风电场和风力发电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]于此描述的实施例通常涉及风电场和风力发电系统。
【背景技术】
[0002]一个风力发电系统具有风力涡轮机，其中叶片(风力涡轮机叶片)被附连到转子，且所述风力涡轮机通过利用风力能源旋转转子发电，所述风力能源是可再生能源。
[0003]在该风力发电系统中，分开的气流有时形成在叶片的表面上以改变发电量。例如，当风速或风向突然变化时，围绕叶片的速度三角形大大偏离额定点，所以分开的气流在宽的范围内形成。不易于通过调整偏转角或俯仰角充分地应对风速和风向的突然变化。因此，在该风力发电系统中，稳定地保持发电输出是困难的，因此有时不易于提高效率。
【发明内容】
[0004]作为这个的对策，已提出在叶片的表面上安装气流产生装置。气流产生装置设有一对彼此经由电介质分开的电极，并通过在所述一对电极之间加电压而产生气流。这可抑制分开的气流的产生以增加叶片的升力，这可以提高发电输出。也就是说，通过在叶片的表面上安装气流产生装置，有可能获得“升力增加效果”。
[0005]特别地，已经证实，在中型风力涡轮机(额定30kW)和大型风力涡轮机(兆瓦级)中，通过在叶片的表面上安装气流产生装置，有可能充分地提高发电输出。进一步地，已经证实，通过使用气流产生装置来抑制分开的气流将在叶片的下游区域上的压力损失减少至I/2到 I/3。
[0006]图8是图示地示出了在根据相关技术的风力发电系统中的其中安装有气流产生装置的风力涡轮机的透视图。
[0007]风力涡轮机I是例如迎风型螺旋桨风力涡轮机，并且如图8所示，包括塔2、舱3、转子4以及风向风速仪单元5。
[0008]在风力涡轮机I中，塔2沿竖直方向延伸，且它的下端部固定到埋在地下的底座(未示出)。
[0009]在风力涡轮机I中，舱3被安装在塔2的上端部。舱3被支撑在塔2的上端部以致可绕竖直方向轴线旋转，以便调整偏转角0y。
[0010]在风力涡轮机I中，转子4在舱3的一侧端部被可旋转地支撑，并绕水平方向旋转轴线沿旋转方向R旋转。转子4包括毂41和多个叶片42。
[0011]在转子4中，毂4包括半椭圆体形状的端盖，并且如此形成以至于随着它从迎风侧移向背风侧，它的外周缘表面的外直径增加。在转子4中，多个叶片42被附连在毂41周围以致在旋转方向R上彼此分开。例如，设有三片叶片42，且它们中的每个具有被毂41可旋转地支撑的一端，为的是调整俯仰角α。
[0012]图9是示出了在该风力发电系统中的叶片42中的一个的视图。图9示出了沿叶片42的叶片厚度方向的横截面。
[0013]如图9所示，气流产生装置61被安装在叶片42上。进一步地，如图8所示，在多个叶片42中的每个上，多个气流产生装置61被如此安装以致被布置在展向方向上。气流产生装置61将在下面详细描述。
[0014]如图8所示，在风力涡轮机I中，风向风速仪单元5在叶片42的背风侧上被附连到舱3的上表面上。由风向风速仪单元5测量的风速和风向的数据被输出至控制单元(未示出)。然后，根据测得的数据，控制单元调整偏转角和俯仰角α。进一步地，根据测得的数据，控制单元控制气流产生装置61的运行。
[0015]图10、图1lA和图1lB是图示地示出了在该风力发电系统中的气流产生装置61的视图。图10是透视图。图1IA是截面图而图1IB是俯视图。图1IA对应图1IB中X-X部分中的横截面。图10、图1lA和图1lB示出了气流产生装置61在它被安装在叶片42上(参照图9)之前的状
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[0016]如图10、图1IA和图1IB所示，气流产生装置61包括基底611、第一电极621以及第二电极622。气流产生装置61具有设在基底611上的第一电极621和第二电极622，并且具有例如几个毫米的厚度。气流产生装置61通过不同加工形成，例如压力加工和挤压成型加工。
[0017]在气流产生装置61中，基底611由介电材料(绝缘体)形成。例如，基底611通过使用树脂形成，例如聚酰亚胺树脂、硅树脂(硅橡胶)、环氧树脂或氟碳树脂，并且基底611是柔性的。作为替代，例如，基底611可由多个预浸片的堆叠层构成，其中云母纸浸有环氧树脂。
[0018]在气流产生装置61中，第一电极621和第二电极622中的每个由导电材料例如金属材料形成。
[0019]第一电极621是线性延伸的板形体。第一电极621是表面电极并设在基底611的表面(上表面)上。这里，第一电极621被如此布置以致其上表面暴露且它的除了上表面之外的表面(下表面、侧表面)与基底611接触。
[0020]与第一电极621相似，第二电极622是线性延伸的板形体。第二电极622是内电极，并且不同于第一电极621的是，第二电极622设在基底611内部。也就是说，第二电极622具有与基底611相接触的上表面、下表面以及侧表面，并且第二电极622被布置在与第一电极621相比更深的位置上。进一步地，第二电极622在与第一电极621延伸于其中的延伸方向(第一方向、长度方向)相同的方向上线性延伸。这里，第二电极622被如此布置以致第二电极622和第一电极621被布置在垂直于第一电极621的延伸方向(第一方向)的方向(第二方向)中。
[0021]如图9所示，气流产生装置61设在叶片42的表面上。气流产生装置61结合到叶片42以便它的与其上设有第一电极621(参照图11Α)的表面(上表面)相反的表面(下表面)与叶片42的叶片背侧表面紧密接触。进一步地，气流产生装置61的第一电极621和第二电极622被安装在叶片42的叶片背侧表面(上表面)的前缘LE侧部。第一电极621和第二电极622被如此安装以致从前缘LE朝向后缘TE按顺序布置。
[0022]进一步地，如图8所示，多个气流产生装置61被安装在多个叶片42中的每一个上以便被布置在展向(翼展)方向上。这里，多个气流产生装置61彼此分开安装，并且第一电极621和第二电极622的延伸方向(第一方向)沿着展向(翼展)方向。
[0023]在气流产生装置61中，第一电极621和第二电极622中的每个经由连接线(未示出)电连接至电压施加单元(未示出)，尽管省略它们的附图。电压施加单元是等离子电源，并且根据来自控制单元(未示出)的控制信号输出在第一电极621和第二电极622之间施加电压，借此由电介质阻挡放电导致的等离子气流形成在气流产生装置61的表面(上表面)上。例如，由低频脉冲调制波脉冲调制的高频电压被加在第一电极621和第二电极622之间，以便间断地形成气流。气流被诱导以致例如从第一电极621—侧流向第二电极622—侧，这抑制了分开的气流的形成。
[0024]风电场是其中多个风力涡轮机被安装在预定安装区域中以便获得大的发电量的风力发电系统。在风电场中，比如有可能为了降低成本，气流产生装置不能被安装在多个风力涡轮机的全部上。因此，有时难以充分提高发电输出。
[0025]进一步地，在风力发电系统中，在气流产生装置被安装在叶片上时，气流产生装置有时被腐蚀以致损坏。
[0026]因此，本发明将解决的一个问题是提供一个风电场和一个风力发电系统，所述风电场和风力发电系统能够实现提高发电输出、防止腐蚀的发生等等中的至少一个。
【附图说明】
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