一种新型风能发电装置

本发明涉及风能发电技术领域，具体涉及一种新型风能发电装置。

背景技术：

绿色能源的开发应用是人类文明发展的必然趋势，而风能发电将成为人类利用自然界能源的重要途径，随着人们的深入研究发现，高空风力发电的确拥有清洁环保和较大成本下降的潜力，而风筝发电的优点被进一步证实，其在未来发电格局中的地位将更加重要，但现有的风筝发电装置存在以下不足：1.利用风筝带动地面大型转盘旋转，从而发电，这种风筝发电装置的地面设备过于大型，且较难保证连续旋转。2.在风筝机翼上安装类似螺旋桨的涡轮机叶片，空气带动叶片旋转产生电能，然后通过导电的绳索将电能传送到地面，这种技术如今被昵称作“飞翔的发电机”，这种风筝发电装置的电能传回地面的过程中损失较大。3.通过空中的风筝施加给控制绳索的力，带动地面设备发电，这种风筝发电装置比较笨重，使得放飞有一定难度，风筝回收时翼展范围没考虑改变，以致回收风筝时耗能过大，尽管有些设计采用双风筝方案(通过放飞第二个风筝带动滚筒反向旋转从而回收第一个风筝)，但很难避免牵引绳不缠绕。4.氦气风筝，就是一个大型的氦气飞行器上安装涡轮叶片发电机，直接在高空发电，这种风筝发电装置的电能传输不连续，且存储电能只能有一种方式。因此，为了避免现有技术中存在的缺点，有必要对现有技术做出改进。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种结构简单、运行持续稳定的新型风能发电装置。

本发明是通过以下的技术方案实现的：

一种新型风能发电装置，包括风筝及通过绳索与所述风筝连接的发电装置，所述风筝包括风筝骨架、与所述风筝骨架后侧连接的翼展气囊及安装于所述风筝骨架的控制器，所述翼展气囊的前侧设有折痕线，所述翼展气囊内充有氦气，所述风筝骨架包括左连接杆、中连接杆及右连接杆，所述左连接杆顶端与所述中连接杆的顶端铰接，所述中连接杆的顶端与所述右连接杆的顶端铰接，所述控制器的左侧铰接有左横杆，所述左横杆的左端与所述左连接杆铰接，所述控制器的右侧铰接有右横杆，所述右横杆的右端与所述右连接杆铰接，所述控制器内安装有第一电机，所述中连接杆的下部设有螺杆，所述控制器内安装有与所述螺杆螺接的传动齿轮，所述第一电机的电机轴连接有与所述传动齿轮啮合的电机齿轮，所述控制器内设有控制电路板及与所述控制电路板电连接的充电电池，所述控制电路板设有第一无线通信模块，所述发电装置包括发电装置外箱、安装于所述发电装置外箱内的发电机机组、主控制电路板、储电池、第二电机及整流变压器，所述储电池分别与所述第二电机及整流变压器电连接，所述发电机机组包括第一变速箱及分别与所述第一变速箱连接的滚筒与发电机，所述绳索缠绕在所述滚筒上，所述第二电机通过第二变速箱与所述滚筒传动连接，所述主控制电路板设有第二无线通信模块。

进一步，所述第二电机为交流电机，所述发电装置外箱内分别设有与所述第二电机及储电池连接的逆变器。

进一步，所述第二无线通信模块用于接收第一无线通信模块发出的反馈信号，并把控制信号发送给第一无线控制模块，所述第一无线控制模块用于发出反馈信号，并接收第二无线通信模块的控制信号。

进一步，所述翼展气囊设有气囊自动放气控制阀，所述气囊自动放气控制阀与所述控制电路板电连接。

进一步，所述第一电机为直流伺服电机，所述翼展气囊的后侧设有柔性太阳能电池板，所述柔性太阳能电池板与所述充电电池电连接。

进一步，所述风筝骨架安装有风速风向传感器，所述风速风向传感器与所述控制电路板电连接。

进一步，所述第一变速箱及第二变速箱均为离合器变速箱。

进一步，所述发电装置外箱的底部安装有转盘，所述转盘的侧部设有限制所述转盘转动的锁紧螺丝。

进一步，所述滚筒的直径小于等于20cm，所述滚筒的长度小于等于100cm，所述滚筒设有检测所述绳索的缠绕厚度的位置检测装置，所述位置检测装置与所述主控制电路板电连接。

进一步，所述翼展气囊后侧的上部呈向后凸起设置。

相对于现有技术，本发明通过风筝包括风筝骨架、与风筝骨架后侧连接的翼展气囊及安装于风筝骨架的控制器，翼展气囊的前侧设有折痕线，翼展气囊内充有氦气，左连接杆顶端与中连接杆的顶端铰接，中连接杆的顶端与右连接杆的顶端铰接，控制器的左侧铰接有左横杆，左横杆的左端与左连接杆铰接，控制器的右侧铰接有右横杆，右横杆的右端与右连接杆铰接，控制器内安装有第一电机，中连接杆的下部设有螺杆，控制器内安装有与螺杆螺接的传动齿轮，第一电机的电机轴连接有与传动齿轮啮合的电机齿轮，发电机机组包括第一变速箱及分别与第一变速箱连接的滚筒与发电机，绳索缠绕在滚筒上，第二电机通过第二变速箱与滚筒传动连接，使风能发电装置的结构简单、运行持续稳定，当其上升时翼展气囊完全打开，利用其表面垂直于气流时产生的拉力最大原理，风筝通过绳索拉动滚筒，滚筒通过第一变速箱拖动地面上的发电机转动做功发电，当风速过大时，适当减小风筝的翼展气囊大小以减少受风面积，避免损坏风筝，另外，当风筝表面平行于气流时，风筝的拉力最小，第二电机控制滚筒适当回转拉回风筝，直至继续迎风爬升，以这样的模式放飞直至绳索放尽，绳索放尽后，自动回收风筝到设定的高度，具有以下有益效果：

1.风筝轻巧，翼展气囊内充有氦气，容易放飞与回收。

2.风筝翼展可变化，使得回收的时候可以很大程度地减少阻力，降低能耗。

3.风筝充入氦气，使其在回收的时候能方便控制，控制器控制翼展气囊的变化，以便循环升降。

4.以绳索带动滚筒转动的方式来发电，所产生的电能可以选择通过储电池等储电设备储存，或者直接反馈给电网。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明新型风能发电装置的结构示意图；

图2为本发明新型风能发电装置的前视图；

图3为本发明新型风能发电装置的左视图；

图4为本发明发电装置的内部结构示意图。

图中：1-风筝；2-绳索；3-发电装置；4-翼展气囊；5-控制器；6-折痕线；7-左连接杆；8-中连接杆；9-右连接杆；10-左横杆；11-右横杆；12-螺杆；13-发电装置外箱；14-主控制电路板；15-储电池；16-第二电机；17-整流变压器；18-第一变速箱；19-滚筒；20-发电机；21-第二变速箱；22-逆变器；23-转盘；24-锁紧螺丝。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图4所示本发明的一种新型风能发电装置，包括风筝1及通过绳索2与风筝1连接的发电装置3，风筝1包括风筝骨架、与风筝骨架后侧连接的翼展气囊4及安装于风筝骨架的控制器5，翼展气囊4的前侧设有折痕线6，翼展气囊4内充有氦气，风筝骨架包括左连接7杆、中连接杆8及右连接杆9，左连接杆7顶端与中连接杆8的顶端铰接，中连接杆8的顶端与右连接杆9的顶端铰接，控制器5的左侧铰接有左横杆10，左横杆10的左端与左连接杆7铰接，控制器5的右侧铰接有右横杆11，右横杆11的右端与右连接杆9铰接，控制器5内安装有第一电机，中连接杆8的下部设有螺杆12，控制器5内安装有与螺杆12螺接的传动齿轮，第一第一电机的电机轴连接有与传动齿轮啮合的电机齿轮，控制器5内设有控制电路板及与控制电路板电连接的充电电池，控制电路板设有第一无线通信模块，发电装置3包括发电装置外箱13、安装于发电装置外箱13内的发电机机组、主控制电路板14、储电池15、第二电机16及整流变压器17，储电池15分别与第二电机16及整流变压器17电连接，发电机机组包括第一变速箱18及分别与第一变速箱18连接的滚筒19与发电机20，绳索2缠绕在滚筒19上，第二电机16通过第二变速箱21与滚筒19传动连接，主控制电路板14设有第二无线通信模块。通过风筝1包括风筝骨架、与风筝骨架后侧连接的翼展气囊4及安装于风筝骨架的控制器5，翼展气囊4的前侧设有折痕线6，翼展气囊4内充有氦气，左连接杆7顶端与中连接杆8的顶端铰接，中连接杆8的顶端与右连接杆9的顶端铰接，控制器5的左侧铰接有左横杆10，左横杆10的左端与左连接杆7铰接，控制器5的右侧铰接有右横杆11，右横杆11的右端与右连接杆9铰接，控制器5内安装有第一电机，中连接杆8的下部设有螺杆12，控制器5内安装有与螺杆12螺接的传动齿轮，第一电机的电机轴连接有与传动齿轮啮合的电机齿轮，发电机机组包括第一变速箱18及分别与第一变速箱18连接的滚筒19与发电机20，绳索2缠绕在滚筒上，第二电机16通过第二变速箱21与滚筒19传动连接，使风能发电装置的结构简单、运行持续稳定，当其上升时翼展气囊4完全打开，利用其表面垂直于气流时产生的拉力最大原理，风筝1通过绳索2拉动滚筒19，滚筒19通过第一变速箱18拖动地面上的发电机20转动做功发电，当风速过大时，适当减小风筝1的翼展气囊4大小以减少受风面积，避免损坏风筝1，另外，当风筝1表面平行于气流时，风筝1的拉力最小，第二电机16控制滚筒19适当回转拉回风筝1，直至继续迎风爬升，以这样的模式放飞直至绳索2放尽，绳索2放尽后，自动回收风筝1到设定的高度，具有以下有益效果：

1.风筝1轻巧，翼展气囊2内充有氦气，容易放飞与回收。

2.风筝翼展2可变化，使得回收的时候可以很大程度地减少阻力，降低能耗。

3.风筝1充入氦气，使其在回收的时候能方便控制，控制器5控制翼展气囊4的变化，以便循环升降。

4.以绳索2带动滚筒19转动的方式来发电，所产生的电能可以选择通过储电池15等储电设备储存，或者直接反馈给电网。

作为一种具体的实施方式，第二电机16为交流电机，发电装置外箱13内分别设有与第二电机16及储电池15连接的逆变器22，交流电机工作效率较高，维护简单，又没有烟尘、气味，不污染环境，噪声也较小。

第二无线通信模块用于接收第一无线通信模块发出的反馈信号，并把控制信号发送给第一无线控制模块，第一无线控制模块用于发出反馈信号，并接收第二无线通信模块的控制信号，主控制电路板14根据第一无线控制模块反馈的信号来控制控制器工作。

翼展气囊4设有气囊自动放气控制阀，气囊自动放气控制阀与控制电路板电连接，方便对翼展气囊4进行放气操作，以适应高空的低气压。

作为一种具体的实施方式，第一电机为直流伺服电机，方便稳定的推动或拉动翼展气囊4的张开或收合，惯性小，控制精度高，翼展气囊4的后侧设有柔性太阳能电池板，柔性太阳能电池板与充电电池电连接，白天充电到充电电池内，以备夜晚用电。

风筝骨架安装有风速风向传感器，风速风向传感器与控制电路板电连接，及时检测高空的风速与风向，方便控制器调节翼展气囊4的张开或收合。

作为一种具体的实施方式，第一变速箱18及第二变速箱21均为离合器变速箱，当风筝1爬升时，滚筒19与发电机20接合进行发电，此时滚筒19与第二电机16断开连接，当风筝1不爬升时，滚筒19与发电机20断开连接，此时滚筒19与第二电机16接合，回收绳索2与风筝1，方便对风筝1发电的实时控制。

发电装置外箱13的底部安装有转盘23，转盘23的侧部设有限制转盘23转动的锁紧螺丝24，可根据不同季节、不同气候的风向变化，来调节发电装置的摆放角度并锁紧，使滚筒19垂直于风向。

滚筒19的直径小于等于20cm，滚筒19的长度小于等于100cm，以便固定长度的绳索2能带动滚筒19多转几圈，也便于绳索2在摆动大的情况下仍然能轻松地缠绕在滚筒19上面，滚筒19设有检测绳索2的缠绕厚度的位置检测装置，位置检测装置与主控制电路板14电连接，当绳索2放尽时，位置检测装置检测不到滚筒19上有绳索2的缠绕厚度，主控制电路板14接收到绳索2放尽的信息后，发出回收风筝1的指令，当回收风筝1到设定的高度时，位置检测装置检测到滚筒19上绳索2的缠绕厚度小于设定值，主控制电路板14接收到绳索2达到指定厚度的信息后，发出重新放飞风筝1的指令，同时也可在风筝1上设置高度检测装置来通过控制电路板发送信息给主控制电路板14来控制风筝1的重新放飞。

翼展气囊4后侧的上部呈向后凸起设置，更利于风筝1的向上爬升。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。