CN109404219A - 一种串联式高空发电***及方法 - Google Patents

一种串联式高空发电***及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109404219A
CN109404219A CN201811478241.1A CN201811478241A CN109404219A CN 109404219 A CN109404219 A CN 109404219A CN 201811478241 A CN201811478241 A CN 201811478241A CN 109404219 A CN109404219 A CN 109404219A
Authority
CN
China
Prior art keywords
main shaft
generating set
wind power
power generating
generator
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.)
Pending
Application number
CN201811478241.1A
Other languages
English (en)
Inventor
韩元元
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guizhou Institute of Technology
Original Assignee
Guizhou Institute of Technology
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guizhou Institute of Technology filed Critical Guizhou Institute of Technology
Priority to CN201811478241.1A priority Critical patent/CN109404219A/zh
Publication of CN109404219A publication Critical patent/CN109404219A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

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
    • 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
    • F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
    • 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
    • F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/20—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
    • 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
    • F03D15/00—Transmission of mechanical power
    • F03D15/20—Gearless transmission, i.e. direct-drive
    • 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
    • F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/98—Mounting on supporting structures or systems which is inflatable
    • 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
    • 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
    • Y02E10/728—Onshore wind turbines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

本发明提供一种串联式高空发电***及方法，包括主轴、浮体和风力发电机组，风力发电机组沿主轴的长度方向依次分布固定于主轴上，风力发电机组之间的主轴上还固定有浮体，主轴的一端通过绳索与地面固定桩相连，风力发电机组的电力输出端通过电缆与地面基站相连，用于将所发出的电能输送至地面基站。以解决现有高空发电所存在的上述问题。本发明属于高空发电领域。

Description

一种串联式高空发电***及方法
技术领域
本发明涉及一种高空发电***及方法，属于高峰发电领域。
背景技术
能源和环境是当今人类面临的两大问题.目前，化石燃料是人类生产、生活的主要能源.随着全球能源使用量的增长及不科学使用，化石燃料等不可再生能源将日益枯竭，并对环境产生严重影响.不可再生能源将日趋枯竭.世界各国人民的节能意识也日趋增强，科学家也在开发新能源、研制节能产品、提高化学能的转化效率等方面，做着积极的努力.一方面节约能源，提高能源利用率.二是开发“绿色能源”是解决能源危机的重要途径.例如太阳能、地热能、风能、海洋能、核能以及生物能等存在于自然界中的能源被称作“可再生能源”.其中，高空风力发电更是得到很多国家青睐，如果未来能大规模推广，将会解决目前的资源匮乏问题。
高空风力发电分为两种，一类是利用氦气球等升力作用，将发电机升到半空中，在高空中利用丰富的风能转化为机械能，机械能转化为电能，之后通过电缆传到地面电网。该类技术路线的缺陷主要是发电功率受限制，发电机功率增加，重量一般也会增加，升空难度加大；此外，由于***整体较重，发电机组很难升到千米以上的高度，同时因为发电***位于高空无法实现增压，大功率情况下势必使用大电流输电，所以必须使用直径较粗的导线。这无疑又加大了整个***的重量，从而限制了该类技术路线的公司设备上升高度，气球类技术路径的风电设备升空高度多分布在300至500米的范围内。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种串联式高空发电***及方法，以解决现有高空发电所存在的上述问题。
为解决上述问题，拟采用这样一种串联式高空发电***，包括主轴、浮体和风力发电机组，风力发电机组沿主轴的长度方向依次分布固定于主轴上，风力发电机组之间的主轴上还固定有浮体，主轴的一端通过绳索与地面固定桩相连，风力发电机组的电力输出端通过电缆与地面基站相连，用于将所发出的电能输送至地面基站。
优选地，所述风力发电机组沿主轴的长度方向等间距分布设置，相邻两个风力发电机组之间的主轴上均固定设置有浮体；
优选地，浮体为套设固定于主轴上的漂浮气囊，漂浮气囊内填充有氦气或其他稳定的轻气体，漂浮气囊的内侧可粘贴固定于主轴上，也可采用其他方式固定，如在漂浮气囊两端的主轴上套设固定限位挡片；
优选地，所述风力发电机组包括发电机和叶片，叶片为风力叶片，发电机套设于主轴上，且发电机通过轴承与主轴连接，叶片沿发电机的圆周方向分布设置于发电机的外壁上，连接方式可采用焊接。
优选地，发电机内的主轴上固定有电机发电线圈，电机发电线圈两端的连接端口经电缆与地面基站相连，用于将电机发电线圈产生的电能输送至地面基站，发电机的内壁上固定有电机磁体，风力吹动叶片转动，通过叶片的转动带动发电机绕主轴转动，从而使主轴上的电机发电线圈与发电机内壁上的电机磁体相对转动，即电机发电线圈做切割磁感线运动从而产生电流，产生的电流经电缆传输至地面基站进行后续存储或利用，所述地面基站是一个泛指的概念，可以为用电设备，也可以为电能存储设备，当然，该风力发电机组产生的电能需要经稳压后才能加以利用，稳压方法均为常规手段，在此不做过多敷述。
优选地，所述主轴为空心结构，电缆伸至主轴内并与所述电机发电线圈两端的连接端口相连，进一步优选地，位于电机发电线圈两端的主轴上开设有连接孔，电缆经连接孔伸出并与电机发电线圈两端的连接端口相连。
本发明还提供了一种串联式高空发电方法，取主轴，在主轴上沿长度方向依次分布固定设置风力发电机组，并在风力发电机组之间的主轴上固定浮体，且浮体产生的浮力大于等于主轴、浮体和风力发电机组的重力，以使装置整体漂浮在高空，主轴的一端通过绳索与地面固定桩相连，风力发电机组的电力输出端通过电缆与地面基站相连，用于将所产生的电能输送至地面基站。
与现有技术相比，本发明在同一根主轴上能够根据需要设置多个风力发电机组，即在同一个漂浮装置内，能够根据需要增加风力发电***的发电功率，解决了制约发电机组在高空的这种高空发电***发展的最大障碍。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是主轴、浮体及风力发电机组的结构示意图；
图3是图2中风力发电机组的剖视图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：
参照附图1至3，本实施例提供一种串联式高空发电***，包括主轴1、浮体2和风力发电机组3，风力发电机组3沿主轴1的长度方向依次等间距地分布固定于主轴1上，相邻两个风力发电机组3之间的主轴1上均固定设置有浮体2，浮体2为套设固定于主轴1上的漂浮气囊，漂浮气囊内填充有氦气或其他稳定的轻气体，漂浮气囊的内侧可粘贴固定于主轴1上，也可采用其他方式固定，如在漂浮气囊两端的主轴1上套设固定限位挡片，主轴1的一端通过绳索4与地面固定桩5相连，风力发电机组3的电力输出端通过电缆6与地面基站相连，用于将所发出的电能输送至地面基站。
风力发电机组3包括发电机31和叶片32，叶片32为风力叶片，发电机31套设于主轴1上，且发电机31通过轴承33与主轴1连接，叶片32沿发电机31的圆周方向分布设置于发电机31的外壁上，发电机31内的主轴1上固定有电机发电线圈34，电机发电线圈34两端的连接端口经电缆6与地面基站相连，用于将电机发电线圈34产生的电能输送至地面基站，发电机31的内壁上固定有电机磁体35，风力吹动叶片32转动，通过叶片32的转动带动发电机31绕主轴1转动，从而使主轴1上的电机发电线圈34与发电机31内壁上的电机磁体35相对转动，即电机发电线圈34做切割磁感线运动从而产生电流，产生的电流经电缆6传输至地面基站进行后续存储或利用，所述地面基站是一个泛指的概念，可以为用电设备，也可以为电能存储设备，当然，该风力发电机组3产生的电能需要经稳压后才能加以利用，稳压方法均为常规手段，在此不做过多敷述；主轴1为空心结构，电缆6伸至主轴1内并与所述电机发电线圈34两端的连接端口相连，优选地，位于电机发电线圈34两端的主轴1上开设有连接孔，电缆6经连接孔伸出并与电机发电线圈34两端的连接端口相连。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种串联式高空发电方法，取主轴，在主轴上沿长度方向依次分布固定设置风力发电机组，并在风力发电机组之间的主轴上固定浮体，且浮体产生的浮力大于等于主轴、浮体和风力发电机组的重力，以使装置整体漂浮在高空，主轴的一端通过绳索与地面固定桩相连，风力发电机组的电力输出端通过电缆与地面基站相连，用于将所产生的电能输送至地面基站。
2.一种串联式高空发电***，其特征在于：包括主轴、浮体和风力发电机组，风力发电机组沿主轴的长度方向依次分布固定于主轴上，风力发电机组之间的主轴上还固定有浮体，主轴的一端通过绳索与地面固定桩相连，风力发电机组的电力输出端通过电缆与地面基站相连，用于将所发出的电能输送至地面基站。
3.根据权利要求2所述一种串联式高空发电***，其特征在于：所述风力发电机组沿主轴的长度方向等间距分布设置，相邻两个风力发电机组之间的主轴上均固定设置有浮体。
4.根据权利要求2所述一种串联式高空发电***，其特征在于：浮体为套设固定于主轴上的漂浮气囊，漂浮气囊内填充有氦气。
5.根据权利要求2所述一种串联式高空发电***，其特征在于：所述风力发电机组包括发电机和叶片，发电机套设于主轴上，且发电机通过轴承与主轴连接，叶片沿发电机的圆周方向分布设置于发电机的外壁上。
6.根据权利要求5所述一种串联式高空发电***，其特征在于：发电机内的主轴上固定有电机发电线圈，电机发电线圈两端的连接端口经电缆与地面基站相连，用于将电机发电线圈产生的电能输送至地面基站，发电机的内壁上固定有电机磁体。
7.根据权利要求2所述一种串联式高空发电***，其特征在于：所述主轴为空心结构，电缆伸至主轴内并与所述电机发电线圈两端的连接端口相连。
CN201811478241.1A 2018-12-05 2018-12-05 一种串联式高空发电***及方法 Pending CN109404219A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811478241.1A CN109404219A (zh) 2018-12-05 2018-12-05 一种串联式高空发电***及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811478241.1A CN109404219A (zh) 2018-12-05 2018-12-05 一种串联式高空发电***及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109404219A true CN109404219A (zh) 2019-03-01

Family

ID=65457284

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811478241.1A Pending CN109404219A (zh) 2018-12-05 2018-12-05 一种串联式高空发电***及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109404219A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116826645A (zh) * 2023-08-29 2023-09-29 长春市分子天空能源发展有限公司 高空电力传输装置
CN116886006A (zh) * 2023-09-05 2023-10-13 长春市分子天空能源发展有限公司 悬浮发电***

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2828373Y (zh) * 2005-10-20 2006-10-18 罗卫城 外转子式节能风力发电机
CN101368539A (zh) * 2008-10-13 2009-02-18 丁行 内置发电机的风电机叶轮
CN101397975A (zh) * 2008-07-01 2009-04-01 龚炳新 N层球形空腔涡轮式风力发电机
US20100259050A1 (en) * 2008-05-19 2010-10-14 Moshe Meller Wind turbine electricity generating system
KR101043931B1 (ko) * 2010-11-25 2011-06-29 윙쉽테크놀러지 주식회사 상공 부상형 신재생에너지 발전 장치
CN102562444A (zh) * 2012-03-07 2012-07-11 北京航空航天大学 一种串列式系留球载风力发电装置
EP2491244A2 (en) * 2009-10-22 2012-08-29 Grant Calverley Rotorcraft power-generation, control apparatus and method
US20130307274A1 (en) * 2012-04-26 2013-11-21 Yik Hei Sia Power Generating Windbags and Waterbags
US20140062094A1 (en) * 2012-09-05 2014-03-06 Kwok Fai Chan Tethered airborne wind power generator system
CN107489593A (zh) * 2017-09-22 2017-12-19 薛明刚 一种高空风力发电装置
CN207777075U (zh) * 2018-01-31 2018-08-28 巩帆 一种小型直流多级风能发电机

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2828373Y (zh) * 2005-10-20 2006-10-18 罗卫城 外转子式节能风力发电机
US20100259050A1 (en) * 2008-05-19 2010-10-14 Moshe Meller Wind turbine electricity generating system
CN101397975A (zh) * 2008-07-01 2009-04-01 龚炳新 N层球形空腔涡轮式风力发电机
CN101368539A (zh) * 2008-10-13 2009-02-18 丁行 内置发电机的风电机叶轮
EP2491244A2 (en) * 2009-10-22 2012-08-29 Grant Calverley Rotorcraft power-generation, control apparatus and method
KR101043931B1 (ko) * 2010-11-25 2011-06-29 윙쉽테크놀러지 주식회사 상공 부상형 신재생에너지 발전 장치
CN102562444A (zh) * 2012-03-07 2012-07-11 北京航空航天大学 一种串列式系留球载风力发电装置
US20130307274A1 (en) * 2012-04-26 2013-11-21 Yik Hei Sia Power Generating Windbags and Waterbags
US20140062094A1 (en) * 2012-09-05 2014-03-06 Kwok Fai Chan Tethered airborne wind power generator system
CN107489593A (zh) * 2017-09-22 2017-12-19 薛明刚 一种高空风力发电装置
CN207777075U (zh) * 2018-01-31 2018-08-28 巩帆 一种小型直流多级风能发电机

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李抚立: "转轮串式风筝发电技术", 《现代零部件》 *
李抚立: "转轮串式风筝发电技术", 《现代零部件》, no. 06, 1 June 2008 (2008-06-01) *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116826645A (zh) * 2023-08-29 2023-09-29 长春市分子天空能源发展有限公司 高空电力传输装置
CN116826645B (zh) * 2023-08-29 2023-11-17 长春市分子天空能源发展有限公司 高空电力传输装置
CN116886006A (zh) * 2023-09-05 2023-10-13 长春市分子天空能源发展有限公司 悬浮发电***
CN116886006B (zh) * 2023-09-05 2023-12-15 长春市分子天空能源发展有限公司 悬浮发电***

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201531372U (zh) 一种隧道风力发电装置
CN103835867B (zh) 一种野外便携式水力风力互补发电装置
CN107956645A (zh) 一种风能和波浪能互补发电的海洋浮标
CN102828890B (zh) 一种用于微水头水能开发的水力发电机组
CN109404219A (zh) 一种串联式高空发电***及方法
CN207229300U (zh) 大功率风力发电***
CN210889202U (zh) 一种混合能发电机构
CN104895744A (zh) 一种漂浮式风力发电机
CN103925163A (zh) 一种水力及风力单向轴双转子的发电装置
CN104018993B (zh) 高空风力发电***
CN202811180U (zh) 一种用于微水头水能开发的水力发电机组
CN204716464U (zh) 利用隧道风能的发电装置
CN202417835U (zh) 集成太阳能发电构件的垂直轴风力发电机
CN206221152U (zh) 一种喇叭筒状漂浮体高空风力发电装置
CN208203469U (zh) 一种具有导流功能的风力发电机
CN206600235U (zh) 列车双向风洞多变速恒频发电机
CN109441726A (zh) 一种电机组发散式分布的高空发电装置及方法
CN106499587A (zh) 提高高空风叶发电机工作效率的方法及装置
CN102644552A (zh) 集束风洞发电塔
CN104500346A (zh) 一种组合型马格努斯风力发电机
CN204003278U (zh) 高空风力发电***
CN104279120A (zh) 矩阵式风加速型风力发电机组
CN108343559A (zh) 一种供高层建筑公共用电的空中飘浮式风力发电***
CN203362388U (zh) 矩阵式风加速型风力发电机组
CN211116406U (zh) 一种筒状漂浮体高空风力发电装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190301

RJ01 Rejection of invention patent application after publication