风电场和风力发电系统的制作方法_2

文档序号:9861258阅读:来源:国知局
027]图1是示出了多个风力涡轮机I被布置在根据第一实施例的风电场中的状态的视图。
[0028]图2是示出了在根据第一实施例的风电场中的“流入风增加效果”的图表。
[0029]图3A是示出了在根据第一实施例的风电场中的“流入风增加效果”的图表。
[0030]图3B是示出了在根据第一实施例的风电场中的“流入风增加效果”的图表。
[0031]图4是示出了在根据第一实施例的修改示例的风电场中多个风力涡轮机I被布置的状态的视图。
[0032]图5是图示地示出了在根据第二实施例的风力发电系统中其中装有气流产生装置的风力涡轮机的视图。
[0033]图6是图示地示出了在根据第二实施例的修改示例的风电场中多个风力涡轮机被布置的状态的视图。
[0034]图7是示出了在根据第二实施例的修改示例的风电场中多个风力涡轮机I被布置的状态的视图。
[0035]图8是图示地示出了在根据相关技术的风力发电系统中其中装有气流产生装置的风力涡轮机的透视图。
[0036]图9是示出了在该风力发电系统中的一个叶片的视图。
[0037]图10是图示地示出了在该风力发电系统中的气流产生装置的视图。
[0038]图1lA是图示地示出了在该风力发电系统中的气流产生装置的视图。
[0039]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的视图。
【具体实施方式】
[0040]一个实施例的风电场包括风力涡轮机和气流产生装置,多个风力涡轮机被安装在预定安装区域中。风力涡轮机中的每个具有附连到转子的叶片。气流产生装置包括设在由绝缘材料形成的基底上的第一电极和第二电极,并通过加在第一电极和第二电极之间的电压产生气流。这里,所述多个风力涡轮机包括:在安装区域中吹过的风的风向中具有比预定值高的年频率的风向中位于上游一侧的第一风力涡轮机和与第一风力涡轮机相比位于更下游一侧的第二风力涡轮机。气流产生装置被安装在设在多个风力涡轮机中的第一风力涡轮机中的叶片上。
[0041 ]将参照附图描述实施例。
[0042]〈第一实施例〉
[0043][A]结构等
[0044]图1是示出了在根据第一实施例的风电场中多个风力涡轮机I被布置的状态的视图。图1是侧视图并示出了所述多个风力涡轮机I中的一些。
[0045]图1示出了在风电场中的其中装有多个风力涡轮机的安装区域中吹过的风的风向中具有比预定值高的年频率的风向中彼此相邻布置的两个风力涡轮机I。这里,沿主风向Pw(全年中具有最高频率的风向)的两个风力涡轮机I作为例子被示出。因此,如果从北向南吹的风是主风且主风向Pw是北向南方向,那么示于图1中的两个风力涡轮机I是布置在这个北向南方向上的风力涡轮机,左边的风力涡轮机IA(第一风力涡轮机)位于上游一侧(北侧),而右边的风力涡轮机IB(第二风力涡轮机)位于下游一侧(南侧)。
[0046]请注意风向的频率(F)为例如对在相应的十六个方向中吹过的风中的每个测得的时间(Tc)与一个时间(Ta-Tb)的比率,所述时间(Ta-Tb)等于总时间Ta减去静时Tb,S卩F =Tc/(Ta-Tb)。静时Tb是其中风速被测为0.4m/s或更低的时间。
[0047]如图1所示,所述风电场具有多个气流产生装置61以及多个风力涡轮机I。
[0048]在所述风电场中,所述多个风力涡轮机I中的每个是迎风型螺旋桨风力涡轮机并具有附连到转子4的叶片42,与在前述相关技术中的情况一样(参照图8)。
[0049]所述多个风力涡轮机I在水平方向上彼此分开布置。也就是说,在所述多个风力涡轮机I中,位于主风向Pw中的上游一侧的风力涡轮机IA和与风力涡轮机IA相比位于更下游一侧的风力涡轮机IB间隔安装。例如,所述多个风力涡轮机I被布置以便在所述多个风力涡轮机I之间的距离W(塔2的中心轴线之间的距离)变为叶片42的旋转直径D的十倍或更多(W> 10D)。
[0050]进一步地,所述多个风力涡轮机I被安装以便设在主风向Pw中位于上游一侧上的风力涡轮机IA中的叶片42的旋转平面与设在位于下游一侧上的风力涡轮机IB中的叶片42的旋转平面包括在主风向Pw中彼此重叠的部分。
[0051]在所述风电场中,气流产生装置61与在前述相关技术的情况中的结构一样(参照图8至图11B)。也就是说,气流产生装置61具有设在由绝缘材料形成的基底611上的第一电极621和第二电极622,并且被构造以通过加在第一电极621和第二电极622之间的电压来产生气流,尽管省略这个结构的附图。
[0052]在这个实施例中,气流产生装置61不被安装在所述多个风力涡轮机I的全部中,而是被安装在所述多个风力涡轮机I的一些中。
[0053]特别地,如图1所示,气流产生装置61被安装在所述多个风力涡轮机I中的位于主风向Pw中的上游一侧上的风力涡轮机IA(第一风力涡轮机)中。这里,多个气流产生装置61沿展向(翼展)方向安装在叶片42上以致间隔布置,与在前述相关技术中的情况一样(参照图8)0
[0054]在另一方面,气流产生装置61不被安装在主风向Pw中与位于上游一侧上的风力涡轮机IA(第一风力涡轮机)相比位于更加下游一侧上的风力涡轮机IB(第二风力涡轮机)中。
[0055][B]总结(效果等)
[0056]如上所述,在这个实施例中,气流产生装置61被安装在位于具有比预定值高的年频率的风向(例如主风向Pw)中的上游一侧上的风力涡轮机IA(第一风力涡轮机)中,并且气流产生装置61不被安装在位于风力涡轮机IA的下游一侧上的风力涡轮机1B(第二风力涡轮机)中。如上所述,当气流产生装置61被安装在风力涡轮机IA中时,获得“升力增加效果”。也就是说,通过驱动气流产生装置61而产生气流,有可能抑制在叶片42的表面上的分开的气流的产生,从而增加叶片42的升力。
[0057]当气流产生装置61被安装在风力涡轮机IA中,除了“升力增加效果”之外,还获得了 “流入风增加效果”,这将在下面详细描述。特别地,通过使用气流产生装置61产生气流,有可能减轻吹向风力涡轮机IA的叶片42的流入风通过被叶片42拦截而风速降低。也就是说,有可能提升吹向风力涡轮机IA的叶片42的流入风的风速。
[0058]图2是示出了在根据第一实施例的风电场中的“流入风增加效果”的图表。
[0059]图2示出了流入风的风速V和它的频率N之间的关系。这里,水平轴线代表流入风的风速v(m/s),而竖直轴线代表频率N(数量)。示出了当通过使用气流产生装置61而产生气流时(On)的所述关系以及不产生气流(Off)时的所述关系。附带地,在图2中,流入风的风速V是通过在产生气流的状态(On)和不产生气流的状态(Off)每十分钟反复交替时使用安装在舱3上的超声波风速表(未示出)测得的值的平均值。
[0060]如图2所示,流入风在通过使用气流产生装置61产生气流时(On)比在不产生气流时(Off)在高风速V处具有更高的频率N。从这个结果可以得知获得了 “流入风增加效果”。[0061 ]与图2相似,图3A和图3B是示出了在根据第一实施例的风电场中的“流入风增加效果”的视图。
[0062]图3A和图3B是三维流体分析的结果,并且其中每个示出了在径向方向(展向方向)上的位置r和流入风的风速V之间
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