝸卷彈簧的儲(chǔ)能裝置。
[0017]針對(duì)以上技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述儲(chǔ)能裝置包括從動(dòng)軸、平面蝸卷彈簧和儲(chǔ)能筒，以及由I個(gè)太陽(yáng)輪、3個(gè)行星輪、I個(gè)齒圈構(gòu)成的行星齒輪機(jī)構(gòu)；所述太陽(yáng)輪與從動(dòng)軸固接；儲(chǔ)能筒設(shè)置在齒圈外側(cè)并作為行星架支撐3個(gè)行星輪；3個(gè)行星輪的行星軸在進(jìn)入儲(chǔ)能筒內(nèi)的位置上各設(shè)置一根或并聯(lián)多根平面蝸卷彈簧；平面蝸卷彈簧一端與行星軸連接，另一端連接儲(chǔ)能筒；主動(dòng)軸從從動(dòng)軸的內(nèi)部通過(guò)，從動(dòng)軸的一端和主動(dòng)軸通過(guò)第二離合器連接。
[0018]針對(duì)以上技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，在所述每個(gè)儲(chǔ)能裝置上設(shè)置一個(gè)在該儲(chǔ)能裝置儲(chǔ)能到一定量后自動(dòng)連接下一個(gè)儲(chǔ)能裝置使其開始工作的連動(dòng)控制裝置。
[0019]針對(duì)以上技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述連動(dòng)控制裝置包括一個(gè)連動(dòng)齒輪，其外齒與齒圈的外齒嚙合；還包括與連動(dòng)齒輪固定的連動(dòng)軸、限位滑槽、限位螺母，以及在限位滑槽兩端各安裝一個(gè)限位開關(guān)；還包括連動(dòng)控制系統(tǒng)；所述連動(dòng)軸在位于限位滑槽上方的一段為螺紋，限位螺母擰在該螺紋上，且限位螺母的下部卡在限位滑槽內(nèi)。
[0020]針對(duì)以上技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述兩個(gè)限位開關(guān)均為微動(dòng)開關(guān)，其中一個(gè)為儲(chǔ)能限位開關(guān)，另一個(gè)為釋能限位開關(guān)，分別在儲(chǔ)能時(shí)或釋能時(shí)被限位螺母觸動(dòng)后由連動(dòng)控制系統(tǒng)將下一個(gè)儲(chǔ)能裝置的第一離合器和第二離合器合上，同時(shí)將當(dāng)前儲(chǔ)能裝置的第離合器和第二離合器脫開。
[0021]針對(duì)以上技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述風(fēng)動(dòng)力裝置包括葉片和轉(zhuǎn)子，葉片與轉(zhuǎn)子之間機(jī)械連接；風(fēng)動(dòng)力裝置的下方設(shè)有電磁離合器，電磁離合器受控制計(jì)算機(jī)控制。
[0022]針對(duì)以上技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述風(fēng)動(dòng)力裝置上方還設(shè)有避雷針。
[0023]針對(duì)以上技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，風(fēng)動(dòng)力裝置通過(guò)傳動(dòng)帶或齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)所述的主動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0024]針對(duì)以上技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述控制器連接并控制主動(dòng)軸連接到發(fā)電機(jī)或連接到風(fēng)動(dòng)力裝置。
[0025]本發(fā)明通過(guò)機(jī)械能儲(chǔ)能單元，利用物理方法實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能，突破了化學(xué)電池的局限。具有體積小、費(fèi)用低，對(duì)溫度要求不高，維護(hù)簡(jiǎn)單，使用壽命長(zhǎng)，高效、節(jié)能、環(huán)保的特點(diǎn)。并擺脫了傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電輸出功率隨風(fēng)力大小變化不穩(wěn)，輸出功率不能按照電力需求供給的弊端
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖2是本發(fā)明運(yùn)動(dòng)機(jī)械能儲(chǔ)能單元的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖3是本發(fā)明運(yùn)動(dòng)機(jī)械能儲(chǔ)能單元的俯視示意圖；
[0029]圖4是圖2中的A-A剖面圖；
[0030]圖5是圖2中的B-B剖面圖；
[0031]圖6是圖2中的C-C剖視圖；
[0032]圖7是本發(fā)明中儲(chǔ)能裝置的俯視剖視圖；
[0033]圖8是本發(fā)明中儲(chǔ)能裝置的半機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖；
[0034]圖9是本發(fā)明中風(fēng)力儲(chǔ)能發(fā)電結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]其中:1-控制器；2_變速箱；3_第一離合器；4_軸座；6_第二離合器；7_儲(chǔ)能裝置；7a-軸座；7b-齒圈；7c-儲(chǔ)能筒；7d-連動(dòng)軸；7e_限位滑槽；7f-限位螺母；7g-連動(dòng)齒輪；7h-軸座；71-行星輪；7 j-行星軸；7k-太陽(yáng)輪；7m-平面蝸卷彈簧；7n_釋能限位開關(guān)；7p-儲(chǔ)能限位開關(guān)；8-鋼繩；10-主動(dòng)軸；11-剎車器；12-從動(dòng)軸；21_風(fēng)動(dòng)力裝置傳動(dòng)齒輪；22_轉(zhuǎn)子；23_空氣推理軸承；25_風(fēng)動(dòng)力裝置葉片。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0037]—種風(fēng)力儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)。如圖1所示，包括:風(fēng)動(dòng)力裝置、運(yùn)動(dòng)機(jī)械能儲(chǔ)存裝置、發(fā)電機(jī)和控制計(jì)算機(jī)，用于實(shí)現(xiàn)風(fēng)力儲(chǔ)能發(fā)電；還包括運(yùn)動(dòng)機(jī)械能儲(chǔ)存單元，所述運(yùn)動(dòng)機(jī)械能儲(chǔ)存單元連接風(fēng)動(dòng)力裝置和發(fā)電機(jī)，進(jìn)而通過(guò)發(fā)電機(jī)發(fā)出平穩(wěn)的電力，擺脫了傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電輸出功率隨風(fēng)力大小變化不穩(wěn)，輸出不能按照電力需求供給的弊端；本發(fā)明通過(guò)機(jī)械能儲(chǔ)能單元，利用物理方法實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能，突破了化學(xué)電池儲(chǔ)能的局限。具有體積小、成本低，對(duì)溫度要求不高，維護(hù)簡(jiǎn)單，使用壽命長(zhǎng)，高效、節(jié)能、環(huán)保的特點(diǎn)。
[0038]具體工作方式為:首先風(fēng)動(dòng)力裝置將風(fēng)能儲(chǔ)存在運(yùn)動(dòng)機(jī)械能儲(chǔ)能裝置里，在風(fēng)動(dòng)力裝置將風(fēng)能儲(chǔ)存在運(yùn)動(dòng)機(jī)械能儲(chǔ)能裝置里并達(dá)到所能最大儲(chǔ)備能量的80 %以上時(shí)，風(fēng)力依然很大，則在電網(wǎng)調(diào)度指令下由控制計(jì)算機(jī)控制下啟動(dòng)運(yùn)動(dòng)機(jī)械能儲(chǔ)能裝置工作、帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)了邊儲(chǔ)能邊發(fā)電的風(fēng)力儲(chǔ)能發(fā)電。由于發(fā)電機(jī)是由運(yùn)動(dòng)機(jī)械能儲(chǔ)能裝置帶動(dòng)的平穩(wěn)發(fā)電，就克服了由于風(fēng)動(dòng)力裝置直接帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電受風(fēng)力影響發(fā)電不穩(wěn)定、輸出功率不能按照電力需求供給的弊端；在風(fēng)力不足或沒(méi)有風(fēng)時(shí)，如果有電網(wǎng)調(diào)度指令，則由控制計(jì)算機(jī)控制啟動(dòng)運(yùn)動(dòng)機(jī)械能儲(chǔ)能裝置工作、帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)了按照電網(wǎng)要求儲(chǔ)能發(fā)電；[0039]如圖2、圖3所示，所述的運(yùn)動(dòng)機(jī)械能儲(chǔ)能單元15，它包括機(jī)座、控制器I和變速箱2，還包括主動(dòng)軸10，主動(dòng)軸10通過(guò)第一離合器3與變速箱2連接，在主動(dòng)軸10上還通過(guò)若干個(gè)第二離合器6并聯(lián)安裝有若干個(gè)內(nèi)設(shè)平面蝸卷彈簧7m的儲(chǔ)能裝置7。
[0040]如圖7、圖8所示，所述儲(chǔ)能裝置7包括從動(dòng)軸12、平面蝸卷彈簧7m和儲(chǔ)能筒7c，以及由I個(gè)太陽(yáng)輪7k、3個(gè)行星輪71、l個(gè)齒圈7b構(gòu)成的行星齒輪機(jī)構(gòu)；所述太陽(yáng)輪7k與從動(dòng)軸12固接；儲(chǔ)能筒7c設(shè)置在齒圈7b外側(cè)并作為行星架支撐3個(gè)行星輪7i ；3個(gè)行星輪7i的行星軸7j在進(jìn)入儲(chǔ)能筒7c內(nèi)的位置上各設(shè)置一根或并聯(lián)多根平面蝸卷彈簧7m ；平面蝸卷彈簧7m —端與行星軸7j連接，另一端連接儲(chǔ)能筒7c ;主動(dòng)軸10從從動(dòng)軸12的內(nèi)部通過(guò)，從動(dòng)軸12的一端和主動(dòng)軸10通過(guò)第二離合器6連接。為簡(jiǎn)化圖形，圖8中只畫出了儲(chǔ)能裝置7中機(jī)構(gòu)的一半。
[0041]本發(fā)明中所有第一離合器3、第二離合器6均為摩擦式電磁離合器，選擇該種離合器可以在主動(dòng)軸10轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)離合。
[0042]如圖7所示，在從動(dòng)軸12上靠近儲(chǔ)能筒7c處裝剎車器11，以在從動(dòng)軸12與第二離合器6脫開后對(duì)從動(dòng)軸12進(jìn)行制動(dòng)，剎車器11的輪毅則與儲(chǔ)能筒7c固定。
[0043]在所述每個(gè)儲(chǔ)能裝置7上設(shè)置一個(gè)在該儲(chǔ)能裝置7儲(chǔ)能到一定量后自動(dòng)連接下一個(gè)儲(chǔ)能裝置7使其開始工作的連動(dòng)控制裝置。連動(dòng)控制裝置對(duì)具體某個(gè)儲(chǔ)能裝置的選用進(jìn)行控制，保證只有一組儲(chǔ)能裝置7與主動(dòng)軸10連接。
[0044]如圖6、圖7、圖8所示，所述連動(dòng)控制裝置包括一個(gè)連動(dòng)齒輪7g，其外齒與齒圈7b的外齒嚙合；還包括與連動(dòng)齒輪7g固定的連動(dòng)軸7d、限位滑槽7e、限位螺母7f，以及在限位滑槽7e兩端各安裝一個(gè)限位開關(guān)；還包括連動(dòng)控制系統(tǒng)；所述連動(dòng)軸7d在位于限位滑槽7e上方的一段為螺紋，限位螺母7f擰在該螺紋上，且限位螺母7f的下部卡在限位滑槽7e內(nèi)。
[0045]兩個(gè)限位開關(guān)均為微動(dòng)開關(guān)，一旦限位螺母7f在限位滑槽7e內(nèi)移動(dòng)到某個(gè)限位開關(guān)并觸動(dòng)它，便可啟動(dòng)連動(dòng)控制系統(tǒng)。如圖6中所示，限位開關(guān)一個(gè)為儲(chǔ)能限位開關(guān)7p一個(gè)為釋能限位開關(guān)7n，分別在儲(chǔ)能時(shí)或釋能時(shí)被限位螺母7f觸動(dòng)后由連動(dòng)控制系統(tǒng)將下一個(gè)上作的儲(chǔ)能裝置的離合器合上，同時(shí)將當(dāng)前儲(chǔ)能裝置的離合器脫開。
[0046]如圖3、5、7所示，主動(dòng)軸10和各儲(chǔ)能裝置7內(nèi)的從動(dòng)軸12及連動(dòng)軸7d兩端均通過(guò)軸座4、軸座7a、軸座7h固定在機(jī)座上，儲(chǔ)能裝置7的儲(chǔ)能筒7c也與機(jī)座固定，圖中為使機(jī)構(gòu)表達(dá)清楚，未畫出機(jī)座。
[0047]所述風(fēng)動(dòng)力裝置包括葉片21和轉(zhuǎn)子22，葉片21與轉(zhuǎn)子22之間機(jī)械連接；風(fēng)動(dòng)力裝置的下方設(shè)有電磁離合器23，電磁離合器23連接風(fēng)動(dòng)力裝置。
[0048]所述控制器I通過(guò)天線控制電磁離合器23合上或脫開，主動(dòng)軸10通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接到風(fēng)動(dòng)力裝置的轉(zhuǎn)子。主動(dòng)軸10還連接發(fā)電機(jī)。便于控制運(yùn)動(dòng)機(jī)械能儲(chǔ)能單元15的儲(chǔ)能、釋能或關(guān)閉。
[0049]本系統(tǒng)工作的工作原理如下:
[0050]當(dāng)電網(wǎng)供電充足時(shí)，基站由電網(wǎng)供電，控制器I通過(guò)天線控制電磁離合器合23合上，運(yùn)動(dòng)機(jī)械能儲(chǔ)存單元連接到風(fēng)動(dòng)力裝置。風(fēng)動(dòng)力裝置的葉片21受到風(fēng)力作用轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)子22轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子22通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，如皮帶或齒輪傳動(dòng)，帶動(dòng)主動(dòng)軸10轉(zhuǎn)動(dòng)。主動(dòng)軸10與變速箱2連接的第一離合器3脫開。初始階段，控制主動(dòng)軸10上與第一個(gè)儲(chǔ)能裝置7的從動(dòng)軸12連接的第二離合器6合上，該儲(chǔ)能裝置7的從動(dòng)軸12就能和主動(dòng)軸10同步轉(zhuǎn)動(dòng)，太陽(yáng)輪7k也同步轉(zhuǎn)動(dòng)如順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),而行星輪7i則逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),如圖5所示的3組平面蝸卷彈簧7m由于與行星輪7i為同軸(行星軸7j)轉(zhuǎn)動(dòng)，即逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，其為擰緊過(guò)程便實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能目的。當(dāng)行星齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)行時(shí)，齒圈7b使連動(dòng)齒輪7g跟著逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，連動(dòng)軸7d轉(zhuǎn)動(dòng)后，其上的限位螺母7f在限位滑槽7e內(nèi)向右移動(dòng)。當(dāng)限位螺母7f移動(dòng)到圖5中虛線位置，并進(jìn)一步觸動(dòng)儲(chǔ)能限位開關(guān)7p后，說(shuō)明平面蝸卷彈簧7m已擰緊到一定程度即儲(chǔ)存一定能量，連動(dòng)控制系統(tǒng)則立即控制第二個(gè)儲(chǔ)能裝置的離合器合上開始儲(chǔ)能，同時(shí)將第一個(gè)儲(chǔ)能裝置的離合器脫開不再儲(chǔ)能，并控制剎車器11夾緊從動(dòng)軸12，使其不會(huì)反向轉(zhuǎn)動(dòng)將平面蝸卷彈簧7m剛儲(chǔ)存的能量釋放。依此過(guò)程，當(dāng)?shù)诙€(gè)儲(chǔ)能裝置儲(chǔ)存到定能量后，再自動(dòng)連接下個(gè)儲(chǔ)能裝置進(jìn)行儲(chǔ)能。
[0051]當(dāng)電網(wǎng)斷電或電力不足時(shí)，控制器I控制運(yùn)動(dòng)機(jī)械能儲(chǔ)存單元連接到發(fā)電機(jī)，利用運(yùn)動(dòng)機(jī)械能儲(chǔ)存釋放裝置儲(chǔ)存的能量帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。控制器I將主動(dòng)軸10上與變速箱2連接的第一離合器3合上，變速箱2變速，再驅(qū)動(dòng)主動(dòng)軸10逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。初始階段，將主動(dòng)軸10與儲(chǔ)能時(shí)使用的最后一個(gè)儲(chǔ)能裝置的從動(dòng)軸連接的離合器合上，井控制剎車器11放松從動(dòng)軸12使其可以轉(zhuǎn)動(dòng)，該儲(chǔ)能裝置的從動(dòng)軸12就能和主動(dòng)軸10同步轉(zhuǎn)動(dòng)，太陽(yáng)輪7k也同步轉(zhuǎn)動(dòng)即逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),如圖4所示,而行星輪7i則順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),3組平面蝸卷彈簧7m同行星輪7i —樣逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，其放松過(guò)程便實(shí)現(xiàn)釋能目的。當(dāng)行星齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)行時(shí)，此時(shí)齒圈7b使連動(dòng)齒輪7g跟著順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，連動(dòng)軸7d轉(zhuǎn)動(dòng)后，其上的限位螺母7f在限位滑槽7e內(nèi)向左移動(dòng)。當(dāng)限位螺母7f從圖5中虛線位置再次回到初始位置，并進(jìn)一步觸動(dòng)釋能限位開關(guān)7n后，說(shuō)明平面蝸卷彈簧7m已放松到一定程度即釋放一定能量，連動(dòng)控制系統(tǒng)則立即控制下一個(gè)將工作的儲(chǔ)能裝置的離合器合上開始釋能，同時(shí)將當(dāng)前儲(chǔ)能裝置的離合器脫開不再釋能。依此過(guò)程，當(dāng)?shù)诙€(gè)儲(chǔ)能裝置釋放一定能量后，再自動(dòng)連接下一個(gè)儲(chǔ)能裝置進(jìn)行釋能，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電。
[0052]本發(fā)明通過(guò)機(jī)械能儲(chǔ)能單元，利用物理方法實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能，突破了化學(xué)電池的局限。具有體積小、費(fèi)用低，對(duì)溫度要求不高，維護(hù)簡(jiǎn)單，使用壽命長(zhǎng)，高效、節(jié)能、環(huán)保的特點(diǎn)。并克服了傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電輸出功率隨風(fēng)力大小變化不穩(wěn)，輸出不能按照電力需求供給的弊端。
[0053]以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種風(fēng)力儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，例如附圖中所給出的只是本實(shí)施例的一種情況。綜上所述，本說(shuō)明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)力儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，包括: 發(fā)電機(jī)；以及控制計(jì)算機(jī)，用于監(jiān)測(cè)和控制風(fēng)動(dòng)力裝置的實(shí)時(shí)狀態(tài)，控制運(yùn)動(dòng)機(jī)械能儲(chǔ)存裝置進(jìn)行風(fēng)力儲(chǔ)能和儲(chǔ)能發(fā)電，接受電網(wǎng)調(diào)峰指令，控制發(fā)電的功率和時(shí)間； 其特征在于，還包括風(fēng)動(dòng)力裝置和運(yùn)動(dòng)機(jī)械能儲(chǔ)存單元，所述運(yùn)動(dòng)機(jī)械能儲(chǔ)存單元連接風(fēng)動(dòng)力裝置和發(fā)電機(jī)，進(jìn)而通過(guò)發(fā)電機(jī)連接電網(wǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述的運(yùn)動(dòng)機(jī)械能儲(chǔ)存單元，它包括機(jī)座、控制器和變速箱，還包括主動(dòng)軸，主動(dòng)軸通過(guò)第一離合器與變速箱連接，在主動(dòng)軸上還通過(guò)若干個(gè)第二離合器并聯(lián)安裝有若干個(gè)內(nèi)設(shè)平面蝸卷彈簧的儲(chǔ)能裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)力儲(chǔ)能發(fā)系統(tǒng)，其特征在于:所述儲(chǔ)能裝置包括從動(dòng)軸、平面蝸卷彈簧和儲(chǔ)能筒，以及由I個(gè)太陽(yáng)輪、3個(gè)行星輪、I個(gè)齒圈構(gòu)成的行星齒輪機(jī)構(gòu)；所述太陽(yáng)輪與從動(dòng)軸固接；儲(chǔ)能筒設(shè)置在齒圈外側(cè)并作為行星架支撐3個(gè)行星輪；3個(gè)行星輪的行星軸在進(jìn)入儲(chǔ)能筒內(nèi)的位置上各設(shè)置一根或并聯(lián)多根平面蝸卷彈簧；平面蝸卷彈簧一端與行星軸連接，另一端連接儲(chǔ)能筒；主動(dòng)軸從從動(dòng)軸的內(nèi)部通過(guò)，從動(dòng)軸的一端和主動(dòng)軸通過(guò)第二離合器連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的風(fēng)力儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:在所述每個(gè)儲(chǔ)能裝置上設(shè)置一個(gè)在該儲(chǔ)能裝置儲(chǔ)能到一定量后自動(dòng)連接下一個(gè)儲(chǔ)能裝置使其開始工作的連動(dòng)控制裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)力儲(chǔ)能發(fā)系統(tǒng)，其特征在于:所述連動(dòng)控制裝置包括一個(gè)連動(dòng)齒輪，其外齒與齒圈的外齒嚙合；還包括與連動(dòng)齒輪固定的連動(dòng)軸、限位滑槽、限位螺母，以及在限位滑槽兩端各安裝一個(gè)限位開關(guān)；還包括連動(dòng)控制系統(tǒng)；所述連動(dòng)軸在位于限位滑槽上方的一段為螺紋，限位螺母擰在該螺紋上，且限位螺母的下部卡在限位滑槽內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的風(fēng)力儲(chǔ)能發(fā)系統(tǒng)，其特征在于:所述兩個(gè)限位開關(guān)均為微動(dòng)開關(guān)，其中一個(gè)為儲(chǔ)能限位開關(guān)，另一個(gè)為釋能限位開關(guān)，分別在儲(chǔ)能時(shí)或釋能時(shí)被限位螺母觸動(dòng)后由連動(dòng)控制系統(tǒng)將下一個(gè)儲(chǔ)能裝置的第一離合器和第二離合器合上，同時(shí)將當(dāng)前儲(chǔ)能裝置的第離合器和第二離合器脫開。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力儲(chǔ)能發(fā)系統(tǒng)，其特征在于:所述風(fēng)動(dòng)力裝置包括葉片和轉(zhuǎn)子，葉片與轉(zhuǎn)子之間機(jī)械連接；風(fēng)動(dòng)力裝置的下方設(shè)有電磁離合器，電磁離合器連接控制計(jì)算機(jī)，由控制計(jì)算機(jī)控制電磁離合器儲(chǔ)能與發(fā)電。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或3或5所述的風(fēng)力儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:風(fēng)動(dòng)力裝置通過(guò)傳動(dòng)帶或齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)所述的主動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】F03D9/02GK103498761SQ201310491604
【公開日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月17日
【發(fā)明者】李同強(qiáng) 申請(qǐng)人:浙江工商大學(xué)