專(zhuān)利名稱(chēng)：垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及垂直軸風(fēng)カ發(fā)電領(lǐng)域，尤其是具備并/離網(wǎng)發(fā)電的大型垂直軸風(fēng)カ發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
人們的生活和工作離不開(kāi)電，沒(méi)有了電的世界是無(wú)法想象的，人們的生活沒(méi)有了電將是無(wú)趣乏味的，人們的生產(chǎn)沒(méi)有了電將會(huì)停滯，會(huì)直接導(dǎo)致整個(gè)社會(huì)生產(chǎn)カ崩潰。電能如此的重要，目前世界各國(guó)都相當(dāng)?shù)闹匾曤娔艿拈_(kāi)發(fā)，比較常用的發(fā)電設(shè)備有風(fēng)カ發(fā)電、水 カ發(fā)電、火力發(fā)電以及核能發(fā)電，火力發(fā)電和核能發(fā)電存在重大污染，不符合人類(lèi)發(fā)展的需求，目前正逐漸被人類(lèi)所放棄；而水力發(fā)電的資源小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了人類(lèi)對(duì)電量的需求；因此清潔環(huán)保、資源豐富的風(fēng)カ發(fā)電將成為今后人類(lèi)主要開(kāi)發(fā)的方向。目前采用并網(wǎng)發(fā)電的大型垂直軸風(fēng)カ發(fā)電機(jī)還存在很多問(wèn)題，而這些難題都是由于自然風(fēng)存在許多的不穩(wěn)定性所引起的。在低風(fēng)速時(shí)，大型的垂直軸風(fēng)カ發(fā)電 機(jī)難以啟動(dòng)， 或者根本無(wú)法啟動(dòng)，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)白白浪費(fèi)了資源；在正常風(fēng)速時(shí)，大型的垂直軸風(fēng)カ發(fā)電機(jī)雖然能夠啟動(dòng)并工作，但是發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率不高，往往是沒(méi)有達(dá)到滿發(fā)的狀態(tài)；在超大風(fēng)時(shí)，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速明顯加快，甚至超過(guò)了發(fā)電機(jī)本身的額定功率，這時(shí)候的發(fā)電機(jī)處于危險(xiǎn)狀態(tài)，發(fā)電機(jī)部件有可能會(huì)被損壞，而超高的功率輸出同時(shí)也存在一定的危險(xiǎn)。另外，因?yàn)樽匀伙L(fēng)會(huì)無(wú)時(shí)無(wú)刻的存在小風(fēng)、低風(fēng)速或者高風(fēng)速，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率極其不穩(wěn)定，接入電網(wǎng)時(shí)會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成沖擊。我國(guó)目前的供電系統(tǒng)是變電站將發(fā)電設(shè)備發(fā)出來(lái)的電供應(yīng)到各個(gè)片區(qū)的配電站， 再由配電站向該區(qū)域的居民和エ廠供電，對(duì)于偏遠(yuǎn)的地區(qū)來(lái)說(shuō)，這種并網(wǎng)供電的方式存在造價(jià)成本高，維修難等諸多問(wèn)題，因此造成偏遠(yuǎn)地區(qū)供電難的問(wèn)題，目前也是各級(jí)政府亟須解決的問(wèn)題，離網(wǎng)發(fā)電無(wú)疑是決絕該問(wèn)題的最好的途徑，而如何利用風(fēng)カ發(fā)電解決該問(wèn)題成為了人們研發(fā)的方向。無(wú)論是并網(wǎng)還是離網(wǎng)的風(fēng)カ發(fā)電，在白天，人們的生產(chǎn)活動(dòng)用電需求比較大，變電站的供電十分緊張，有時(shí)候甚至需要實(shí)行區(qū)域分開(kāi)用電來(lái)解決用電緊缺的問(wèn)題；而到了夜晚，人們的生產(chǎn)活動(dòng)用電需求比較小，此時(shí)變電站的供電是富余，這些富余的電能無(wú)法投入到人們的生產(chǎn)生活中而最后導(dǎo)致浪費(fèi)，如何將該部分浪費(fèi)的電能再利用也是更好解決風(fēng)カ 發(fā)電機(jī)并網(wǎng)或離網(wǎng)發(fā)電存在的其他問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決技術(shù)問(wèn)題是提供ー種垂直軸風(fēng)カ發(fā)電機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，并網(wǎng)發(fā)電時(shí)，使其發(fā)電功率對(duì)電網(wǎng)不會(huì)造成沖擊；能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化其他形式的能量進(jìn)行儲(chǔ)存，然后再轉(zhuǎn)換為電能，一定程度上解決了電能浪費(fèi)的問(wèn)題，同時(shí)也決絕了大型垂直軸風(fēng)カ發(fā)電機(jī)離網(wǎng)發(fā)電的問(wèn)題。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是包括儲(chǔ)能系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)，所述發(fā)電系統(tǒng)包括中心塔柱、設(shè)置在中心塔柱上ー個(gè)以上的發(fā)電單元，所述發(fā)電単元包括與所述中心塔柱樞接的の形的風(fēng)輪、套在中心塔柱上的主齒輪、兩個(gè)以上的發(fā)電機(jī)、用于安裝發(fā)電機(jī)的安裝平臺(tái)；所述主齒輪設(shè)置在所述風(fēng)輪下方且與所述風(fēng)輪連接；所述主齒輪分別通過(guò)ー套齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)與所述發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸聯(lián)接；所述儲(chǔ)能系統(tǒng)包括高壓氣體發(fā)生裝置、蓄水裝置和水輪機(jī)，所述高壓氣體發(fā)生裝置包括至少ー個(gè)高壓儲(chǔ)氣罐和與其配合的空氣壓縮機(jī)，所述蓄水裝置包括至少ー個(gè)水箱；所述空氣壓縮機(jī)通過(guò)進(jìn)氣管道與所述高壓儲(chǔ)氣罐連通，所述高壓儲(chǔ)氣罐通過(guò)出氣管道與所述水箱連通；所述水輪機(jī)設(shè)置在靠近地面的發(fā)電單元下方，水輪機(jī)包括環(huán)抱所述中心塔柱的葉輪和包裹葉輪的殼體，所述殼體上設(shè)有進(jìn)水口和出水ロ，所述水箱通過(guò)出水管道與所述水輪機(jī)進(jìn)水口連接，所述水輪機(jī)的葉輪與靠近地面的發(fā)電單元的主齒輪連接；所述發(fā)電系統(tǒng)通過(guò)電纜向所述空氣壓縮機(jī)供電。作為改進(jìn)，所述風(fēng)輪上端設(shè)有第一軸承，所述第一軸承的內(nèi)圈固定套在所述中心塔柱上，所述第一軸承的外圈與所述風(fēng)輪上端固定連接；所述風(fēng)輪下端設(shè)有第二軸承，所述第二軸承的內(nèi)圈固定套在所述中心塔柱上，所述第二軸承的外圈與所述風(fēng)輪下端和主齒輪固定連接，所述風(fēng)輪通過(guò)第一軸承和第二軸承與所述中心塔柱樞接。作為改進(jìn)，所述主齒輪與所述風(fēng)輪之間設(shè)有聯(lián)軸器和剎車(chē)裝置，所述聯(lián)軸器上端與所述風(fēng)輪下端連接，聯(lián)軸器下端與主齒輪連接；所述剎車(chē)裝置包括設(shè)于所述聯(lián)軸器上的環(huán)形剎車(chē)盤(pán)和固定在所述塔柱上的ー個(gè)以上的制動(dòng)裝置，所述制動(dòng)裝置包括制動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)制動(dòng)器的動(dòng)カ源，所述制動(dòng)器與所述剎車(chē)盤(pán)配合。作為改進(jìn)，所述中心塔柱為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，所述中心塔柱的中心設(shè)有從底部直通頂部的通道，所述安裝平臺(tái)環(huán)抱所述中心塔柱，所述安裝平臺(tái)與所述中心塔柱一體灌漿成型，所述安裝平臺(tái)上設(shè)有安裝螺孔，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)通過(guò)螺栓固定在所述安裝平臺(tái)上。作為改進(jìn)，所述蓄水裝置包括兩個(gè)水箱，所述水輪機(jī)出水ロ通過(guò)回水管道與所述水箱連通。作為改進(jìn)，所述高壓氣體發(fā)生裝置包括兩個(gè)高壓儲(chǔ)氣罐和兩個(gè)空氣壓縮機(jī)，兩個(gè)所述高壓儲(chǔ)氣罐分別為第一高壓儲(chǔ)氣罐、第二高壓儲(chǔ)氣罐，兩個(gè)所述空氣壓縮機(jī)分別為第一空氣壓縮機(jī)、第二空氣壓縮機(jī)，所述第二空氣壓縮機(jī)通過(guò)第一氣管與所述第一高壓儲(chǔ)氣罐連通；所述第一空氣壓縮機(jī)通過(guò)第二氣管與所述出氣管道連通。作為改進(jìn)，所述進(jìn)氣管道、出氣管道、第一氣管、第二氣管、出水管道及回水管道上均設(shè)有閥門(mén)，所述出水管道上設(shè)有增壓設(shè)備。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比所帯來(lái)的有益效果是I)能夠在低風(fēng)速風(fēng)輪難以啟動(dòng)發(fā)電機(jī)時(shí)，水輪機(jī)可作為輔助啟動(dòng)，在風(fēng)輪和水輪機(jī)共同帶動(dòng)下，發(fā)電機(jī)可以做到輕松啟動(dòng)；2)發(fā)電機(jī)在正常運(yùn)行狀態(tài)下，通過(guò)水輪機(jī)推動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，從而拖動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子增速，使發(fā)電機(jī)達(dá)到滿發(fā)功率狀態(tài)；3)在超大風(fēng)速時(shí)，使水輪機(jī)反方向旋轉(zhuǎn)，從而抑制發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子速度的增加，使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子恢復(fù)到額定轉(zhuǎn)速狀態(tài)，使其發(fā)電功率對(duì)電網(wǎng)不會(huì)造成沖擊；4)儲(chǔ)能系統(tǒng)與發(fā)電系統(tǒng)相互配合，能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化其他形式的能量進(jìn)行儲(chǔ)存，然后再轉(zhuǎn)換為電能，一定程度上解決了電能浪費(fèi)的問(wèn)題，同時(shí)也決絕了大型垂直軸風(fēng)カ發(fā)電機(jī)離網(wǎng)發(fā)電的問(wèn)題。
圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的A處放大圖。圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例2發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為安裝平臺(tái)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為剎車(chē)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為鼠籠結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例1儲(chǔ)能系統(tǒng)管路圖。圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例2儲(chǔ)能系統(tǒng)管路圖。圖9為實(shí)施例2儲(chǔ)能系統(tǒng)中水箱的首I]視圖。圖10為實(shí)施例3儲(chǔ)能系統(tǒng)管路圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例1 一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，包括儲(chǔ)能系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)。如圖1、2所示，所述儲(chǔ)能系統(tǒng)包括中心塔柱24、設(shè)置在中心塔柱24上的一個(gè)以上 的發(fā)電單元，本實(shí)施例中，所述中心塔柱24上設(shè)有一個(gè)發(fā)電單元，且該發(fā)電單元靠近地面。 所述發(fā)電單元包括風(fēng)輪17、主齒輪18、兩個(gè)以上的發(fā)電機(jī)20和用于安裝所述發(fā)電機(jī)20的 安裝平臺(tái)23。本實(shí)施例中，在主齒輪18周邊對(duì)稱(chēng)設(shè)有兩個(gè)發(fā)電機(jī)20 ;所述風(fēng)輪17為O形 風(fēng)輪，所述風(fēng)輪17由兩片對(duì)稱(chēng)設(shè)置的葉片組成。所述中心塔柱24上對(duì)應(yīng)風(fēng)輪17上端位置 設(shè)有第一軸承16，中心塔柱24上對(duì)應(yīng)風(fēng)輪17下端位置設(shè)有第二軸承19。葉片上端通過(guò)第 一連接法蘭27與第一軸承16的外圈連接；葉片下端依次通過(guò)第二連接法蘭28、聯(lián)軸器29、 第三連接法蘭(未標(biāo)示)、主齒輪18后與第二軸承19的外圈連接。其中本實(shí)施例的第一、二 軸承16、19為雙排球轉(zhuǎn)盤(pán)軸承，且該軸承為現(xiàn)有技術(shù)，在這里不再詳細(xì)描述，本領(lǐng)域技術(shù)人 員應(yīng)當(dāng)知曉其結(jié)構(gòu)和工作原理。所述風(fēng)輪17通過(guò)第一軸承16和第二軸承19與所述中心 塔柱24樞接，且風(fēng)輪17與所述主齒輪18具有同步轉(zhuǎn)速。所述主齒輪18分別通過(guò)一套齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)與所述發(fā)電機(jī)20的轉(zhuǎn)軸連接，本實(shí)施 例中，所述齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)為一錐齒輪22，主齒輪18與所述錐齒輪22嚙合，且所述錐齒輪22 套在水平放置的發(fā)電機(jī)20的轉(zhuǎn)軸上，因此，風(fēng)輪17通過(guò)主齒輪18和錐齒輪22與所述發(fā)電 機(jī)20的轉(zhuǎn)軸聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)由風(fēng)輪17的垂直旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變成發(fā)電機(jī)20的水平旋轉(zhuǎn)，對(duì)于垂直軸風(fēng) 力發(fā)電機(jī)來(lái)說(shuō)，發(fā)電機(jī)20的安裝更簡(jiǎn)單方便了。如圖6所示，所述第一軸承16與第二軸承19之間設(shè)有兩根以上均勻分布在同一 圓周上的連接管26，連接管26上端通過(guò)第一連接法蘭27與第一軸承16的外圈固定連接， 連接管26的下端與第二連接法蘭28連接，第一軸承16的外圈通過(guò)所述連接管26與所述 第二軸承19的外圈聯(lián)動(dòng)同步。所述第一連接法蘭27、連接管26和第二連接法蘭28的分布 構(gòu)成一個(gè)鼠籠41結(jié)構(gòu)，由于葉片上端的風(fēng)速與下端的風(fēng)速往往不一樣，上端的風(fēng)速一般比 下端的風(fēng)速大，從而會(huì)造成葉片在旋轉(zhuǎn)時(shí)上端的速度比下端的速度快，但是由于葉片是一個(gè)整個(gè)結(jié)構(gòu)，葉片的上端和下端必須具有同步的轉(zhuǎn)速，這樣ー來(lái)葉片有可能會(huì)發(fā)生扭曲，從而破壞葉片的最佳迎風(fēng)面積，降低葉片對(duì)的風(fēng)能的利用率。鼠籠41的設(shè)計(jì)正是為了傳遞葉片上端的カ矩到葉片下端，使葉片在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，盡可能的降低葉片的扭曲程度。所述主齒輪18與錐齒輪22之間設(shè)有控制齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)與主齒輪18連接的離合器(未標(biāo)示)，所述風(fēng)輪17及發(fā)電機(jī)20的轉(zhuǎn)軸上設(shè)有速度傳感器(未標(biāo)示)，所述速度傳感器與所述離合器電連接。當(dāng)速度傳感器檢測(cè)到風(fēng)輪17或發(fā)電機(jī)20的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速超過(guò)預(yù)設(shè)值時(shí)， 發(fā)送信號(hào)至離合器，使離合器斷開(kāi)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)與主齒輪18的連接；當(dāng)速度傳感器檢測(cè)到風(fēng)輪17轉(zhuǎn)速回到預(yù)設(shè)值內(nèi)時(shí)，發(fā)送信號(hào)至離合器，使離合器重新連接齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)與主齒輪18。如圖4所示，所述中心塔柱24為中空的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，所述安裝平臺(tái)23環(huán)抱所述中心塔柱24，所述安裝平臺(tái)23與所述中心塔柱24 —體灌漿成型。所述安裝平臺(tái)23內(nèi)部設(shè)有エ字鋼，所述エ字鋼水平設(shè)置且貫穿所述中心塔柱24，相互垂直交錯(cuò)形成網(wǎng)格狀分布， 且中心塔柱24內(nèi)的建筑構(gòu)造用鋼筋30延伸至所述安裝平臺(tái)23內(nèi)。所述安裝平臺(tái)23上設(shè)有安裝螺孔，發(fā)電機(jī)20、控制柜25等發(fā)電設(shè)備通過(guò)螺栓固定在所述安裝平臺(tái)23上。所述安裝平臺(tái)23上設(shè)有防護(hù)罩21，所述防護(hù)罩21環(huán)繞所述安裝平臺(tái)23，所述防護(hù)罩21上設(shè)有門(mén)窗形成防風(fēng)雨的房屋，所述發(fā)電機(jī)20設(shè)于所述房屋內(nèi)，用于保護(hù)發(fā)電機(jī)20、控制柜25、齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)等發(fā)電設(shè)備免受外界環(huán)境影響，確認(rèn)其運(yùn)行在安全的環(huán)境，能夠增加發(fā)電設(shè)備的使用壽命。所述相鄰兩個(gè)安裝平臺(tái)23之間的距離用于安裝發(fā)電單元的風(fēng)輪17。為了以后的維修方便，中心塔柱24上可以設(shè)置維修ロ通往中心塔柱24內(nèi)的通道31，維修人員就可以通過(guò)維修ロ進(jìn)入到中心塔柱24的通道31內(nèi)，在通道31內(nèi)設(shè)置吊籠，維修人員通過(guò)吊籠到達(dá)中心塔柱24的不同高度，對(duì)具有多層發(fā)電單元的垂直軸風(fēng)カ發(fā)電機(jī)20來(lái)說(shuō)是十分方便的；另外上層的發(fā)電單元的電纜線還可以通過(guò)該通道31進(jìn)行布線。如圖5所示，所述聯(lián)軸器29為彈性聯(lián)軸器29，聯(lián)軸器29上端通過(guò)第二連接法蘭28 與風(fēng)輪17下端連接，聯(lián)軸器29下端通過(guò)第三連接法蘭與主齒輪18連接，主齒輪18固定在第二軸承19的外圈上，從而使風(fēng)輪17、聯(lián)軸器29、主齒輪18能夠同歩。所述聯(lián)軸器29內(nèi)設(shè)有剎車(chē)裝置，所述剎車(chē)裝置包括環(huán)形剎車(chē)盤(pán)32和ー個(gè)以上的制動(dòng)裝置36。所述剎車(chē)盤(pán) 32包括固定部40和摩擦部39，所述固定部40與摩擦部39之間設(shè)有斜面過(guò)渡，所述固定部 40固定在聯(lián)軸器29上；所述摩擦部39上、下表面沿半徑方向設(shè)有防滑條紋，防滑條紋呈放射狀，増大制動(dòng)器與剎車(chē)盤(pán)32之間的摩擦力，從而增強(qiáng)其制動(dòng)效果。所述制動(dòng)裝置36包括制動(dòng)器墊板35、減振器34、減振器墊板33、制動(dòng)器38和驅(qū)動(dòng)制動(dòng)器的動(dòng)カ源37。所述中心塔柱24上延伸設(shè)有環(huán)形凸臺(tái)43，所述減振器墊板33設(shè)在所述凸臺(tái)43上，所述減振器34設(shè)在所述減振器墊板33上，所述制動(dòng)器墊板35設(shè)在所述減振器34上，所述制動(dòng)器38設(shè)在所述制動(dòng)器墊板35上，且所述制動(dòng)器38均勻分布在所述中心塔柱24周邊形成多點(diǎn)制動(dòng)；所述制動(dòng)器38包括設(shè)置在剎車(chē)盤(pán)32上、下兩側(cè)的剎車(chē)片，所述剎車(chē)片與剎車(chē)盤(pán)32的摩擦部 39配合；所述制動(dòng)裝置36中的動(dòng)カ源37為液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，提供可靠且強(qiáng)而有力的動(dòng)力。制動(dòng)時(shí)，實(shí)際是剎車(chē)裝置對(duì)聯(lián)軸器29的制動(dòng)，但由于聯(lián)軸器29將風(fēng)輪17與主齒輪18連成一體，就可以起到降低垂直軸風(fēng)カ發(fā)電機(jī)20的風(fēng)輪17及主齒輪18的速度，這樣一來(lái)不僅可以保護(hù)風(fēng)輪17不會(huì)因失速而損壞，而且保護(hù)發(fā)電機(jī)20不會(huì)因發(fā)電功率過(guò)高而燒毀。該種剎車(chē)裝置與垂直軸風(fēng)カ發(fā)電機(jī)20相互配合，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制動(dòng)效果顯著。[0039]風(fēng)輪17受風(fēng)力作用旋轉(zhuǎn)，其動(dòng)カ依次通過(guò)主齒輪18、齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞到每臺(tái)發(fā)電機(jī)20的轉(zhuǎn)軸，為每一臺(tái)發(fā)電機(jī)20提供機(jī)械能，從而進(jìn)行發(fā)電。通過(guò)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)可以改變主齒輪18與發(fā)電機(jī)20的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速比，盡管風(fēng)輪17的轉(zhuǎn)速較低，但是經(jīng)過(guò)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)整后，同樣可以輸出較大的轉(zhuǎn)速到發(fā)電機(jī)20的轉(zhuǎn)軸上，從而可以利用高轉(zhuǎn)速的發(fā)電機(jī)20，高轉(zhuǎn)速的發(fā)電機(jī)20與現(xiàn)有技術(shù)低轉(zhuǎn)速發(fā)電機(jī)20相比，在同樣的發(fā)電功率下，高轉(zhuǎn)速的發(fā)電機(jī)20體積更小。本發(fā)明中，風(fēng)輪17的負(fù)載減小，啟動(dòng)風(fēng)速更小，有利于風(fēng)カ發(fā)電機(jī) 20在低風(fēng)速時(shí)也能夠發(fā)電；每臺(tái)發(fā)電單元中的發(fā)電機(jī)20體積較小，其制造成本低，且降低維修檢修難度；中心塔柱24上可安裝的發(fā)電單元數(shù)量更多，進(jìn)ー步提高了垂直軸風(fēng)カ發(fā)電機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功率。如圖7所示，所述儲(chǔ)能系統(tǒng)包括高壓氣體發(fā)生裝置、蓄水裝置和水輪機(jī)。所述高壓氣體發(fā)生裝置包括至少ー個(gè)密閉的高壓儲(chǔ)氣罐2和與其配合的空氣壓縮機(jī)1，本實(shí)施例只包括一個(gè)密閉的高壓儲(chǔ)氣罐2和一個(gè)空氣壓縮機(jī)I ;所述蓄水裝置包括至少ー個(gè)密閉的水箱3，本實(shí)施例只包括一個(gè)水箱3。所述空氣壓縮機(jī)I通過(guò)進(jìn)氣管道4與所述高壓儲(chǔ)氣罐2 連通，所述進(jìn)氣管道4上設(shè)有手動(dòng)閥門(mén)8 ;所述高壓儲(chǔ)氣罐2通過(guò)調(diào)節(jié)閥9與出氣管道5連接，出氣管道5與所述水箱3頂部連通，所述出氣管道5上設(shè)有手動(dòng)閥門(mén)8 ;空氣壓縮機(jī)I通過(guò)第二氣管14與出氣管道5連通，所述第二氣管14上設(shè)有手動(dòng)閥門(mén)8 ;所述水箱3底部引出出水管道6，通過(guò)出水管道6與所述水輪機(jī)10進(jìn)水口連接，所述出水管道6上設(shè)有手動(dòng)閥門(mén)8和至少ー個(gè)增壓機(jī)13，所述出水管道6通過(guò)增壓閥門(mén)11與水輪機(jī)10進(jìn)水口連接；所述水輪機(jī)10設(shè)置在發(fā)電單元下方，水輪機(jī)10包括環(huán)抱所述中心塔柱24的葉輪102和包裹葉輪的殼體101，所述水輪機(jī)的葉輪102與主齒輪18連接。本實(shí)用新型垂直軸風(fēng)カ發(fā)電機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電原理如下(I)發(fā)電系統(tǒng)將富余的電量通過(guò)電纜向儲(chǔ)能系統(tǒng)的空氣壓縮機(jī)I輸送；(2)空氣壓縮機(jī)I得電工作，通過(guò)進(jìn)氣管道4將空氣壓縮進(jìn)高壓儲(chǔ)氣罐2中，使高壓儲(chǔ)氣罐2中的空氣分子勢(shì)能增加，完成電能到空氣的分子勢(shì)能的轉(zhuǎn)換；(3)水箱3內(nèi)裝有水，需要啟動(dòng)儲(chǔ)能系統(tǒng)發(fā)電吋，高壓儲(chǔ)氣罐2中的高壓氣體通過(guò)出氣管道5釋放到水箱3中，水箱3內(nèi)氣壓增加，當(dāng)氣壓達(dá)到指定值時(shí)，將水箱3內(nèi)的水通過(guò)出水管道6釋放至水輪機(jī)10，出水管道6內(nèi)的水在氣壓作用下產(chǎn)生一定的動(dòng)能，從而完成空氣分子勢(shì)能到水的動(dòng)能的轉(zhuǎn)換；(4)具有動(dòng)能的水沿著出水管道6達(dá)到水輪機(jī)10并推動(dòng)水輪機(jī)10的葉輪102轉(zhuǎn)動(dòng)，從而完成水的動(dòng)能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)換；水輪機(jī)10的葉輪102通過(guò)主齒輪18帶動(dòng)發(fā)電機(jī)20 旋轉(zhuǎn)，使發(fā)電單元發(fā)電，最后完成機(jī)械能到電能的轉(zhuǎn)換。對(duì)發(fā)電單元來(lái)說(shuō)，儲(chǔ)能系統(tǒng)也能起到調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)20輸出功率的目的發(fā)電機(jī)20的啟動(dòng)方式低風(fēng)速發(fā)電機(jī)20難以啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)儲(chǔ)能系統(tǒng)，推動(dòng)水輪機(jī) 10轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)風(fēng)輪17和水輪機(jī)的葉輪102的共同作用實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)20的啟動(dòng)。發(fā)電機(jī)20的發(fā)電方式發(fā)電機(jī)20在正常發(fā)電但沒(méi)有達(dá)到滿發(fā)的情況下，速度傳感器測(cè)量出風(fēng)輪17的旋轉(zhuǎn)速度，并將信號(hào)回饋到控制器中，控制器將該信號(hào)與預(yù)設(shè)信號(hào)進(jìn)行比較，控制出水管道上電磁閥的流量，出水管道中的水流經(jīng)過(guò)增壓機(jī)13的再次增壓形成強(qiáng)大的水柱沖向水輪機(jī)的葉輪102，加快了水輪機(jī)的葉輪102以及發(fā)電機(jī)20轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)速度， 隨著風(fēng)輪17速度慢慢上升，電磁閥的流量逐漸減小，使出水管道中的水柱對(duì)水輪機(jī)的葉輪102的作用減弱，使發(fā)電機(jī)20的轉(zhuǎn)子能夠平穩(wěn)的到達(dá)額定轉(zhuǎn)速。在儲(chǔ)能系統(tǒng)的輔助下，發(fā)電單元能夠時(shí)刻的保持在滿發(fā)狀態(tài)，使該發(fā)電單元接入電網(wǎng)時(shí)更穩(wěn)定。發(fā)電機(jī)20的剎車(chē)方式超大風(fēng)使發(fā)電機(jī)20轉(zhuǎn)速超過(guò)而定轉(zhuǎn)速的情況下，速度傳感器測(cè)量出風(fēng)輪17的旋轉(zhuǎn)速度，并將信號(hào)回饋到控制器中，控制器將該信號(hào)與預(yù)設(shè)信號(hào)進(jìn)行比較，控制電磁閥的流量和水輪機(jī)進(jìn)水口的方向。出水管道6中的水柱與葉輪102旋轉(zhuǎn)方向相反的作用在葉輪102上，對(duì)第葉輪102施加一個(gè)反向的推力，從而限制了發(fā)電機(jī)20的轉(zhuǎn)子速度的最大值，使發(fā)電單元的發(fā)電狀態(tài)保持在滿發(fā)狀態(tài)。實(shí)施例2 ー種垂直軸風(fēng)カ發(fā)電機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，包括儲(chǔ)能系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)。如圖3所示，所述儲(chǔ)能系統(tǒng)包括中心塔柱24、設(shè)置在心塔柱上的ー個(gè)以上的發(fā)電単元，本實(shí)施例中，所述中心塔柱24上設(shè)有兩個(gè)呈上下設(shè)置的發(fā)電單元。所述發(fā)電単元包括風(fēng)輪17、主齒輪18、兩個(gè)以上的發(fā)電機(jī)20和用于安裝所述發(fā)電機(jī)20的安裝平臺(tái)23。本實(shí)施例中，在主齒輪18周邊對(duì)稱(chēng)設(shè)有兩個(gè)發(fā)電機(jī)20 ;所述風(fēng)輪17為の形風(fēng)輪，所述風(fēng)輪 17由兩片對(duì)稱(chēng)設(shè)置的葉片組成。所述中心塔柱24上對(duì)應(yīng)風(fēng)輪17上端位置設(shè)有第一軸承 16，中心塔柱24上對(duì)應(yīng)風(fēng)輪17下端位置設(shè)有第二軸承19。葉片上端通過(guò)第一連接法蘭27 與第一軸承16的外圈連接；葉片下端依次通過(guò)第二連接法蘭28、聯(lián)軸器29、第三連接法蘭、 主齒輪18后與第二軸承19的外圈連接。其中本實(shí)施例的第一、ニ軸承為雙排球轉(zhuǎn)盤(pán)軸承， 且該軸承為現(xiàn)有技術(shù)，在這里不再詳細(xì)描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知曉其結(jié)構(gòu)和工作原理。 所述風(fēng)輪17通過(guò)第一軸承16和第二軸承19與所述中心塔柱24樞接，且風(fēng)輪17與所述主齒輪18具有同步轉(zhuǎn)速。所述主齒輪18分別通過(guò)一套齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)與所述發(fā)電機(jī)20的轉(zhuǎn)軸連接，本實(shí)施例中，所述齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)為ー錐齒輪22，主齒輪18與所述錐齒輪22嚙合，且所述錐齒輪22 套在水平放置的發(fā)電機(jī)20的轉(zhuǎn)軸上，因此，風(fēng)輪17通過(guò)主齒輪18和錐齒輪22與所述發(fā)電機(jī)20的轉(zhuǎn)軸聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)由風(fēng)輪17的垂直旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變成發(fā)電機(jī)20的水平旋轉(zhuǎn)，對(duì)于垂直軸風(fēng) カ發(fā)電機(jī)來(lái)說(shuō)，發(fā)電機(jī)20的安裝更簡(jiǎn)單方便了。如圖6所示，所述第一軸承16與第二軸承19之間設(shè)有兩根以上均勻分布在同一圓周上的連接管26，連接管26上端通過(guò)第一連接法蘭27與第一軸承16的外圈固定連接， 連接管26的下端與第二連接法蘭28連接，第一軸承16的外圈通過(guò)所述連接管26與所述第二軸承19的外圈聯(lián)動(dòng)同歩。所述第一連接法蘭27、連接管26第二連接法蘭28的分布構(gòu)成一個(gè)鼠籠41結(jié)構(gòu)，由于葉片上端的風(fēng)速與下端的風(fēng)速往往不一樣，上端的風(fēng)速一般比下端的風(fēng)速大，從而會(huì)造成葉片在旋轉(zhuǎn)時(shí)上端的速度比下端的速度快，但是由于葉片是ー個(gè)整個(gè)結(jié)構(gòu)，葉片的上端和下端必須具有同步的轉(zhuǎn)速，這樣ー來(lái)葉片有可能會(huì)發(fā)生扭曲，從而破壞葉片的最佳迎風(fēng)面積，降低葉片對(duì)的風(fēng)能的利用率。鼠籠41的設(shè)計(jì)正是為了傳遞葉片上端的カ矩到葉片下端，使葉片在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，盡可能的降低葉片的扭曲程度。所述主齒輪18與錐齒輪22之間設(shè)有控制齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)與主齒輪18連接的離合器(未標(biāo)示)，所述風(fēng)輪17及發(fā)電機(jī)20的轉(zhuǎn)軸上設(shè)有速度傳感器(未標(biāo)示)，所述速度傳感器與所述離合器電連接。當(dāng)速度傳感器檢測(cè)到風(fēng)輪17或發(fā)電機(jī)20的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速超過(guò)預(yù)設(shè)值時(shí)， 發(fā)送信號(hào)至離合器，使離合器斷開(kāi)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)與主齒輪18的連接；當(dāng)速度傳感器檢測(cè)到風(fēng)輪17轉(zhuǎn)速回到預(yù)設(shè)值內(nèi)時(shí)，發(fā)送信號(hào)至離合器，使離合器重新連接齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)與主齒輪18。如圖4所示，所述中心塔柱24為中空的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，所述安裝平臺(tái)23環(huán)抱所述中心塔柱24，所述安裝平臺(tái)23與所述中心塔柱24 —體灌漿成型。所述安裝平臺(tái)23內(nèi)部設(shè)有エ字鋼，所述エ字鋼水平設(shè)置且貫穿所述中心塔柱24，相互垂直交錯(cuò)形成網(wǎng)格狀分布， 且中心塔柱24內(nèi)的建筑構(gòu)造用鋼筋30延伸至所述安裝平臺(tái)23內(nèi)。所述安裝平臺(tái)23上設(shè)有安裝螺孔，發(fā)電機(jī)20、控制柜25等發(fā)電設(shè)備通過(guò)螺栓固定在所述安裝平臺(tái)23上。所述安裝平臺(tái)23上設(shè)有防護(hù)罩21，所述防護(hù)罩21環(huán)繞所述安裝平臺(tái)23，所述防護(hù)罩21上設(shè)有門(mén)窗形成防風(fēng)雨的房屋，所述發(fā)電機(jī)20設(shè)于所述房屋內(nèi)，用于保護(hù)發(fā)電機(jī)20、控制柜25、齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)等發(fā)電設(shè)備免受外界環(huán)境影響，確認(rèn)其運(yùn)行在安全的環(huán)境，能夠增加發(fā)電設(shè)備的使用壽命。所述相鄰兩個(gè)安裝平臺(tái)23之間的距離用于安裝所述垂直軸風(fēng)カ發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪
17。為了以后的維修方便，中心塔柱24上可以設(shè)置維修ロ通往中心塔柱24內(nèi)的通道31，維修人員就可以通過(guò)維修ロ進(jìn)入到中心塔柱24的通道31內(nèi)，在通道31內(nèi)設(shè)置吊籠，維修人員通過(guò)吊籠到達(dá)中心塔柱24的不同高度，對(duì)具有多層發(fā)電単元的垂直軸風(fēng)カ發(fā)電機(jī)來(lái)說(shuō)是十分方便的；另外上層的發(fā)電單元的電纜線還可以通過(guò)該通道31進(jìn)行布線。如圖5所示，所述聯(lián)軸器29為彈性聯(lián)軸器29，聯(lián)軸器29上端通過(guò)第二連接法蘭28 與風(fēng)輪17下端連接，聯(lián)軸器29下端通過(guò)第三連接法蘭與主齒輪18連接，主齒輪18固定在第二軸承19的外圈上，從而使風(fēng)輪17、聯(lián)軸器29、主齒輪18能夠同歩。所述聯(lián)軸器29內(nèi)設(shè)有剎車(chē)裝置，所述剎車(chē)裝置包括環(huán)形剎車(chē)盤(pán)32和ー個(gè)以上的制動(dòng)裝置36。所述剎車(chē)盤(pán)32 包括固定部40和摩擦部39，所述固定部40與摩擦部39之間設(shè)有斜面過(guò)渡，所述固定部40 固定在聯(lián)軸器29上；所述摩擦部39上、下表面沿半徑方向設(shè)有防滑條紋，防滑條紋呈放射狀，増大制動(dòng)器38與剎車(chē)盤(pán)32之間的摩擦力，從而增強(qiáng)其制動(dòng)效果。所述制動(dòng)裝置36包括制動(dòng)器墊板35、減振器34、減振器墊板33、制動(dòng)器28和驅(qū)動(dòng)制動(dòng)器的動(dòng)カ源37。所述中心塔柱24上延伸設(shè)有環(huán)形凸臺(tái)43，所述減振器墊板33設(shè)在所述凸臺(tái)43上，所述減振器34 設(shè)在所述減振器墊板33上，所述制動(dòng)器墊板35設(shè)在所述減振器34上，所述制動(dòng)器38設(shè)在所述制動(dòng)器墊板35上，且所述制動(dòng)器38均勻分布在所述中心塔柱24周邊形成多點(diǎn)制動(dòng)； 所述制動(dòng)器38包括設(shè)置在剎車(chē)盤(pán)32上、下兩側(cè)的剎車(chē)片，所述剎車(chē)片與剎車(chē)盤(pán)32的摩擦部39配合；所述制動(dòng)裝置36中的動(dòng)カ源37為液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，提供可靠且強(qiáng)而有力的動(dòng)力。制動(dòng)時(shí)，實(shí)際是剎車(chē)裝置對(duì)聯(lián)軸器29的制動(dòng)，但由于聯(lián)軸器29將風(fēng)輪17與主齒輪18連成一體，就可以起到降低發(fā)電單元的風(fēng)輪17及主齒輪18的速度，這樣ー來(lái)不僅可以保護(hù)風(fēng)輪17不會(huì)因失速而損壞，而且保護(hù)發(fā)電機(jī)20不會(huì)因發(fā)電功率過(guò)高而燒毀。該種剎車(chē)裝置與垂直軸風(fēng)カ發(fā)電機(jī)相互配合，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制動(dòng)效果顯著。風(fēng)輪17受風(fēng)力作用旋轉(zhuǎn)，其動(dòng)カ依次通過(guò)主齒輪18、齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞到每臺(tái)發(fā)電機(jī)20的轉(zhuǎn)軸，為每一臺(tái)發(fā)電機(jī)20提供機(jī)械能，從而進(jìn)行發(fā)電。通過(guò)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)可以改變主齒輪18與發(fā)電機(jī)20的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速比，盡管風(fēng)輪17的轉(zhuǎn)速較低，但是經(jīng)過(guò)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)整后，同樣可以輸出較大的轉(zhuǎn)速到發(fā)電機(jī)20的轉(zhuǎn)軸上，從而可以利用高轉(zhuǎn)速的發(fā)電機(jī)20，高轉(zhuǎn)速的發(fā)電機(jī)20與現(xiàn)有技術(shù)低轉(zhuǎn)速發(fā)電機(jī)20相比，在同樣的發(fā)電功率下，高轉(zhuǎn)速的發(fā)電機(jī)20體積更小。本發(fā)明中，風(fēng)輪17的負(fù)載減小，啟動(dòng)風(fēng)速更小，有利于風(fēng)カ發(fā)電機(jī) 20在低風(fēng)速時(shí)也能夠發(fā)電；每臺(tái)發(fā)電單元中的發(fā)電機(jī)20體積較小，其制造成本低，且降低維修檢修難度；中心塔柱24上可安裝的發(fā)電單元數(shù)量更多，進(jìn)ー步提高了垂直軸風(fēng)カ發(fā)電機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功率。如圖8、9所示，所述儲(chǔ)能系統(tǒng)包括高壓氣體發(fā)生裝置、蓄水裝置和水輪機(jī)10。所述高壓氣體發(fā)生裝置包括兩個(gè)密閉的高壓儲(chǔ)氣罐和兩個(gè)空氣壓縮機(jī)，兩個(gè)所述高壓儲(chǔ)氣罐分別為第一高壓儲(chǔ)氣罐2a、第二高壓儲(chǔ)氣罐2b，兩個(gè)所述空氣壓縮機(jī)分別為第一空氣壓縮機(jī) la、第二空氣壓縮機(jī)Ib ;所述蓄水裝置包括兩個(gè)水箱，分別為第一水箱3a和第二水箱3b。所述第一空氣壓縮機(jī)Ia通過(guò)進(jìn)氣管道4與所述第一高壓儲(chǔ)氣罐2a連通，所述進(jìn)氣管道4上設(shè)有手動(dòng)閥門(mén)8 ;所述第二空氣壓縮機(jī)Ib通過(guò)進(jìn)氣管道4與所述第二高壓儲(chǔ)氣罐2b連通， 所述進(jìn)氣管道4上設(shè)有手動(dòng)閥門(mén)8 ;所述第二空氣壓縮機(jī)Ib通過(guò)第一氣管15與所述第一高壓儲(chǔ)氣罐2a連通，所述第一氣管15上設(shè)有手動(dòng)閥門(mén)8 ;所述第一高壓儲(chǔ)氣罐2a通過(guò)調(diào)節(jié)閥9與兩根出氣管道5連接，所述出氣管道5分別與所述第一水箱3a和第二水箱3b頂部連通，所述出氣管道5上設(shè)有手動(dòng)閥門(mén)8 ;第一空氣壓縮機(jī)Ia通過(guò)第二氣管14與出氣管道 5連通，所述第二氣管14上設(shè)有手動(dòng)閥門(mén)8 ;所述第二高壓儲(chǔ)氣罐2b通過(guò)調(diào)節(jié)閥9與兩根出氣管道5連接，所述出氣管道5分別與所述第一水箱3a和第二水箱3b的頂部連通，所述出氣管道5上設(shè)有手動(dòng)閥門(mén)8 ;所述第一水箱3a和第二水箱3b底部引出出水管道6，所述出水管道6通過(guò)增壓閥門(mén)11與水輪機(jī)10進(jìn)水口連接，且所述出水管道6上設(shè)有手動(dòng)閥門(mén) 8和增壓機(jī)13 ;所述水輪機(jī)10設(shè)置在靠近地面的發(fā)電單元下方，水輪機(jī)10包括環(huán)抱所述中心塔柱24的葉輪102和包裹葉輪的殼體101，所述水輪機(jī)的葉輪102與主齒輪18連接，所述水輪機(jī)10出水ロ通過(guò)回水管道7分別與所述第一水箱3a和第二水箱3b頂部連通，所述回水管道7上設(shè)有手動(dòng)閥門(mén)8。本實(shí)用新型垂直軸風(fēng)カ發(fā)電機(jī)的儲(chǔ)能發(fā)電原理如下(I)發(fā)電系統(tǒng)將富余的電量通過(guò)電纜向儲(chǔ)能系統(tǒng)的第一空氣壓縮機(jī)Ia和第二空氣壓縮機(jī)Ib輸送；(2)第一空氣壓縮機(jī)Ia和第二空氣壓縮機(jī)Ib得電工作，第一空氣壓縮機(jī)Ia通過(guò)進(jìn)氣管道4將空氣壓縮進(jìn)第一高壓儲(chǔ)氣罐2a中，使第一高壓儲(chǔ)氣罐2a中的空氣分子勢(shì)能増加；第二空氣壓縮機(jī)Ib通過(guò)進(jìn)氣管道4將空氣壓縮進(jìn)第二高壓儲(chǔ)氣罐2b中，使第二高壓儲(chǔ)氣罐2b中的空氣分子勢(shì)能增加，完成電能到空氣的分子勢(shì)能的轉(zhuǎn)換；必要吋，第二空氣壓縮機(jī)Ib通過(guò)第一氣管15將空氣壓縮進(jìn)第一高壓儲(chǔ)氣罐2a中，加快第一高壓儲(chǔ)氣罐2a 的儲(chǔ)氣速度；(2)第一水箱3a或第二水箱3b內(nèi)裝有水,裝有水的水箱為工作水箱,沒(méi)有水的水箱為備用水箱，需要啟動(dòng)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電吋，第一高壓儲(chǔ)氣罐2a和/或第二高壓儲(chǔ)氣罐 2b中的高壓氣體通過(guò)出氣管道5釋放到工作水箱中，工作水箱內(nèi)氣壓增加，當(dāng)氣壓達(dá)到指定值時(shí)，將工作水箱內(nèi)的水通過(guò)出水管道6釋放至水輪機(jī)10，出水管道6內(nèi)的水在氣壓作用下廣生一定的動(dòng)能，從而完成空氣分子勢(shì)能到水的動(dòng)能的轉(zhuǎn)換；在啟動(dòng)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)時(shí)發(fā)電站然具有富余電能或者第一高壓儲(chǔ)氣罐2a和第二高壓儲(chǔ)氣罐2b內(nèi)的氣壓無(wú)法達(dá)到工作狀態(tài)時(shí)，第一空氣壓縮機(jī)Ia通過(guò)第二氣管14和出氣管道5直接將高壓氣體注入工作水箱中；(3)具有動(dòng)能的水沿著出水管道6達(dá)到水輪機(jī)10并推動(dòng)水輪機(jī)10的葉輪102轉(zhuǎn)動(dòng)，從而完成水的動(dòng)能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)換；水輪機(jī)10的葉輪102通過(guò)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)帶同發(fā)電機(jī)20旋轉(zhuǎn)，使發(fā)電單元發(fā)電，最后完成機(jī)械能到電能的轉(zhuǎn)換；[0066](4)具有動(dòng)能的水對(duì)水輪機(jī)10做功后通過(guò)回水管道進(jìn)入到備用水箱中，直到工作水箱中的水全部轉(zhuǎn)移到備用水箱中后，備用水箱成為新的工作水箱，原工作水箱成為新的備用水禮;(5)第一高壓儲(chǔ)氣罐2a和/或第二高壓儲(chǔ)氣罐2b中的高壓氣體通過(guò)出氣管道5 釋放到新的工作水箱中，如此循環(huán)上述步驟(2) (4)直到將第一高壓儲(chǔ)氣罐2a和第二高壓儲(chǔ)氣罐2b中的高壓氣體釋放完為止。對(duì)靠近地面的發(fā)電單元來(lái)說(shuō)，儲(chǔ)能系統(tǒng)起到調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)20輸出功率的目的發(fā)電機(jī)20的啟動(dòng)方式低風(fēng)速發(fā)電機(jī)20難以啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)儲(chǔ)能系統(tǒng)，推動(dòng)水輪機(jī) 10轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)風(fēng)輪17和水輪機(jī)10的葉輪102的共同作用實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)20的啟動(dòng)。發(fā)電機(jī)20的發(fā)電方式發(fā)電機(jī)20在正常發(fā)電但沒(méi)有達(dá)到滿發(fā)的情況下，速度傳感器測(cè)量出風(fēng)輪17的旋轉(zhuǎn)速度，并將信號(hào)回饋到控制器中，控制器將該信號(hào)與預(yù)設(shè)信號(hào)進(jìn)行比較，控制出水管道6上電磁閥的流量，出水管道6中的水流經(jīng)過(guò)增壓機(jī)13的再次增壓形成強(qiáng)大的水柱沖向水輪機(jī)10的葉輪102，加快了水輪機(jī)10的葉輪102以及發(fā)電機(jī)20轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，隨著風(fēng)輪17速度慢慢上升，電磁閥的流量逐漸減小，使出水管道6中的水柱對(duì)水輪機(jī)10的葉輪102的作用減弱，使外轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)20的轉(zhuǎn)子能夠平穩(wěn)的到達(dá)額定轉(zhuǎn)速。 在儲(chǔ)能系統(tǒng)的輔助下，底層發(fā)電単元能夠時(shí)刻的保持在滿發(fā)狀態(tài)，使該發(fā)電単元接入電網(wǎng)時(shí)更穩(wěn)定。發(fā)電機(jī)20的剎車(chē)方式超大風(fēng)使外轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)20轉(zhuǎn)速超過(guò)而定轉(zhuǎn)速的情況下， 速度傳感器測(cè)量出風(fēng)輪17的旋轉(zhuǎn)速度，并將信號(hào)回饋到控制器中，控制器將該信號(hào)與預(yù)設(shè)信號(hào)進(jìn)行比較，控制電磁閥的流量和水輪機(jī)10進(jìn)水口的方向。出水管道6中的水柱與葉輪 102旋轉(zhuǎn)方向相反的作用在葉輪102上，對(duì)第葉輪102施加一個(gè)反向的推力，從而限制了外轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)20的轉(zhuǎn)子速度的最大值，使底層發(fā)電単元的發(fā)電狀態(tài)保持在滿發(fā)狀態(tài)。實(shí)施例3如圖10所示，與實(shí)施例I不同的是，儲(chǔ)能系統(tǒng)的高壓氣體發(fā)生裝置包只包括ー個(gè)密閉的高壓儲(chǔ)氣罐2和一個(gè)空氣壓縮機(jī)I ;所述蓄水裝置包括兩個(gè)相互連通的水箱，第一水箱3a和第二水箱3b，兩個(gè)水箱之間設(shè)有閥門(mén)(未標(biāo)示)控制其連通。所述空氣壓縮機(jī)I通過(guò)進(jìn)氣管道4與所述高壓儲(chǔ)氣罐2連通，所述進(jìn)氣管道4上設(shè)有手動(dòng)閥門(mén)8 ;所述高壓儲(chǔ)氣罐2通過(guò)調(diào)節(jié)閥9與出氣管道5連接，出氣管道5與所述第一水箱3a頂部連通，所述出氣管道5上設(shè)有手動(dòng)閥門(mén)8 ;空氣壓縮機(jī)I通過(guò)第二氣管14與出氣管道5連通，所述第二氣管14上設(shè)有手動(dòng)閥門(mén)8 ;所述第一水箱3a底部引出出水管道6，通過(guò)出水管道6與所述水輪機(jī)10進(jìn)水口連接，所述出水管道6上設(shè)有手動(dòng)閥門(mén)8和至少ー個(gè)增壓機(jī)13，所述出水管道6通過(guò)增壓閥門(mén)11與水輪機(jī)10進(jìn)水口連接；水輪機(jī)10出水ロ通過(guò)回水管道7與第二水箱3b連通。本實(shí)用新型垂直軸風(fēng)カ發(fā)電機(jī)的儲(chǔ)能發(fā)電原理如下(I)發(fā)電系統(tǒng)將富余的電量通過(guò)電纜向儲(chǔ)能系統(tǒng)的空氣壓縮機(jī)I輸送；(2)空氣壓縮機(jī)I得電工作，空氣壓縮機(jī)I通過(guò)進(jìn)氣管道4將空氣壓縮進(jìn)高壓儲(chǔ)氣罐2中，使高壓儲(chǔ)氣罐2中的空氣分子勢(shì)能增加；(2)第一水箱3a內(nèi)裝有水，需要啟動(dòng)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電時(shí)，高壓儲(chǔ)氣罐2中的高壓氣體通過(guò)出氣管道5釋放到第一水箱3a中，第一水箱3a內(nèi)氣壓增加，當(dāng)氣壓達(dá)到指定值時(shí)，第一作水箱3a內(nèi)的水通過(guò)出水管道6釋放至水輪機(jī)10，出水管道6內(nèi)的水在氣壓作用下廣生一定的動(dòng)能，從而完成空氣分子勢(shì)能到水的動(dòng)能的轉(zhuǎn)換；在啟動(dòng)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)時(shí)發(fā)電站然具有富余電能或者高壓儲(chǔ)氣罐2內(nèi)的氣壓無(wú)法達(dá)到工作狀態(tài)時(shí)，空氣壓縮機(jī)I通過(guò)第二氣管14和出氣管道5直接將高壓氣體注入第一水箱3a中；(3)具有動(dòng)能的水沿著出水管道6達(dá)到水輪機(jī)10并推動(dòng)水輪機(jī)10的葉輪101轉(zhuǎn)動(dòng)，從而完成水的動(dòng)能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)換；水輪機(jī)10的葉輪101帶動(dòng)外轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)12的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，使底層發(fā)電単元發(fā)電，最后完成機(jī)械能到電能的轉(zhuǎn)換；(4)具有動(dòng)能的水對(duì)水輪機(jī)10做功后通過(guò)回水管道7進(jìn)入到第二水箱3b中，直到第一水箱3a中的水全部轉(zhuǎn)移到第二水箱中后，釋放第一水箱3a內(nèi)的高壓氣體并將第二水箱3b中的水重新流回到第一水箱3a中；(5)高壓儲(chǔ)氣罐中的高壓氣體再次通過(guò)出氣管道5釋放到新的第一水箱中，如此循環(huán)上述步驟(2) (4)直到將高壓儲(chǔ)氣罐2中的高壓氣體釋放完為止。綜上所述，本實(shí)用新型垂直軸風(fēng)カ發(fā)電機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)發(fā)電時(shí)，使其發(fā)電功率對(duì)電網(wǎng)不會(huì)造成沖擊；能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化其他形式的能量進(jìn)行儲(chǔ)存，然后再轉(zhuǎn)換為電能，一定程度上解決了電能浪費(fèi)的問(wèn)題，同時(shí)也決絕了大型垂直軸風(fēng)カ發(fā)電機(jī)離網(wǎng)發(fā)電的問(wèn)題。
權(quán)利要求1.ー種垂直軸風(fēng)カ發(fā)電機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于包括儲(chǔ)能系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)，所述發(fā)電系統(tǒng)包括中心塔柱、設(shè)置在中心塔柱上ー個(gè)以上的發(fā)電單元，所述發(fā)電単元包括與所述中心塔柱樞接的の形的風(fēng)輪、套在中心塔柱上的主齒輪、兩個(gè)以上的發(fā)電機(jī)、用于安裝發(fā)電機(jī)的安裝平臺(tái)；所述主齒輪設(shè)置在所述風(fēng)輪下方且與所述風(fēng)輪連接；所述主齒輪分別通過(guò)一套齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)與所述發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸聯(lián)接；所述儲(chǔ)能系統(tǒng)包括高壓氣體發(fā)生裝置、蓄水裝置和水輪機(jī)，所述高壓氣體發(fā)生裝置包括至少ー個(gè)高壓儲(chǔ)氣罐和與其配合的空氣壓縮機(jī)，所述蓄水裝置包括至少ー個(gè)水箱；所述空氣壓縮機(jī)通過(guò)進(jìn)氣管道與所述高壓儲(chǔ)氣罐連通，所述高壓儲(chǔ)氣罐通過(guò)出氣管道與所述水箱連通；所述水輪機(jī)設(shè)置在靠近地面的發(fā)電單元下方，水輪機(jī)包括環(huán)抱所述中心塔柱的葉輪和包裹葉輪的殼體，所述殼體上設(shè)有進(jìn)水口和出水ロ，所述水箱通過(guò)出水管道與所述水輪機(jī)進(jìn)水口連接，所述水輪機(jī)的葉輪與靠近地面的發(fā)電單元的主齒輪連接；所述發(fā)電系統(tǒng)通過(guò)電纜向所述空氣壓縮機(jī)供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的垂直軸風(fēng)カ發(fā)電機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述風(fēng)輪上端設(shè)有第一軸承，所述第一軸承的內(nèi)圈固定套在所述中心塔柱上，所述第一軸承的外圈與所述風(fēng)輪上端固定連接；所述風(fēng)輪下端設(shè)有第二軸承，所述第二軸承的內(nèi)圈固定套在所述中心塔柱上，所述第二軸承的外圈與所述風(fēng)輪下端和主齒輪固定連接，所述風(fēng)輪通過(guò)第一軸承和第二軸承與所述中心塔柱樞接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的垂直軸風(fēng)カ發(fā)電機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述主齒輪與所述風(fēng)輪之間設(shè)有聯(lián)軸器和剎車(chē)裝置，所述聯(lián)軸器上端與所述風(fēng)輪下端連接，聯(lián)軸器下端與主齒輪連接；所述剎車(chē)裝置包括設(shè)于所述聯(lián)軸器上的環(huán)形剎車(chē)盤(pán)和固定在所述塔柱上的ー個(gè)以上的制動(dòng)裝置，所述制動(dòng)裝置包括制動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)制動(dòng)器的動(dòng)カ源，所述制動(dòng)器與所述剎車(chē)盤(pán)配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的垂直軸風(fēng)カ發(fā)電機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述中心塔柱為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，所述中心塔柱的中心設(shè)有從底部直通頂部的通道，所述安裝平臺(tái)環(huán)抱所述中心塔柱，所述安裝平臺(tái)與所述中心塔柱一體灌漿成型，所述安裝平臺(tái)上設(shè)有安裝螺孔，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)通過(guò)螺栓固定在所述安裝平臺(tái)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的垂直軸風(fēng)カ發(fā)電機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述蓄水裝置包括兩個(gè)水箱，所述水輪機(jī)出水ロ通過(guò)回水管道與所述水箱連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或5所述的垂直軸風(fēng)カ發(fā)電機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述高壓氣體發(fā)生裝置包括兩個(gè)高壓儲(chǔ)氣罐和兩個(gè)空氣壓縮機(jī)，兩個(gè)所述高壓儲(chǔ)氣罐分別為第一高壓儲(chǔ)氣罐、第二高壓儲(chǔ)氣罐，兩個(gè)所述空氣壓縮機(jī)分別為第一空氣壓縮機(jī)、第二空氣壓縮機(jī)，所述第二空氣壓縮機(jī)通過(guò)第一氣管與所述第一高壓儲(chǔ)氣罐連通；所述第一空氣壓縮機(jī)通過(guò)第二氣管與所述出氣管道連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的垂直軸風(fēng)カ發(fā)電機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述進(jìn)氣管道、出氣管道、第一氣管、第二氣管、出水管道及回水管道上均設(shè)有閥門(mén)，所述出水管道上設(shè)有增壓設(shè)備。
專(zhuān)利摘要一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，包括儲(chǔ)能系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)，儲(chǔ)能系統(tǒng)包括高壓氣體發(fā)生裝置、蓄水裝置和水輪機(jī)，高壓氣體發(fā)生裝置包括至少一個(gè)密閉的高壓儲(chǔ)氣罐和與其配合的空氣壓縮機(jī)，蓄水裝置包括至少一個(gè)密閉的水箱；空氣壓縮機(jī)通過(guò)進(jìn)氣管道與高壓儲(chǔ)氣罐連通，高壓儲(chǔ)氣罐通過(guò)出氣管道與水箱連通；水箱通過(guò)出水管道與水輪機(jī)進(jìn)水口連接，水輪機(jī)的葉輪通過(guò)主齒輪與發(fā)電機(jī)連接；所述發(fā)電系統(tǒng)通過(guò)電纜向所述空氣壓縮機(jī)供電。系統(tǒng)并網(wǎng)發(fā)電時(shí)，使其發(fā)電功率對(duì)電網(wǎng)不會(huì)造成沖擊；能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化其他形式的能量進(jìn)行儲(chǔ)存，然后再轉(zhuǎn)換為電能，一定程度上解決了電能浪費(fèi)的問(wèn)題，同時(shí)也決絕了大型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)離網(wǎng)發(fā)電的問(wèn)題。
文檔編號(hào)F03B13/00GK202348584SQ20112041974
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月29日
發(fā)明者鄧允河 申請(qǐng)人:鄧允河