一种压缩空气储能叶片尾缘喷气一体化风力发电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种风力发电机，具体讲涉及一种压缩空气储能叶片尾缘喷气一体化风力发电机。
【背景技术】
[0002]由于世界能源消耗持续增加，全球范围内的能源危机形势愈发明显；而因风能的可再生、分布广、无污染的特性，使风能发电成为世界可再生能源发展的重要方向；目前，我国风力发电场的建设以及风力发电的装机容量正在迅猛发展。
[0003]但是，由于风力发电受环境制约较大，在目前的风力发电方式中，最大的缺点在于发电与用电不同步，风力强弱不一导致风机输出的电流不流，使得风力发电的供给与需求很难协调，导致风电场弃风现象严重。
[0004]储能技术被视为电网运行过程“采-发-输-配-用-储”六大环节中的重要组成部分。在风力发电中的压缩空气蓄能(CAES)指的是在高压情况下通过压缩空气来存储大量的可再生能源，然后将其存储在大型地下洞室、枯竭井或蓄水层里。在非用电高峰期(如晚上或周末)，用电机带动压缩机，将空气压缩进一个特定的地下空间存储。然后，在用电高峰期(如白天)，通过一种特殊构造的燃气涡轮机，释放地下的压缩空气进行发电。
[0005]虽然这种技术是一种较为高效的能源利用方式，但是燃气涡轮机的运行仍然需要消耗天然气或其他石化燃料能源。
[0006]基于上述原因，发明人提出利用风机塔筒作为压缩空气储能容器，将剩余风能转换为压缩空气内能，当需要回收利用这些存储的能量时，直接通过压缩空气的高速喷气流驱动风机叶片转动发电，彻底改变了压缩空气需要通过增加燃气涡轮机再次发电的常规方法。
【发明内容】
[0007]为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种压缩空气储能叶片尾缘喷气一体化风力发电机，直接实现了风能的存储和再回收利用，能够有效缓解风力发电场的弃风现象，实现了风能的尚效利用。
[0008]本发明的目的是采用下述技术方案实现的:
[0009]本发明提供的一种压缩空气储能叶片尾缘喷气一体化风力发电机，所述风力发电机包括风轮I和塔筒2，所述风轮I由径向设置的叶片10构成；其改进之处在于:所述塔筒2密闭中空，且其上下两端分别设置通气孔；所述叶片10尾部旋转背风面侧沿其翼缘设置喷气孔4，所述喷气孔4与塔筒2上端的通气孔之间设置导气管3。
[0010]本发明提供的第一优选技术方案为，所述风力发电机底部设置空气压缩机5，所述空气压缩机5与塔筒2下端的通气孔之间设置管道6，所述管道6中设置开关控制阀。
[0011]本发明提供的第二优选技术方案为，所述塔筒2底部设有用于控制塔筒2内部空气压力的自动安全阀7。
[0012]本发明提供的第三优选技术方案为，所述喷气孔4为在所述叶片10尾部旋转背风面侧沿其翼缘开凿的窄缝，所述窄缝的出气口设置在所述叶片10的旋转背风面侧。
[0013]本发明提供的第四优选技术方案为，所述窄缝的进气口与设置在叶片10内部的导气管3连接。
[0014]本发明提供的第五优选技术方案为，所述喷气孔4为在所述叶片10尾部旋转背风面侧沿其翼缘设置的圆孔；所述圆孔的数量大于1，且其出气口设置在所述叶片10的旋转背风面侧。
[0015]本发明提供的第六优选技术方案为，所述导气管3焊接在叶片10的背风面，并且通过卡箍9固定；所述导气管3与圆孔的进气口连接。
[0016]本发明提供的第七优选技术方案为，所述塔筒2由依次设置的锥形塔节11构成，所述塔节11两端设有法兰(12)，所述法兰12通过螺栓连接，所述法兰12之间设置密封垫。
[0017]本发明提供的第八优选技术方案为，所述塔筒2的内壁设置密封涂层13。
[0018]本发明提供的第九优选技术方案为，所述塔筒2的外壁设置吸热涂层8。
[0019]与最接近的现有技术比，本发明具有如下有益效果:
[0020]1、本发明提供的压缩空气储能叶片尾缘喷气一体化风力发电机，直接实现了风能的存储和再回收利用，能够有效缓解风力发电场的弃风现象，实现了风能的高效利用。
[0021]2、本发明提供的压缩空气储能叶片尾缘喷气一体化风力发电机，利用塔筒做为储能容器，并通过管道将风电场中的塔筒贯通组成压缩空气容器阵列；并且通过操控各个塔筒与管道相联的阀门，根据需要的发电量适时调节压缩空气容量。
[0022]3、本发明提供的压缩空气储能叶片尾缘喷气一体化风力发电机，在塔筒外表面涂刷太阳能吸热涂层，利用昼夜温差效应进一步提高压缩空气压强，同时亦可将收集的太阳能转化为电能，提高了能量转化效率。
[0023]4、本发明提供的压缩空气储能叶片尾缘喷气一体化风力发电机，通过导气管将塔筒内的高压空气引导至叶片尾缘的喷气孔喷射并形成高速气流，利用高速喷气气流驱动叶片转动发电，不但节能环保，而且极大提高了风力发电机的工作效率。
[0024]5、本发明提供的压缩空气储能叶片尾缘喷气一体化风力发电机，结构简单，便于操作，易于后期的维护管理。
[0025]6、本发明提供的压缩空气储能叶片尾缘喷气一体化风力发电机，充分利用现有的风机资源，将储能及回收集成到一台风机中，实现了清洁能源存储及回收一体化风力发电系统。
【附图说明】
[0026]图1:本发明提供的压缩空气储能叶片尾缘喷气一体化风力发电机的结构示意图；
[0027]图2:本发明提供的叶片内置式导气管和喷气孔的结构示意图；
[0028]图3:本发明提供的叶片外置式导气管和喷气孔的结构示意图；
[0029]图4:本发明提供的塔筒的结构示意图；
[0030]图5:本发明提供的塔筒A-A处的截面结构示意图；
[0031]其中:1、风轮；2、塔筒；3、导气管；4、喷气孔；5、空气压缩机；6、管道；7、安全阀；8、吸热涂层；9、卡箍；10、叶片；11、塔节；12、法兰；13、密封涂层。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步的详细说明。
[0033]本发明实施例提供的压缩空气储能叶片尾缘喷气一体化风力发电机，如图1所示，压缩空气储能叶片尾缘喷气一体化风力发电机包括风轮I和塔筒2 ;密闭中空的塔筒2的内部用于储存压缩空气，其上下两端分别设置通气孔，在塔筒2底部还安装用于控制塔筒2内部空气压力的自动安全阀7，当塔筒2内部空气压力超过设计值或外部风速达到危险值时，可自动开启安全阀7，快速释放塔筒内部压缩空气；风轮I由径向设置且等分圆周的叶片10构成，叶片10尾部旋转背风面侧沿其翼缘设置喷气孔4，喷气孔4与塔筒2上端的通气孔之间通过导气管3连接，塔筒2下端的通气孔通过管道6与在风力发电机底部安装的空气压缩机5连接，管道6安装用于控制管路通断的开关控制阀。
[0034]其中，导气管3与喷气孔4在叶片10的设置方式分为以下两种:
[0035]内置式:如图2所示，在叶片10尾部旋转背风面侧，沿其翼缘开凿宽为10mm、长为100mm的窄缝做为喷气孔4，同时在叶片10的内部布置导气管3，导气管3与窄缝的进气口连接，窄缝的出气口设置在叶片背风面。在无风期或用电负荷增大时，用导气管3将塔筒2