本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

作為化石燃料發(fā)電的替代方案，風(fēng)電已成為一種日益重要的可再生能源。不同類型的風(fēng)力發(fā)電機或所謂的“風(fēng)力渦輪機”已應(yīng)用于具有開闊土地空間和較高風(fēng)力資源的地區(qū)。傳統(tǒng)的風(fēng)力渦輪機設(shè)計包括水平軸風(fēng)力渦輪機(hawt)和垂直軸風(fēng)力渦輪機(vawt)，二者互不相同，它們擁有不同的旋轉(zhuǎn)軸線方向，即，分別為水平旋轉(zhuǎn)或垂直旋轉(zhuǎn)。最常見的一種水平軸風(fēng)力渦輪機通常包括兩個或三個朝向風(fēng)向布置的風(fēng)力輪葉。這些輪葉與風(fēng)輪軸和發(fā)電機相連，它們位于塔架頂端，而塔架通常大約幾十米高。垂直軸風(fēng)力渦輪機的實例包括h型giromills風(fēng)力渦輪機和s型savonius風(fēng)力渦輪機，其中，h型(h-type)和s型(s-type)這兩個詞語表示風(fēng)力輪葉的形狀和布置。

傳統(tǒng)風(fēng)力渦輪機存在的一個典型問題是適合搭建風(fēng)力機結(jié)構(gòu)的地點有限，因為風(fēng)力機結(jié)構(gòu)通常外形龐大。除此之外，由于其尺寸龐大，它們對景觀造成視覺影響，而且風(fēng)力渦輪機運行時通常產(chǎn)生噪音，因而可能對周圍社區(qū)帶來不利影響。此外，傳統(tǒng)的風(fēng)力渦輪機，尤其是水平軸風(fēng)力渦輪機需要某一特定方向的可靠風(fēng)力資源，才能以最佳效率運行。因此，它不宜安裝于風(fēng)力條件一直變化的地點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的一個目的在于提供一種可以克服上述缺點或者至少提供一種實用的替代方案的風(fēng)力發(fā)電裝置。

本發(fā)明的另一個目的在于在某種程度上減少或消除與采用先前技術(shù)的已知風(fēng)力發(fā)電機有關(guān)的一個或多個問題。

通過結(jié)合主要權(quán)利要求中描述的特征可實現(xiàn)上述目的；從屬權(quán)利要求披露本發(fā)明其他有利的實施例。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員將從以下描述中了解本發(fā)明的其他目的。因此，前面所述的目的并非面面俱到，僅用于說明本發(fā)明的諸多目的其中的一些。

(二)技術(shù)方案

在第一主要方面，本發(fā)明提供一種風(fēng)力發(fā)電裝置。

該裝置包括輪葉組件、框架結(jié)構(gòu)和發(fā)電單元，其中，該輪葉組件具有多個徑向延伸的輪葉，該多個輪葉圍繞一中空空間；該輪葉組件可旋轉(zhuǎn)地安裝在該框架結(jié)構(gòu)中；該發(fā)電單元與該輪葉組件相連。其中，所述輪葉組件可被至少一個被引導(dǎo)向該輪葉組件上的空氣流旋轉(zhuǎn)，所述輪葉組件的旋轉(zhuǎn)適于驅(qū)動所述發(fā)電單元以產(chǎn)生電能。

在第二主要方面，本發(fā)明提供一種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括多個根據(jù)第一主要方面所述的風(fēng)力發(fā)電裝置，這些風(fēng)力發(fā)電裝置相對于彼此排列成水平和垂直的至少一種的配置方式。

此發(fā)明概述不一定披露定義本發(fā)明所必需的所有特征；本發(fā)明可能存在于所披露的各種特征的子組合中。

(三)有益效果

本發(fā)明具有大量優(yōu)于先前技術(shù)的優(yōu)勢。首先，本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電裝置可制成比傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機尺寸小得多的裝置，且同時不會影響發(fā)電效率。這一點可通過將本發(fā)明的多個發(fā)電裝置組裝、結(jié)合或連接在一起組成發(fā)電系統(tǒng)來實現(xiàn)，該發(fā)電系統(tǒng)包含多個所需的裝置，且可根據(jù)所需的功率要求定制相應(yīng)的組合或布置。尤為重要的是，可以定制組成該發(fā)電系統(tǒng)的所述裝置的不同組合，以滿足不同位置的要求。例如，出于空間和可靠風(fēng)力資源的原因，傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機裝置只能局限于偏遠或近海地區(qū)，而本發(fā)明的應(yīng)用非常靈活，可安裝于不同地點，包括任何建筑物或結(jié)構(gòu)的屋頂或墻壁。例如，大量的這種裝置可安裝于商業(yè)或住宅大樓的屋頂，甚至可以在城市組成小型風(fēng)電場。另外，還可以將一些裝置安裝在建筑物的外墻上，或者懸掛在天花板上，捕獲一些風(fēng)能，為主電源提供補充。除了安裝靈活之外，本發(fā)明的所述裝置可以利用各個方向的風(fēng)能進行發(fā)電。這一點可通過所述輪葉組件的一個或多個輪葉的受控運動來調(diào)節(jié)迎風(fēng)角而得以實現(xiàn)，導(dǎo)流組件的導(dǎo)流板的可動裝置可進一步促成這一點的實現(xiàn)。與諸如水平軸風(fēng)力渦輪機(主要用于單向氣流)之類的傳統(tǒng)發(fā)電裝置相比，所述可動的輪葉組件和導(dǎo)流組件顯著提高發(fā)電效率。本發(fā)明不再需要朝著特定的迎風(fēng)方向安裝風(fēng)力發(fā)電機，眾所周知，朝著特定的迎風(fēng)方向安裝風(fēng)力發(fā)電機非常不靈活，而且當風(fēng)力條件多變時，會導(dǎo)致發(fā)電效率不穩(wěn)定。本發(fā)明的所述裝置配有一個框架結(jié)構(gòu)，該框架結(jié)構(gòu)具有多孔的側(cè)壁部分，可將輪葉旋轉(zhuǎn)對人類或野生生物的任何可能傷害降至最低。如前所述，所述框架結(jié)構(gòu)可配置成不同尺寸和形狀，而且包括多個這種裝置的所述系統(tǒng)可以具有一個美觀的結(jié)構(gòu)。最后但并非最不重要的一點是，本發(fā)明的所述裝置結(jié)構(gòu)簡單，制造成本相對較低，且易于組裝。該設(shè)備還可以方便更換和維護。

附圖說明

本發(fā)明的前述和進一步特征將在下列的優(yōu)選實施例的描述中顯而易見，這些優(yōu)選實施例僅以實例的方式提供，與其相結(jié)合的附圖如下：

圖1示出了一種采用先前技術(shù)制造的典型水平軸風(fēng)力渦輪機的透視圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明所述的風(fēng)力發(fā)電裝置的一個實施例的透視圖；

圖3示出了圖2所示的實施例的分解透視圖；

圖4示出了圖2所示的實施例的橫剖面圖；

圖5示出了圖2所示的實施例(具有箭頭所示的氣流)的橫剖面圖；

圖6為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的透視圖；

具體實施方式

下文僅以示例方式對優(yōu)選實施例進行描述，且不限于實施本發(fā)明所必需的特征的組合。

本說明書中提及的“一種實施例”或“一個實施例”意味著結(jié)合該實施例所描述的某一特定功能、結(jié)構(gòu)或特征包含于本發(fā)明的至少一個實施例中。出現(xiàn)在本說明書各處的短語“在一個實施例中”不一定均指同一實施例，也不一定是指與其他實施例相互排斥的獨立或替代實施例。此外，所描述的各種特征可能在一些實施例中顯示，而在另一些實施例中并未顯示。同樣地，所描述的各種要求可能是一些實施例的要求，但并非另一些實施例中的要求。

在本文的權(quán)利要求中，表述為執(zhí)行某一特定功能的裝置的任何部件均意在包括執(zhí)行該功能的任何方式。如本發(fā)明的權(quán)利要求所定義，所敘述的各種裝置所提供的各種功能以所述權(quán)利要求所要求的方式結(jié)合在一起。因此，應(yīng)當認識到任何可以提供這些功能的裝置均與本文所示的裝置相當。

圖1示出了一種采用先前技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電裝置1，其具有一種最常見的水平軸風(fēng)力渦輪機(hawt)設(shè)計。在該先前技術(shù)中，輪葉系統(tǒng)2(在這一特定示例中)包括三個的輪葉2a、2b、2c，輪葉系統(tǒng)2的旋轉(zhuǎn)軸線a基本上與地面平行，且該旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置為朝向空氣流a的方向。采用先前技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電裝置1包括支承塔架3，該塔架一端固定于地面上，另一端與旋轉(zhuǎn)軸組件4相連。旋轉(zhuǎn)軸組件4與輪葉系統(tǒng)2可操作地連接，當空氣流a驅(qū)動輪葉系統(tǒng)2旋轉(zhuǎn)時，輪葉系統(tǒng)2的旋轉(zhuǎn)可驅(qū)動發(fā)電機5進行發(fā)電。由于該風(fēng)力渦輪機通常尺寸很大，而且運行過程中產(chǎn)生很大噪音，因此，這種裝置或類似裝置的安裝通常局限于偏遠、人口稀少的地區(qū)，這些地區(qū)具有開闊土地空間和較高風(fēng)力資源。該采用先前技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電裝置1的另一缺點是，輪葉2必須設(shè)置為朝向空氣流的方向，以便該裝置以最佳發(fā)電效率運行。這進一步限制了適合搭建這類裝置的地點，因為變化不定的風(fēng)向不僅會導(dǎo)致發(fā)電不穩(wěn)定，而且可能對整體輪葉結(jié)構(gòu)造成潛在損壞。

參照圖2和圖3，其示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的風(fēng)力發(fā)電裝置10。該裝置10包括：輪葉組件20、框架結(jié)構(gòu)30和發(fā)電單元40，其中，該輪葉組件20具有多個徑向延伸的輪葉22，該多個輪葉22圍繞一中空空間24；該輪葉組件20可旋轉(zhuǎn)地安裝在框架結(jié)構(gòu)30中；該發(fā)電單元40與該輪葉組件20相連。其中，所述輪葉組件20可被至少一個被引導(dǎo)向該輪葉組件20上的空氣流旋轉(zhuǎn)，因此，所述輪葉組件20的旋轉(zhuǎn)適于驅(qū)動所述發(fā)電單元40以產(chǎn)生電能。

在如圖2和圖3所示的實施例，輪葉組件20包括8個輪葉22，圍繞中央的中空空間24排列成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。該中空空間24是一個空隙空間，來自輪葉組件20一側(cè)的空氣流或風(fēng)可以流向輪葉組件20的另一側(cè)。輪葉22可以是任何形狀和/或尺寸，其形狀和/或尺寸通常由裝置10的整體尺寸以及發(fā)電所需的空氣動力性能決定。在一個實施例中，輪葉22基本上可以是平面。在另一個實施例中，輪葉22最好包括相對的兩面，其中至少一面略微彎曲，形成一個異形表面。例如，所述相對的兩面可設(shè)計為朝同一方向彎曲，以形成略微彎曲的c形；或者這兩個面可朝相反的方向彎曲，以形成波浪狀的s形。輪葉22最好設(shè)計為對齊，這樣輪葉組件20形成漩渦狀結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以更有效地產(chǎn)生所需的旋轉(zhuǎn)扭矩，因此，發(fā)電效率更高。圖4和圖5很好地示出了這種結(jié)構(gòu)，其中示出了輪葉22的橫剖面圖。每個輪葉22的橫剖面形成略微彎曲的c形，其中，輪葉22橫剖面的一端朝向中空空間24，該橫剖面沿著遠離中空空間24的方向徑向延伸，同時保持略微彎曲的c形。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識到其它數(shù)量、形狀、結(jié)構(gòu)和/或布置的輪葉或輪葉組件也應(yīng)當包含在本發(fā)明之內(nèi)，只要該數(shù)量、形狀、結(jié)構(gòu)和/或布置被認為可行且適合所要求保護的技術(shù)解決方案。

如圖所示的框架結(jié)構(gòu)30是立方體形，其優(yōu)點在于可支持一個以上的裝置10輕松結(jié)合和/或彼此相連。例如，該立方結(jié)構(gòu)支持大量裝置10輕松堆疊在彼此上方和/或下方，或者并排整齊排列。盡管這些圖示中僅示出了具有立方形框架結(jié)構(gòu)的實施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯然會明白，該框架結(jié)構(gòu)的形狀可根據(jù)所述裝置的具體要求或應(yīng)用而改變，只要不影響該框架結(jié)構(gòu)的功能即可。因此，只要不脫離本發(fā)明的主旨，其它三維形狀或結(jié)構(gòu)，例如多邊形棱柱體、規(guī)則棱柱、不規(guī)則棱柱或圓柱形結(jié)構(gòu)，也應(yīng)當包括在內(nèi)。

如圖2和3所示，所述框架結(jié)構(gòu)30可包括一對平行配置的頂壁部分和底壁部分32、34，以及一個或多個支撐構(gòu)件36，該支撐構(gòu)件36設(shè)置于該頂壁部分和底壁部分32、34之間發(fā)揮支撐作用。所述框架結(jié)構(gòu)30還可包括至少一個多孔的側(cè)壁部分38，該側(cè)壁部分38設(shè)置于頂壁部分和底壁部分32、34之間。所述側(cè)壁部分38的多孔結(jié)構(gòu)允許來自任何方向的風(fēng)進出所述裝置10，同時，可充當過濾器，避免意外物體進入裝置10，干擾輪葉組件20的旋轉(zhuǎn)。所述側(cè)壁部分38還可避免任何人或野生動物接近旋轉(zhuǎn)中的輪葉組件20，否則可能造成損傷。多孔的側(cè)壁部分38最好可拆卸地安裝在所述框架結(jié)構(gòu)30上或者可拆卸地與所述框架結(jié)構(gòu)30相連，因此，這些側(cè)壁部分38其中的一個或多個側(cè)壁部分可從框架結(jié)構(gòu)30上拆卸下來。例如，可以拆卸兩個水平互連裝置的框架結(jié)構(gòu)的相鄰側(cè)壁，以便這兩個裝置相互連接。

輪葉組件20最好適于可移動地與所述發(fā)電單元40連接。所述輪葉組件的多個輪葉22中至少一個輪葉最好可繞一軸c移動，實際上，該軸c平行于所述輪葉組件20的旋轉(zhuǎn)軸線b，這些軸線如圖3所示。因此，所述輪葉組件20在進入風(fēng)的驅(qū)動之下圍繞軸線b做旋轉(zhuǎn)運動，進而驅(qū)動所述發(fā)電單元40進行發(fā)電，除此之外，所述輪葉22中至少一個輪葉還可沿著軸線c移動，以調(diào)節(jié)空氣流與輪葉的接觸角。在一個實施例中，還可以對一個或多個選定輪葉22進行控制，使其獨立或同時移動，這樣，所述輪葉組件20可配置為根據(jù)不同的風(fēng)力條件(例如但不限于，風(fēng)速、風(fēng)向和/或風(fēng)力強度)增加或減少所接受和/或被轉(zhuǎn)向的風(fēng)量。還可控制所述輪葉22中至少一個輪葉根據(jù)在所述發(fā)電單元40上所測得的發(fā)電量或電壓來移動。例如，在強風(fēng)條件下且所述發(fā)電單元40所產(chǎn)生的電力已超出某一預(yù)定的安全閾值，可配置所述輪葉22中至少一個輪葉接受更少風(fēng)量，從而降低所述輪葉組件20的旋轉(zhuǎn)速度，因此產(chǎn)生更少電力。另一方面，當風(fēng)力相對溫和時和/或當風(fēng)向變化不定或不可預(yù)測時，可配置所述輪葉22中至少一個輪葉移動，以使所述輪葉組件20開口更大，可接受不同方向的風(fēng)力。

所述輪葉組件20的輪葉22的移動可由控制單元60控制?？刂茊卧?0可包括風(fēng)傳感器62、電能表64和/或計算機處理單元66。其中，風(fēng)傳感器62用于檢測風(fēng)力條件，例如但不限于，風(fēng)速、風(fēng)向和/或風(fēng)力強度；電能表64用于測量所產(chǎn)生的電能和/或電壓；計算機處理單元66用于根據(jù)所檢測的風(fēng)力和/或電能條件來控制并調(diào)節(jié)所述至少一個輪葉22的運動。所述控制單元60還可用于與所述發(fā)電單元40通信，以根據(jù)所檢測的風(fēng)力和/或電能條件來調(diào)節(jié)或控制所述發(fā)電單元40的運行。

作為更可取的方案，所述裝置10還可包括一個導(dǎo)流組件50，該導(dǎo)流組件50具有多個導(dǎo)流板52，最好至少為三個，圍繞所述輪葉組件20排列成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。具體而言，該導(dǎo)流組件50安裝于框架結(jié)構(gòu)30之內(nèi)，圍繞所述輪葉組件20設(shè)置。該導(dǎo)流組件50用于將進入裝置10的多方向空氣流引導(dǎo)向所述輪葉組件20所在的中央位置，從而提高發(fā)電效率。

在圖3所示的實施例中，該導(dǎo)流組件50包括八個導(dǎo)流板52，所述導(dǎo)流板52從所述輪葉組件20徑向向外延伸。與輪葉22相似，導(dǎo)流板52可以是任何形狀和/或尺寸，其形狀和/或尺寸通常由裝置10以及輪葉組件20的整體尺寸以及所需的空氣動力性能決定。如圖所示，導(dǎo)流板52最好配置成略微彎曲的形狀。更可取的是，多個導(dǎo)流板52排列成漩渦狀結(jié)構(gòu)。圖4和圖5很好地示出了這種結(jié)構(gòu)，其中示出了導(dǎo)流板52的橫剖面圖。每個導(dǎo)流板52的橫剖面形成略微彎曲的c形，其中，導(dǎo)流板52橫剖面的一端朝向輪葉組件20，該橫剖面沿著遠離輪葉組件20的方向徑向延伸，同時保持略微彎曲的c形。當被引導(dǎo)的空氣流抵達位于中心的輪葉組件20時，所述漩渦狀結(jié)構(gòu)允許被引導(dǎo)的空氣流形成漩渦狀或旋轉(zhuǎn)氣流，進一步協(xié)助驅(qū)動輪葉組件20的旋轉(zhuǎn)。除了如上所述的優(yōu)選結(jié)構(gòu)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會認識到導(dǎo)流板的所有其他形狀、結(jié)構(gòu)和/或排列及數(shù)量也應(yīng)當包含在本發(fā)明之內(nèi)，只要這些形狀、結(jié)構(gòu)和/或排列及數(shù)量被認為可行并適用于本發(fā)明。

所述多個導(dǎo)流板52中至少一個導(dǎo)流板最好可繞一軸d移動，實際上，該軸d平行于所述輪葉組件20的旋轉(zhuǎn)軸線b，這些軸線如圖3所示。在一個實施例中，可控制一個或多個所述導(dǎo)流板52沿著軸d以不同角度獨立或同時移動，這樣，所述導(dǎo)流組件50可配置為根據(jù)具體的風(fēng)力條件(例如但不限于，風(fēng)速、風(fēng)向和/或風(fēng)力強度)接受和引導(dǎo)更多或更少的朝向和/或背離輪葉組件20的風(fēng)量。一個或多個導(dǎo)流板52還可根據(jù)在所述發(fā)電單元40處所測得的發(fā)電量或電壓來移動。例如，在強風(fēng)條件下且所述發(fā)電單元40所產(chǎn)生的電力已超出某一預(yù)定的安全閾值，可移動一個或多個所述導(dǎo)流板52，使得導(dǎo)流組件50接受更少風(fēng)量，從而減少流向輪葉組件20的風(fēng)量。另一方面，當風(fēng)力相對溫和時和/或當風(fēng)向變化不定或不可預(yù)測時，可控制一個或多個所述導(dǎo)流板52移動，這樣，所述導(dǎo)流組件50開口更大，可接受不同方向的更多風(fēng)量。在風(fēng)力極強的情況下，例如，在臺風(fēng)條件下，導(dǎo)流板52也可以移動，使得所述導(dǎo)流組件50形成關(guān)閉結(jié)構(gòu)，實質(zhì)上，封閉輪葉組件20，避免輪葉組件20和導(dǎo)流板52受損。

導(dǎo)流板52的移動可由控制單元60控制，該控制單元60能夠檢測各種風(fēng)力和/或電能條件，進而能夠相應(yīng)地調(diào)節(jié)導(dǎo)流板52的移動?？刂茊卧?0的細節(jié)已在本說明書上文進行了描述。

輪葉組件20的旋轉(zhuǎn)可轉(zhuǎn)化成所述發(fā)電單元40產(chǎn)生的電能。具體而言，所述發(fā)電單元40可包括任意形式的傳統(tǒng)發(fā)電機，例如，常見的交流發(fā)電機，其將機械能轉(zhuǎn)化為電能。例如，所述發(fā)電單元40可包括一些基本組件：至少一組線圈構(gòu)件和至少一組磁體構(gòu)件，各自發(fā)揮相應(yīng)的功能，而所產(chǎn)生的電力可由控制單元60控制。在一個實施例中，所述發(fā)電單元40可設(shè)置于所述框架結(jié)構(gòu)30的頂壁部分和底壁部分32、34其中至少一個之上。在如圖2和3所示的另一個實施例中，所述發(fā)電單元40包括一對相對的朝內(nèi)配置的盤件42、44，該對盤件其中的一個盤件42配置于該頂壁部分32，而另一個盤件44配置于該底壁部分34。多個磁體構(gòu)件46可配置在盤件42、44上，例如，可在盤件42、44上徑向或周向排列。在該實施例中，相對應(yīng)的線圈構(gòu)件(未顯示)設(shè)置于毗鄰磁體構(gòu)件46的位置，位于相應(yīng)的盤件42、44和相應(yīng)的頂壁部分和底壁部分32、34之間。磁體構(gòu)件46和線圈構(gòu)件之間的相對運動產(chǎn)生電力，該電力將由控制單元60檢測和控制。

每個盤件42、44最好配置成截頭圓錐形，其兩個較小的圓形橫截面朝向中空空間24并面向彼此。底部盤件44的周向斜面有助于避免任何有害灰塵、污垢或小石頭聚集在中空空間24內(nèi)，同時，頂部盤件42的周向斜面有助于防止天氣寒冷時在盤件42的表面形成冰。

如圖所示，所述盤件42、44適于通過多個輪葉22與所述輪葉組件20相連接，這樣，該輪葉組件20的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動該對盤件42、44移動，隨后，該運動由所述發(fā)電單元40的發(fā)電組件轉(zhuǎn)化成電能。在一個實施例中，還可在所述發(fā)電單元40上配置一個齒輪系統(tǒng)來加快旋轉(zhuǎn)速度，實現(xiàn)更高的發(fā)電能力。如前所述，例如，所產(chǎn)生的電能可由電能表64檢測，隨后，由控制單元60的計算機處理單元66進行分析。然后，所述計算機處理單元66能夠控制并調(diào)節(jié)(例如)選定的一組或多組線圈構(gòu)件或磁體構(gòu)件的操作、所述至少一個輪葉22的運動，和/或所述至少一個導(dǎo)流板52的運動，從而調(diào)節(jié)發(fā)電。

裝置10可選擇性地包括一個電力存儲單元，用于存儲所產(chǎn)生的電能，以便在任何風(fēng)力條件下保持穩(wěn)定的電能輸出。

在另一個實施例中，裝置10還可包括一個通信模塊，用于與下列的一項或多項進行有線和/或無線通信：諸如服務(wù)器或數(shù)據(jù)庫之類的網(wǎng)絡(luò)；一臺或多臺聯(lián)網(wǎng)的計算機；一個或多個電子設(shè)備；以及根據(jù)本發(fā)明的一個或多個風(fēng)力發(fā)電裝置。例如，所述通信模塊可配置為在裝置10和用于記錄的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫之間進行無線信息(例如，風(fēng)況參數(shù)和/或發(fā)電數(shù)據(jù))交換。還可配置所述通信模塊從聯(lián)網(wǎng)計算機處接收裝置10的操作指令。另外，所述通信模塊還可從諸如便攜式電子設(shè)備之類的電子設(shè)備處接收操作指令。還可配置所述通信模塊與裝置10的控制單元60通信，以控制所述裝置10的各個零部件的操作。所述裝置10還可在裝置10的運動部件處配置任何隔音裝置(例如，消音元件或聲音緩沖元件)，用于減小或避免裝置運行期間產(chǎn)生噪音。

圖4進一步示出了所述裝置10的頂部剖視圖，其中示出了所述裝置10的各個零部件，包括輪葉22、導(dǎo)流板52、盤件44、磁體構(gòu)件46以及位于框架結(jié)構(gòu)30的底壁部分34的結(jié)構(gòu)。該圖還示出了連接件26，所述輪葉22通過該連接件26可移動地與盤件42、44相連接，還示出了連接件56，所述導(dǎo)流板可移動地與頂壁部分和底壁部分32、34相連。連接件26和56分別定義了軸c和d，而每個輪葉22和導(dǎo)流板52繞這些軸運動。該圖還示出了被輪葉組件20圍繞的中空空間24，而輪葉組件20被導(dǎo)流組件50圍繞。

風(fēng)進入裝置10之后相應(yīng)的氣流路徑如圖5所示。如果進入風(fēng)沿著如箭頭b所示的方向，則空氣流將首先流經(jīng)多孔的側(cè)壁部分38，多孔的側(cè)壁部分38將任何較大的意外物體過濾在框架結(jié)構(gòu)30之外。在經(jīng)過多孔的側(cè)壁部分38之后，進入的風(fēng)將被引導(dǎo)到至少兩塊連續(xù)的導(dǎo)流板52之間，并匯聚于區(qū)域α。然后，進入的風(fēng)可繼續(xù)直接流向位于裝置10中央的輪葉組件20，或者，就某些氣流路徑而言，進入的風(fēng)可能被導(dǎo)流板52其中的一個轉(zhuǎn)向，然后繼續(xù)流入，最終接觸輪葉22并驅(qū)動輪葉組件20旋轉(zhuǎn)。

具體而言，所述兩塊連續(xù)的導(dǎo)流板52之間的區(qū)域α從52a'到52a”橫截面積減少，致使空氣流繼續(xù)以更快的速度流向輪葉組件20。當加速的空氣流接觸或“撞擊”一個或多個輪葉22時，空氣流驅(qū)動所述輪葉22旋轉(zhuǎn)，例如，如圖所示，順時針旋轉(zhuǎn)。輪葉組件20的旋轉(zhuǎn)進而將驅(qū)動盤件44旋轉(zhuǎn)，盤件44旋轉(zhuǎn)驅(qū)動發(fā)電裝置發(fā)電。

在首次撞擊輪葉驅(qū)動輪葉組件20旋轉(zhuǎn)之后，隨后，所述空氣流將流經(jīng)位于輪葉組件20中央的中空空間24，若在氣流路徑上流動時未被其任何輪葉阻擋，該空氣流則將進入一個或多個區(qū)域β，最終，經(jīng)由另一個多孔的側(cè)壁部分38離開框架結(jié)構(gòu)30。另外，流經(jīng)中空空間24之后，所述空氣流沿著氣流路徑繼續(xù)流動時，可第二次與輪葉組件20的一個或多個輪葉22接觸，或者被轉(zhuǎn)向之后與輪葉組件20的一個或多個輪葉22接觸。第二次“撞擊”可進一步驅(qū)動輪葉組件20旋轉(zhuǎn)。

在驅(qū)動輪葉組件20之后，繼續(xù)向下流動時，所述空氣流將進入兩塊連續(xù)的導(dǎo)流板之間的一個或多個區(qū)域β，最終經(jīng)由一個多孔的側(cè)壁部分38離開框架結(jié)構(gòu)30。由輪葉組件旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)氣流還將在區(qū)域β的下游開口處形成一個或多個低壓區(qū)，這有助于吸引氣流沿著氣流路徑向下流動，然后從框架結(jié)構(gòu)30流出。

盡管上述實施例中僅說明了來自b方向的風(fēng)的氣流路徑，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白來自不同方向或多個方向的進入風(fēng)也應(yīng)當包括在內(nèi)，與如上所述的原理相似。

在本發(fā)明的另一個方面，它提供一種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)100，如圖6所示。具體而言，該系統(tǒng)100包括多個裝置10，它們相對于彼此排列成水平和垂直之中至少一種的配置方式。例如，圖6示出了一種具有六個立方裝置10的系統(tǒng)100，這些裝置堆疊在彼此上方和下方，而且也彼此并排排列。系統(tǒng)100中的這些裝置10的組合或布置可以非常靈活，而且可根據(jù)具體地點以及所需的功率要求定制安裝方式。具體而言，為了方便將這些裝置10彼此相連組成一個系統(tǒng)，還可以在框架結(jié)構(gòu)30上配置固定裝置102，以適應(yīng)不同的連接方法和目的，該固定裝置102可以包括，例如，掛鉤、扣鉤或螺釘以及相對應(yīng)的凹槽或凹口，用于和所述掛鉤、扣鉤或螺釘相互配合。在如圖6所示的實施例中，例如，多個固定凹槽被設(shè)置于框架結(jié)構(gòu)30的角上，因此可以在多個裝置之間實現(xiàn)無縫連接。還可以對固定裝置102進行定制，使得系統(tǒng)100中的一系列裝置10能夠牢固地固定在建筑物的任何所需表面或地面上。例如，一個或多個裝置10可固定在建筑物或某一結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上，或者可以懸掛連接于天花板或任何連接點上，只要這些裝置可以牢固地懸掛于地面之上即可。

在另一個實施例中，系統(tǒng)100中的所述多個裝置10可配置為通過一個或多個裝置10的通信模塊進行通信。例如，在一定風(fēng)況下，系統(tǒng)100中的一個或多個裝置10的所述通信模塊可用于交換信息，例如，風(fēng)況參數(shù)和/或發(fā)電數(shù)據(jù)，從而確定這些設(shè)備相應(yīng)的運行設(shè)置，使得所述系統(tǒng)產(chǎn)生所需的或預(yù)設(shè)的總電力輸出值。

由系統(tǒng)100的所述多個裝置10產(chǎn)生的電能可以串聯(lián)和/或并聯(lián)輸出，具體取決于所述系統(tǒng)特定的電能要求。