风车高能压缩物理储能发电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种风力发电机，特别是一种风车高能压缩物理储能发电系统，不仅可以作为小型储能发电站或储能路灯使用，在需要用电时释放能量驱动发电机进行发电，并对空气压缩伴生的热和压缩空气膨胀产生的冷，进行制冷、制热的综合利用。
【背景技术】
[0002]风力发电是当前较为广泛采用的新能源之一，现有风电多为一组风叶直接驱动一台发电机进行发电，小型风力发电机输出的电源多为给蓄电池储存，而大型风力发电机则可直接并入电网。
[0003]近几年还出现几种利用风力驱动的压缩空气储能风力发电机，比如现有专利:申请号CN201310081060.6 —种直接利用风力进行压缩空气储能的方法，申请号CN201320443861.8 一种压缩空气储能并网风力发电装置，申请号CN201410025330.6用于压缩空气储能的风力发电机塔架储气装置，这些风力发电装置的塔架上有与伞形齿轮同轴安装的风叶，利用风力驱动风叶通过伞形齿轮带动空气压缩机的主轴转动，给储气罐充入压缩空气，再由储气罐放气给气动马达驱动发电机进行发电输出。
[0004]这里需要提到的是二个普遍存在的问题，1、运行负荷大:就是指储气罐内处于低压力时，对压缩机来说是处于低负荷下运行，一般风力就可以驱动空气压缩机，但随着空气压缩机不断给储气罐充气，储气罐内压力在增大，空气压缩机转动负荷也随之加大，直至转不动，需要等待更大的风力才能继续驱动；2、储能量不足:由于普遍采用单级空气压缩机储能，同时受到生产制造成本和安置空间的制约，一般储气罐不能做得很大，就造成压缩空气储能不足，使储能发电时间大大缩短，影响了正常用电，而且在无风的夜晚，不能提供压缩空气给储气罐，且现有的旋转气动马达耗气量大机械效率低，因此储气罐内的压缩空气量在短时间里耗尽。
【发明内容】
[0005]针对上述现状存在不足的问题，本发明的目的是在于提供一种风车高能压缩物理储能发电系统，由风车驱动的多级压缩气缸组成高能量压缩空气储存在储气罐，配套的机械效率和发电效率都很高的自激式长行程气动直线发电机，有效地提高风能利用率和大幅度延长发电时间。
[0006]为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是:风车高能压缩物理储能发电系统，包括由风车、立杆、平衡块曲轴、连杆、多级压缩气缸，高压储气罐、放水阀、控制阀、自激式气动直线发电机所构成，所述多级压缩气缸分别为大、中、小三种容积的气缸，由低压、中压和高压逐级倍增加压组成的压缩机，所述自激式气动直线发电机是由自激式往复运动气缸与直线发电机组合的，其特征是带进气口低压气缸位于中心活塞下端，中压汽缸位于中心活塞上端，高压气缸位于中心活塞内，从高压气缸内固定活塞中心孔下端输出给高压储气罐后再经控制阀与自激式气动直线发电机连接。
[0007]与现有技术相比，本发明的优点在于:1、采用多级高能压缩物理储能系统，提高风车压缩储能的效率，优化和延长了发电时间，更有利于解决发电与用电不同步的矛盾，解决风能时大时小至发电不均的不足，实现稳定输出；2、采用高效的自激式气动直线发电机系统，集发动机自激驱动与高效直线发电机组合于一体，增大了活塞动子行程缩减了频率(惯性)提高了机械效率，具有高能压缩空气触发进气爆发性驱动，结构简单，成本较低；3、提高储气罐容积的利用率，极大的增加了能量密度，缩小高压储气罐的体积，节省生产制造成本；4、三级气缸压缩机往返都在做功，使风车运行更加平稳，它可根据储气瓶内压力由低到高渐变的实况，由预调压力单向阀自动进行三级活塞并列充气(储气罐初始充气需要大流量)和逐级增压的三级高压(储气罐充到中压后，要增大压力)充气，极大的提高了充气效率。三级压缩机产生的大流量和高压气源先储存到储气罐里，然后经电磁阀和管道供给自激式气动直线发电机做功。
【附图说明】
[0008]图1、本发明多级压缩气缸结构示意图。
[0009]图2、本发明多级压缩气缸吸气动作过程示意图。
[0010]图3、本发明多级压缩气缸中压压缩过程示意图。
[0011]图4、本发明多级压缩气缸高压压缩过程示意图。
[0012]图5、本发明多级压缩气缸输出结束过程示意图。
[0013]图6、本发明风车高能压缩物理储能气动马达式发电机系统示意图。
[0014]图7、本发明风车高能压缩物理储能自激式直线发电机系统示意图。
[0015]图8、本发明自激式气动直线发电机结构示意图。
[0016]图9、本发明自激式气动直线发电机上升排气动作局部示意图。
[0017]图10、本发明自激式气动直线发电机排气结束动作局部示意图。
[0018]图11、本发明自激式气动直线发电机触发高能压缩空气输入局部示意图。
[0019]图12、本发明风车高能压缩物理储能发电系统外形示意图。
[0020]图13、本发明用作LED路灯外形示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图对本发明做进一步描述。
[0022]参见图1所示，与风车主轴⑵联动的带平衡块曲轴⑴上一曲轴臂，连杆上端套于曲轴臂一销轴(3)上，连杆(4)下端的球状万向接头(609)安装在多级压缩气缸(6)的伸缩杆(601)上端。
[0023]多级压缩气缸(6)容积最大的带进气口的低压气缸(607)位于多级压缩气缸(6)下端，容积中等的中压汽缸(604)位于低压气缸(6)上端，容积最小的带出气口的高压气缸(602)位于中压汽缸活塞(604)内，高压气缸(602)产生的高压气源经固定活塞(606)内孔(614)输出，中压汽缸活塞(605)上端作为伸缩杆(601)部分，其下端作为低压气缸(607)的活塞面，多级压缩气缸(6)缸体￠03)内径与活塞(605)之间有活塞环￠18)。
[0024]所述低压气缸(607)进气口 ￠08)、低压气缸(607)与中压气缸(604)之间、高压气缸(602)输出口 ￠17)、高压气缸(602)负压释放孔均有单向阀，其中低压气缸(607)公用通道单向阀(615)与中压气缸(604)公用输出通道(612)单向阀(610)与高压空气输出(617)内部相通。
[0025]参见图8所示，垂直安装的自激式气动直线发电机(12)结构示意图，至少5个环状定子线圈(1217)安装在由矽钢片叠起的环状轭铁(1216)之间，环状轭铁(1216)安装在磁回路铁制套内(1207)，构成直线发电机定子部分，在定子上、下两端面各固定有带吸热片的驱动气缸(1205)、(1205，)和气缸头(1209)、(1209，)，并用螺丝(1222)紧固。
[0026]安装于定子中心孔内至少10个可在中心导杆(1214)滑动铁套(1218)上的磁环(1219)，磁环(1219)极性交替以间隔套(1221)排列于滑动铁管(1218)上，构成一串可以在导杆(1214)上滑动的磁环动子，在磁环(1219)动子上、下两端各设有活塞片(1215)(1215’)，分别位于上、下两端的气缸(1205)、(1205’)内，在靠近定子两端处还设有放气孔
(1206)、(1206，) ο
[0027]导杆(1214)两端固定在定子两端气缸头(1209)和(1209’ )的中心，导杆两端还设有单向阀驱动小气