一种尾流约束型风光互补系统的制作方法

专利检索2026-09-01  14


本申请涉及风力发电,特别涉及一种尾流约束型风光互补系统。


背景技术:

1、针对部分超低风速地区,风速较低,业内基本仅通过加长叶轮的方式来捕获更多低风速风能,请参照图1,风力发电机组在工作过程中随着叶片高速转动,会在风轮面后产生大量的漩涡区01,漩涡区01内,风流体紊乱压力低(伯努利原理),此时该漩涡区01会快速吸收周围流体02进行补充,气体波动性较明显,发电效率低,仍无法满足当地的电力需求。

2、因此,针对上述技术问题,如何提供一种稳定性高,且具有稳定电力输出能力的尾流约束型风光互补系统是本领域技术人员需要解决的技术问题。


技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种尾流约束型风光互补系统,可降低叶片后方的旋涡,提高风力发电机电力输出稳定性,同时结合光伏发电结构,进一步提高电力输出,从而满足当地的电力需求。

2、为实现上述目的,本申请提供一种尾流约束型风光互补系统,设置在风力发电机的机舱上,包括:

3、肋板,设置在所述机舱外周;

4、尾流约束管,通过多个所述肋板固定设置在所述风力发电机的叶片后方,所述尾流约束管为前后两侧具有开口的圆台结构,且一侧的开口靠近所述叶片且至少与所述叶片的转动范围对应;

5、柔性光伏组件,呈多组并列铺设在所述尾流约束管顶部外周,用于吸收光能进行电力补充;

6、扰流条,缠绕在所述尾流约束管外周,并位于相邻两组所述柔性光伏组件之间,所述扰流条与所述柔性光伏组件并列铺设;

7、其中,所述扰流条最高点高于所述柔性光伏组件最高点的30%以上。

8、优选地,所述尾流约束管前端开口直径小,后端开口直径大,且所述肋板至少为三个,并分别与所述尾流约束管顶部内壁以及两侧内壁抵持,用于保持所述尾流约束管稳定设置。

9、优选地,所述柔性光伏组件粘贴在所述尾流约束管外壁,且所述柔性光伏组件的电缆通过所述尾流约束管上的预留孔进入所述尾流约束管内部,并通过所述肋板上的电缆槽传输到所述机舱内。

10、优选地,所述尾流约束管外壁顶部设置有风速风向仪,用于获取风速风向情况,所述风速风向仪的电缆通过电缆槽传输到所述机舱内。

11、优选地,所述电缆槽上设置有挡线板,用于对所述电缆固定限位。

12、优选地,所述柔性光伏组件通过所述电缆连接所述机舱内的变频器,所述变频器用于将所述柔性光伏组件的直流电转换为交流电,以实现稳定电能质量恒频电力输出。

13、优选地,所述柔性光伏组件输出的电量与所述风力发电机输出的交流电一同输入到所述机舱的箱式变压器中,所述箱式变压器将电压升压至35kv,并通过一根导电缆输送至塔筒第一层平台的环网柜中。

14、优选地,所述环网柜将输出的电力储存在储能系统中。

15、优选地,所述储能系统为蓄电池。

16、相对于上述背景技术,本申请采用尾流约束管对风力发电机风叶片后的漩涡区进行约束,可以在一段距离上隔断外界自由流体快速补充到漩涡区内。此时叶片前与叶片后区域将产生压力差,该压差会将叶片前的风流体吸入到叶片后进行补充,使风流体在叶片前加速,提升风力发电机发电量,从而达到“聚能”功能,聚能功能将大大提升机组在超低风速区域的发电能力。此外,本申请还在尾流约束管外壁铺设对组柔性光伏组件,从而结合光伏发电提升整体发电效率。

17、而扰流条缠绕在尾流约束管外周,并位于相邻两组柔性光伏组件之间,扰流条与柔性光伏组件并列铺设,且扰流条最高点高于柔性光伏组件最高点的30%以上,在避免扰流条遮挡光伏组件的同时,通过扰流条降低卡门涡街带来的强烈流固耦合现象,以保证系统的整体稳定性。



技术特征:

1.一种尾流约束型风光互补系统,设置在风力发电机的机舱上,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的尾流约束型风光互补系统,其特征在于,所述尾流约束管前端开口直径小,后端开口直径大,且所述肋板至少为三个,并分别与所述尾流约束管顶部内壁以及两侧内壁抵持,用于保持所述尾流约束管稳定设置。

3.根据权利要求2所述的尾流约束型风光互补系统,其特征在于,所述柔性光伏组件粘贴在所述尾流约束管外壁,且所述柔性光伏组件的电缆通过所述尾流约束管上的预留孔进入所述尾流约束管内部,并通过所述肋板上的电缆槽传输到所述机舱内。

4.根据权利要求3所述的尾流约束型风光互补系统,其特征在于,所述尾流约束管外壁顶部设置有风速风向仪,用于获取风速风向情况,所述风速风向仪的电缆通过电缆槽传输到所述机舱内。

5.根据权利要求3或4所述的尾流约束型风光互补系统,其特征在于,所述电缆槽上设置有挡线板,用于对所述电缆固定限位。

6.根据权利要求5所述的尾流约束型风光互补系统,其特征在于,所述柔性光伏组件通过所述电缆连接所述机舱内的变频器,所述变频器用于将所述柔性光伏组件的直流电转换为交流电,以实现稳定电能质量恒频电力输出。

7.根据权利要求6所述的尾流约束型风光互补系统,其特征在于,所述柔性光伏组件输出的电量与所述风力发电机输出的交流电一同输入到所述机舱的箱式变压器中,所述箱式变压器将电压升压至35kv,并通过一根导电缆输送至塔筒第一层平台的环网柜中。

8.根据权利要求7所述的尾流约束型风光互补系统,其特征在于,所述环网柜将输出的电力储存在储能系统中。

9.根据权利要求8所述的尾流约束型风光互补系统,其特征在于,所述储能系统为蓄电池。


技术总结
本申请公开了一种尾流约束型风光互补系统,设置在风力发电机的机舱上,包括:肋板,设置在机舱外周;尾流约束管,通过多个肋板固定设置在风力发电机的叶片后方,尾流约束管为前后两侧具有开口的圆台结构,且一侧的开口靠近叶片且至少与叶片的转动范围对应;柔性光伏组件,呈多组并列铺设在尾流约束管顶部外周,用于吸收光能进行电力补充;扰流条,缠绕在尾流约束管外周,并位于相邻两组柔性光伏组件之间,扰流条与柔性光伏组件并列铺设;其中,扰流条最高点高于柔性光伏组件最高点的30%以上。上述系统可降低叶片后方的旋涡,提高风力发电机电力输出稳定性,同时结合光伏发电结构,进一步提高电力输出,从而满足当地的电力需求。

技术研发人员:梁作宇,邵蒋宁,诸荣耀,陶国均,周艳芳,张洪剑
受保护的技术使用者:浙江正泰新能源开发有限公司
技术研发日:20231103
技术公布日:2024/5/29
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