較已知的額定功率N1高的額定功率N22。
[0064]不過，實際上，基于已知風(fēng)力發(fā)電機的安全性和穩(wěn)定性，功率不能超出功率輸出N1(或NVN1)許多，這是因為作為前提的已知(更輕)設(shè)置。因此，從點A32開始，功率輸出會稍微超過N1，而額外槳葉2會在正要到達點&時從風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)上拆卸下來。從點C1開始，便會開始使用額定功率生產(chǎn)，同時已知槳葉I的控制系統(tǒng)會限制已知風(fēng)力發(fā)電機的功率。
[0065]在轉(zhuǎn)換點A32之后功率輸出稍微上升然后再下降(曲線A32C1)是設(shè)有“被動失速控制”來調(diào)控功率的風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)的普遍特征。與“主動槳距控制”的系統(tǒng)不同的是，在“主動槳距控制”時額定功率可持續(xù)調(diào)控和保持恒定。
[0066]此外，采用比已知發(fā)電機強10-20%的發(fā)電機可以在點A32至點(^之間的過渡階段帶來很大的好處，而且大體上不會對整體成本構(gòu)成負(fù)擔(dān)。
[0067]因此，新的風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)更早(點A32而非點C1)達到額定功率犯而且切入風(fēng)速較低，從而確保更高的年產(chǎn)量。
[0068]“切出風(fēng)速” Vf在所有方案和圖5-6所示的功率輸出曲線N^NdPN22中都是一樣的，因此在全部情況下構(gòu)成相同的操作限制。
[0069]根據(jù)某給定的風(fēng)能來比較上述圖5-6中的功率曲線見、犯和犯2，對應(yīng)上述功率輸出的能量總年產(chǎn)量P1、P2和P22按次序排列為Pl<P22<P2，其中P2為最大，其對應(yīng)于額外槳葉2設(shè)有“主動槳距控制”的情況。P2為最大的原因是系統(tǒng)的控制程序是持續(xù)的，目的是提供保護和使效率最優(yōu)化。
[0070]尤其是，當(dāng)區(qū)域內(nèi)的風(fēng)能水平普遍低下，額外槳葉2的功用便尤其重要。這是因為:a)操作啟動的切入風(fēng)速Vc2很低(VC2<VC1)時，額外槳葉2便幾乎全年都會連接至風(fēng)力發(fā)電機，大幅增加產(chǎn)能，快速減少額外投資的攤還時間;b)在不影響風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)其它結(jié)構(gòu)的前提下，系統(tǒng)中的發(fā)電機可以設(shè)置為比現(xiàn)有的強至少20%，立即明顯地增加年產(chǎn)量;和c)可促進尤其是低地的發(fā)展和電力化，因為低地一般來說都最大的能源需求集中地。
[0071]在風(fēng)力發(fā)電機的另一種實施方式中，系統(tǒng)可以設(shè)有兩部獨立的發(fā)電機:一部很小型的發(fā)電機，幾乎是現(xiàn)有發(fā)電機大小的50%，用作啟動;另一部發(fā)電機是現(xiàn)有發(fā)電機大小的約120%，用作額定功率操作。兩部發(fā)電機依次連接至系統(tǒng)。使用兩部不同的發(fā)電機可以增加產(chǎn)量，因為系統(tǒng)中額外槳葉2的操作時間明顯更長，而且因為額外槳葉2立即顯著地增加對風(fēng)力發(fā)電機的軸的扭力，其也增加了已知風(fēng)力發(fā)電機的額定功率。
[0072]在另一種實施方式中，額外槳葉2由層壓合成纖維構(gòu)成，在風(fēng)壓的作用力下(氣動彈性)，使額外槳葉2在高風(fēng)速時自動接受被動扭曲和彎曲，并且同時改變槳距角和直徑。(圖中未示)
[0073]額外槳葉也可以設(shè)有獨特的氣動齒狀邊緣元件(襟翼或齒狀端葉片)，其設(shè)置在氣流脫離邊緣，或者設(shè)有多個短小的氣動凸出物，垂直固定于額外槳葉2的外凸面上，以便可選地形成低湍流渦流(渦旋產(chǎn)生器)，延遲氣流的脫離和增強驅(qū)動力。(圖中未示)
[0074]為了保護整個結(jié)構(gòu)，除了設(shè)置安全系統(tǒng)外，若干擾電力供應(yīng)，額外槳葉2會脫離和斷掉連接，重量平衡塊15的伸縮系統(tǒng)16的液壓系統(tǒng)也會關(guān)閉，從而使伸縮系統(tǒng)自動縮回，逐漸但快速地停止驅(qū)動額外槳葉2，使其停止運轉(zhuǎn)，回到起初垂直的待用狀態(tài)。
[0075]在另一種實施方式中，也可以通過其它非常不同的方法和手段來連接風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)中的額外槳葉2，例如通過電磁連接等等。(圖中未示)
[0076]在另一種實施方式中，現(xiàn)有的旋翼可以只設(shè)有兩塊相反方向的已知槳葉I，使得兩塊額外槳葉采取以下任一形式:a)兩塊額外槳葉是獨立設(shè)置而且彼此相同，并且朝相反方向?qū)R排列，于連接階段時在兩個平行的面上旋轉(zhuǎn)(如時鐘指針)，在拆卸階段時沿著塔3下垂和彼此平行;或b)永遠(yuǎn)朝相反方向地彼此連接(作為一整體)。(圖中未示)
[0077]顯而易見的是，可以結(jié)合上述不同的實施方式組合成更多不同的新實施方式。
【主權(quán)項】
1.具有水平旋轉(zhuǎn)軸(4)和螺旋操作的風(fēng)力發(fā)電機，其具有兩種獨立的旋翼，其中一種已知和主要的旋翼設(shè)有三塊現(xiàn)有的對稱設(shè)置的已知槳葉(I)，已知槳葉(I)永久地固定于旋轉(zhuǎn)軸(4)和發(fā)電機上;其特征在于:；另一種旋翼是第四塊都是以螺旋操作的額外槳葉(2);額外槳葉(2)較三塊已知槳葉(I)長，其可選地連接設(shè)有所述三塊已知槳葉(I)的旋翼;在兩種旋翼連接時，兩種旋翼在相互平行的面上朝相同方向與旋轉(zhuǎn)軸(4)同軸地旋轉(zhuǎn);所述具有水平軸和螺旋操作的風(fēng)力發(fā)電機的特征在于:額外槳葉(2)在其連接狀態(tài)時設(shè)置于其中兩塊相連的已知槳葉(I)之間的空間中，并且相對第三塊已知槳葉(I)朝相反方向設(shè)置;額外槳葉(2)較三塊已知槳葉(I)長;額外槳葉(2)在低風(fēng)速環(huán)境下可選地與風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)連接，然后朝旋轉(zhuǎn)軸(4)相同的轉(zhuǎn)向旋轉(zhuǎn)，并且在在高風(fēng)速環(huán)境下被拆卸;額外槳葉(2)在其連接狀態(tài)時的旋轉(zhuǎn)速度與設(shè)有三塊已知槳葉(I)的旋翼的旋轉(zhuǎn)速度相同;連接和額外槳葉(2)在其拆卸狀態(tài)時，額外槳葉都維持在待用位置;額外槳葉(2)處于待用位置時，其停止旋轉(zhuǎn)，并且總是于塔(3)的前面朝風(fēng)向垂直定位;額外槳葉(2)在其拆卸狀態(tài)時不直接或間接地連接旋轉(zhuǎn)軸(4)和發(fā)電機。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有水平旋轉(zhuǎn)軸(4)和螺旋操作的風(fēng)力發(fā)電機，其特征在于:額外槳葉(2)設(shè)有朝相反方向設(shè)置的重力平衡塊(15)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述具有水平旋轉(zhuǎn)軸(4)和螺旋操作的風(fēng)力發(fā)電機，其特征在于:重力平衡塊(15)設(shè)有伸縮系統(tǒng)(16)，或齒條和齒輪，以便作出徑向位移。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述具有水平旋轉(zhuǎn)軸(4)和螺旋操作的風(fēng)力發(fā)電機，其特征在于:當(dāng)額外槳葉(2)處于待用位置時，其垂直和緊貼塔(3)，而且被塔(3)覆蓋。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述具有水平旋轉(zhuǎn)軸(4)和螺旋操作的風(fēng)力發(fā)電機，其特征在于:額外槳葉(2)設(shè)有主動槳距控制系統(tǒng)或被動失速控制系統(tǒng)或其組合。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述具有水平旋轉(zhuǎn)軸(4)和螺旋操作的風(fēng)力發(fā)電機，其特征在于:額外槳葉(2)的輪轂/套(13)設(shè)有一對活塞/螺栓(10);兩個活塞/螺栓(10)都位于貫穿旋轉(zhuǎn)軸(4)的同一平面上，平行于旋轉(zhuǎn)軸(4)移動，并且通過兩徑向臂部(14)可選地與旋轉(zhuǎn)軸(4)連接和分離;兩臂部(14)朝相互相反的方向延伸，垂直于旋轉(zhuǎn)軸(4)堅固地設(shè)置，并且沿其中一塊已知槳葉(I)垂直排列，把旋轉(zhuǎn)扭力傳送至旋轉(zhuǎn)軸(4)。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述具有水平旋轉(zhuǎn)軸(4)和螺旋操作的風(fēng)力發(fā)電機，其特征在于:額外槳葉(2)設(shè)有獨立制動系統(tǒng)。8.根據(jù)權(quán)利要求1，3-8任一所述具有水平旋轉(zhuǎn)軸(4)和螺旋操作的風(fēng)力發(fā)電機，其特征在于:額外槳葉(2)設(shè)有氣動齒狀邊緣元件(襟翼或齒狀端葉片)，其設(shè)置在氣流脫離邊緣。9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一所述具有水平旋轉(zhuǎn)軸(4)和螺旋操作的風(fēng)力發(fā)電機，其特征在于:系統(tǒng)設(shè)有兩部獨立的發(fā)電機;一部較小型的發(fā)電機用作啟動，和另一部較大的發(fā)電機用作額定功率時的操作。10.根據(jù)權(quán)利要求1，3-9任一所述具有水平旋轉(zhuǎn)軸(4)和螺旋操作的風(fēng)力發(fā)電機，其特征在于:額外槳葉(2)外凸面上設(shè)有多個垂直短小的氣動凸出物。11.根據(jù)權(quán)利要求1，3-10任一所述具有水平旋轉(zhuǎn)軸(4)和螺旋操作的風(fēng)力發(fā)電機，其特征在于:額外槳葉(2)通過電磁連接與系統(tǒng)連接和斷開。12.根據(jù)權(quán)利要求1，3-11任一所述具有水平旋轉(zhuǎn)軸(4)和螺旋操作的風(fēng)力發(fā)電機，其特征在于:額外槳葉(2)的結(jié)構(gòu)使其在高風(fēng)速作用下自動接受被動扭曲和彎曲，并且同時改變 槳距角和直徑。
【專利摘要】一種螺旋操作的水平軸風(fēng)力發(fā)電機，其可在低風(fēng)速時使用，其設(shè)有主旋翼，主旋翼設(shè)有三塊槳葉(1)；第四塊都是以螺旋操作的額外槳葉(2)設(shè)置于其中兩塊相連的槳葉(1)之間的空間中，并且相對第三塊槳葉(1)朝相反方向設(shè)置；額外槳葉(2)的長度較槳葉(1)長；額外槳葉(2)不是永久地與風(fēng)力發(fā)電機連接，而是在低風(fēng)速時可選地與風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)連接，啟動風(fēng)力發(fā)電機和提高能量生產(chǎn)。額外槳葉(2)設(shè)有朝相反方向設(shè)置的重量平衡塊(15)來平衡產(chǎn)生的力；額外槳葉(2)在與主旋翼平衡的一個面上旋轉(zhuǎn)。額外槳葉(2)理想地在待用狀態(tài)或風(fēng)力發(fā)電機在低風(fēng)速操作時實現(xiàn)連接，而在操作狀態(tài)下的額定功率時實現(xiàn)脫離。拆卸額外槳葉(2)后，額外槳葉(2)處于垂直位置，保持不動地緊貼著塔(3)。
【IPC分類】F03D1/02, F03D15/00, F03D7/02, F03D1/06
【公開號】CN105637218
【申請?zhí)枴緾N201480045350
【發(fā)明人】伊曼紐爾·德米扎基, 阿里斯蒂德斯·德米扎基
【申請人】伊曼紐爾·德米扎基, 阿里斯蒂德斯·德米扎基
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2014年8月20日
【公告號】EP3036434A2, US20160208772, WO2015036806A2, WO2015036806A3, WO2015036806A4