基于废旧风电机组叶片的压缩空气储能系统及方法

本发明属于废旧风电机组叶片回收再利用，具体涉及一种基于废旧风电机组叶片的压缩空气储能系统及方法。

背景技术：

1、目前，对于并网运行超过15年或单台机组容量小于1.5兆瓦的风电场，需要开展改造升级，俗称“以大代小”，即对运营较久的风电场，需要整体或局部拆除老旧风电机组后安装容量更大、叶片更长、塔筒更高的风电机组，以取代原来的老旧机组提高有限资源条件下风电场供应绿电的能力。

2、风电场“以大代小”的方式包括“增容技改”（直接替换原有小型风电机组，实现风电场的风机迭代和容量扩充）和“等容置换”（在风电场总容量不变的情况下替换原有较小的风电机组）。而无论是哪种“以大代小”方式，其替换下来的老旧风电机组的叶片处理方式均是一个亟待解决的难题。传统技术中，老旧风电机组的叶片处理方式通常有三种，第一种是将废弃叶片进行破碎、磨碎和分离处理，最终得到叶片的材料，如玻璃纤维和树脂等；第二种是进行化学溶解再利用；第三种是直接深埋到地下。而这些方式普遍存在着处理效率低下、运输及回收成本高、对环境污染大等问题。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种基于废旧风电机组叶片的压缩空气储能系统及方法，解决传统废旧风电机组叶片处理存在的效率低，运输及回收成本高、对环境污染大的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于废旧风电机组叶片的压缩空气储能系统，包括叶片本体、固定盘、调节组件、支撑座、传动摇杆、活塞杆、空气压缩壳体、前端盖、后端盖、活塞头组件、第一单向进气阀、第二单向进气阀、第一集气管路、第二集气管路和压缩空气储罐；

3、所述叶片本体连接在所述固定盘的上方；所述调节组件设置在所述固定盘和所述支撑座之间；所述传动摇杆的上端伸入所述叶片本体的内部，所述传动摇杆的下端依次穿过所述固定盘、所述调节组件并伸入至所述支撑座的下方，伸入至所述支撑座下方的所述传动摇杆的下端和所述活塞杆的一端铰接；

4、所述空气压缩壳体的前端连接所述前端盖，所述空气压缩壳体的后端连接所述后端盖；所述活塞头组件设置在所述空气压缩壳体的内部，所述活塞杆的另外一端经所述前端盖伸入至所述空气压缩壳体的内部，伸入至所述空气压缩壳体内部的所述活塞杆的另外一端和所述活塞头组件连接；

5、所述第一单向进气阀连接所述前端盖，所述第一单向进气阀的出气端导通所述空气压缩壳体的内部；所述第二单向进气阀连接所述后端盖，所述第二单向进气阀的出气端导通所述空气压缩壳体的内部；

6、所述第一集气管路的集气口经所述前端盖连通所述空气压缩壳体的内部；所述第二集气管路的集气口经所述后端盖连通所述空气压缩壳体的内部；所述第一集气管路、所述第二集气管路的出气端连通所述压缩空气储罐。

7、作为基于废旧风电机组叶片的压缩空气储能系统优选方案，所述叶片本体的底部设有槽孔，所述传动摇杆的上端经所述槽孔由所述叶片本体的根部伸入至所述叶片本体的叶尖部位；

8、所述叶片本体的内部设有限位杆，所述限位杆位于所述传动摇杆的两侧以对所述传动摇杆的摆动进行限位。

9、作为基于废旧风电机组叶片的压缩空气储能系统优选方案，所述调节组件包括调节驱动电机、俯仰调节轴和调节盘；所述调节盘的上端和所述固定盘的下端连接，所述调节盘的侧部和所述俯仰调节轴连接，所述俯仰调节轴的端部和所述调节驱动电机的驱动端连接。

10、作为基于废旧风电机组叶片的压缩空气储能系统优选方案，所述固定盘、所述调节盘和所述支撑座形成有上下对应的通孔。

11、作为基于废旧风电机组叶片的压缩空气储能系统优选方案，所述活塞杆和所述前端盖的接触位置设有第一密封圈；所述活塞杆和所述第一集气管路的集气口之间形成有气流间隙。

12、作为基于废旧风电机组叶片的压缩空气储能系统优选方案，所述活塞头组件包括活塞头本体、耐磨环和第二密封圈；所述活塞头本体的端部和所述活塞杆的端部连接，所述耐磨环设置在所述活塞头本体的外围；所述活塞头本体和所述空气压缩壳体的内壁接触部位设有所述第二密封圈。

13、作为基于废旧风电机组叶片的压缩空气储能系统优选方案，所述后端盖对应所述活塞头本体的位置连接有缓冲密封圈；

14、所述第二集气管路的集气口经所述缓冲密封圈导通所述空气压缩壳体的内部。

15、作为基于废旧风电机组叶片的压缩空气储能系统优选方案，所述第一集气管路连接有第一控制阀门，所述第二集气管路连接有第二控制阀门；

16、所述第一集气管路和所述第二集气管路共同连接有一个输气主管路，所述输气主管路连接所述压缩空气储罐。

17、本发明还提供一种基于废旧风电机组叶片的压缩空气储能方法，采用上述的基于废旧风电机组叶片的压缩空气储能系统，包括：

18、通过环境风力驱动叶片本体摇摆，驱动叶片的摇摆带动传动摇杆摇摆，传动摇杆摇摆通过活塞杆带动活塞头组件在空气压缩壳体内左右移动；

19、活塞头组件在空气压缩壳体向左移动时，活塞头组件对由第一单向进气阀进入空气压缩壳体左侧的气体进行压缩，并由第一集气管路输出到压缩空气储罐；

20、活塞头组件在空气压缩壳体向右移动时，活塞头组件对由第二单向进气阀进入空气压缩壳体右侧的气体进行压缩，并由第二集气管路输出到压缩空气储罐。

21、作为基于废旧风电机组叶片的压缩空气储能方法优选方案，对环境中的风速进行监测，根据风速对叶片本体的俯仰角度进行调整；

22、对第一集气管路内的气体通过第一控制阀门进行控制，当第一集气管路内的气体压力达到设定值时，打开第一控制阀门向压缩空气储罐进行气体输送；

23、对第二集气管路内的气体通过第二控制阀门进行控制，当第二集气管路内的气体压力达到设定值时，打开第二控制阀门向压缩空气储罐进行气体输送。

24、本发明具有如下优点：设有叶片本体、固定盘、调节组件、支撑座、传动摇杆、活塞杆、空气压缩壳体、前端盖、后端盖、活塞头组件、第一单向进气阀、第二单向进气阀、第一集气管路、第二集气管路和压缩空气储罐；叶片本体连接在固定盘的上方；调节组件设置在固定盘和支撑座之间；传动摇杆的上端伸入至叶片本体的内部，传动摇杆的下端依次穿过固定盘、调节组件并伸入至支撑座的下方，伸入至支撑座下方的传动摇杆的下端和活塞杆的一端铰接；空气压缩壳体的前端连接前端盖，空气压缩壳体的后端连接后端盖；活塞头组件设置在空气压缩壳体的内部，活塞杆的另外一端经前端盖伸入至空气压缩壳体的内部，伸入至空气压缩壳体内部的活塞杆的另外一端和活塞头组件连接；第一单向进气阀连接前端盖，第一单向进气阀的出气端导通空气压缩壳体的内部；第二单向进气阀连接后端盖，第二单向进气阀的出气端导通空气压缩壳体的内部；第一集气管路的集气口经前端盖连通空气压缩壳体的内部；第二集气管路的集气口经后端盖连通空气压缩壳体的内部；第一集气管路、第二集气管路的出气端连通压缩空气储罐。本发明无需较高的运输成本，直接在风电场内或附近的空地处实施，可以进一步延长叶片使用寿命，同时也可进行压缩空气的制取，避免环境污染，对新型能源系统的构建具有积极意义。