專利名稱：高效率高空風(fēng)箏發(fā)電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于風(fēng)能利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種高空風(fēng)箏發(fā)電的方法及其設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的風(fēng)能發(fā)電裝置，大都是由塔架、螺旋槳、發(fā)電機組成；靠螺旋槳的葉片接觸 風(fēng)力后產(chǎn)生的不平衡力矩使螺旋槳轉(zhuǎn)動，帶動發(fā)電機發(fā)電。這種風(fēng)力發(fā)電裝置風(fēng)能利用率 低；塔架高度有局限，只能利用近地表面的風(fēng)能，發(fā)電功率不高，并且工藝復(fù)雜，成本較高。后有人提出利用風(fēng)箏捕捉高空的風(fēng)能，一種是制作大型風(fēng)箏攜帶螺旋槳、發(fā)電機 升入高空并使用電纜將發(fā)電機產(chǎn)生的電能輸送到地面。在這種方法中，風(fēng)箏需拖曳大量的 電纜和發(fā)電機、螺旋槳等設(shè)備，負(fù)重較大，升空高度有限，能量轉(zhuǎn)化效率低；并且主要發(fā)電設(shè) 備在高空不利于維護。另一種是將發(fā)電機置于地面，并使用一個高空風(fēng)箏的線纜帶動發(fā)電機的轉(zhuǎn)子發(fā) 電，并且在地面安裝一卷揚機用于在高空風(fēng)箏下降時回收線纜，這種方法只能在風(fēng)箏上升 階段產(chǎn)生電能，并且在還需要消耗能源使用卷揚機回收風(fēng)箏，因此風(fēng)能利用率教低。

實用新型內(nèi)容為彌補現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實用新型提供了一種減少電纜拖曳耗能，大幅增加風(fēng) 能轉(zhuǎn)換效率的高空風(fēng)箏發(fā)電機。本實用新型由一對高空風(fēng)箏、發(fā)電機組成，所述高空風(fēng)箏工作時處于對流層中上 層(距地面6000m-15000m)，高空風(fēng)箏由線纜拖曳，高空風(fēng)箏上安裝有飛行姿態(tài)調(diào)節(jié)裝置， 所述飛行姿態(tài)調(diào)節(jié)裝置可接收地面的控制信號調(diào)節(jié)高空風(fēng)箏的迎風(fēng)角，從而改變高空風(fēng)箏 對線纜的拉力；所述兩個高空風(fēng)箏的線纜聯(lián)動，當(dāng)一個高空風(fēng)箏上升時另一個風(fēng)箏下降； 線纜與發(fā)電機轉(zhuǎn)子聯(lián)動，高空風(fēng)箏上下移動時，線纜帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動；對流層中上層氣流強勁且穩(wěn)定，有利于發(fā)電機持續(xù)穩(wěn)定發(fā)電。所述高空風(fēng)箏可以是軟體風(fēng)箏、飛翼風(fēng)箏或旋翼風(fēng)箏。使用飛翼風(fēng)箏時，飛翼風(fēng)箏上有水平副翼。通過飛行姿態(tài)調(diào)節(jié)裝置改減小空風(fēng)箏a的迎風(fēng)角，減少高空風(fēng)箏a對線纜的拉力； 增大高空風(fēng)箏b的迎風(fēng)角，高空風(fēng)箏b拉動線纜向高空風(fēng)箏b端移動，并帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn) 動發(fā)電；同理，減小高空風(fēng)箏b的迎風(fēng)角，增大高空風(fēng)箏a的迎風(fēng)角可使線纜向高空風(fēng)箏a 端移動，反方向帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動發(fā)電，如此反復(fù)即可將高空風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能。所述高空風(fēng)箏上安裝有微型風(fēng)力發(fā)電機，所產(chǎn)生電力做為高空風(fēng)箏上飛行姿態(tài)調(diào) 節(jié)裝置的工作能源。本實用新型的發(fā)電機安裝在地面，不需要將高空發(fā)電的電能輸送到地面的電纜， 也就減少了能量在拉動電纜上的損失，并且通過無線技術(shù)控制高空風(fēng)箏地飛行姿態(tài)，解決 了傳統(tǒng)工藝中使用控制繩控制高空風(fēng)箏地弊端，提高了能量的轉(zhuǎn)化效率。
圖1本實用新型結(jié)構(gòu)原理圖圖2本實用新型實施例中飛翼風(fēng)箏示意圖圖中1_高空風(fēng)箏、2-發(fā)電機、3-線纜、4-副翼、5-微型風(fēng)力發(fā)電機、6_線纜軌道
具體實施方式
實施例1本實施例中高空風(fēng)箏使用飛翼風(fēng)箏，風(fēng)箏尾端有副翼，飛行姿態(tài)調(diào)節(jié)裝置用于控 制副翼的擺動。兩個上述飛翼風(fēng)箏使用線纜拖曳，所述線纜使用高強度高分子復(fù)合材料制成。兩 個風(fēng)箏的線纜纏繞在同軸并排安裝的線輪上。傳動機構(gòu)將線輪的軸與發(fā)電機轉(zhuǎn)子連接，即 線輪轉(zhuǎn)動時可帶動電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。使用氫氣球或氦氣球?qū)娠L(fēng)箏帶上空中，使用飛行姿態(tài)調(diào)節(jié)裝置改變副翼的角度 使風(fēng)箏可以獨自停留在空中，然后將氫氣球或氦氣球與風(fēng)箏分離。繼續(xù)改變副翼角度，使兩個風(fēng)箏繼續(xù)上升到距地面6000m-15000m的對流層中上
層，直至把兩端線纜拉直。然后改變風(fēng)箏a的副翼角度使之迎風(fēng)角減小，風(fēng)箏a對線纜的拉力減小，因此風(fēng)箏 b將拉動線纜繼續(xù)上升并帶動線輪轉(zhuǎn)動，從而帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生電能。當(dāng)風(fēng)箏b上升到一定高度時，飛行姿態(tài)調(diào)節(jié)裝置同時改變風(fēng)箏a、2的迎風(fēng)角度，使 風(fēng)箏a表面垂直于氣流方向，風(fēng)箏b平行于氣流方向，風(fēng)箏b開始下降，風(fēng)箏a上升并通過 線纜帶動發(fā)電機發(fā)電。如此交替往復(fù)，完成整個不間斷發(fā)電過程。實施例2本實施例中的飛翼風(fēng)箏沒有實施例1中的副翼，而是通過改變飛翼風(fēng)箏上固定線 纜的位置，而達(dá)到改變飛翼風(fēng)箏迎風(fēng)角的目的。(如圖所示)在風(fēng)箏的中軸位置安裝一線纜軌道，線纜通過一步進(jìn)電機安裝在軌道上，風(fēng)箏上 的微型風(fēng)力發(fā)電機供給步進(jìn)電機電能，步進(jìn)電機可帶動線纜沿軌道前后移動。固定線纜位置由風(fēng)箏后端向前端移動時，迎風(fēng)角增大，反之減小。如有必要，本實施例中改變飛翼風(fēng)箏上固定線纜的位置的方法可以與實施例1中 在飛翼風(fēng)箏上安裝副翼的方法同時使用。實施例3本實施例中采用旋翼風(fēng)箏代替上述實施例中的飛翼風(fēng)箏，飛行姿態(tài)調(diào)節(jié)裝置改變 旋翼的槳矩，從而改變風(fēng)箏因風(fēng)阻力產(chǎn)生的牽引力。使用風(fēng)箏接力的方式將旋翼風(fēng)箏帶上空中，即在地面先使用小型風(fēng)箏帶動較大型 的風(fēng)箏飛上空中一定高度，使大型風(fēng)箏產(chǎn)生的拉力足以拉動旋翼風(fēng)箏，然后大型風(fēng)箏再拉 動旋翼風(fēng)箏帶上空中。使用飛行姿態(tài)調(diào)節(jié)裝置改變旋翼的槳矩使風(fēng)箏可以獨自停留在空 中，然后將大型風(fēng)箏與旋翼風(fēng)箏分離?？刂骑w行姿態(tài)調(diào)節(jié)裝置，使兩個風(fēng)箏往復(fù)上下運動帶動發(fā)電機產(chǎn)生電能。
權(quán)利要求高效率高空風(fēng)箏發(fā)電機，由一對高空風(fēng)箏、發(fā)電機組成，其特征在于，所述高空風(fēng)箏由線纜拖曳，工作時處于距地面6000m 15000m的對流層中上層，高空風(fēng)箏上安裝有飛行姿態(tài)調(diào)節(jié)裝置，所述飛行姿態(tài)調(diào)節(jié)裝置可接收地面的控制信號調(diào)節(jié)高空風(fēng)箏的迎風(fēng)角；所述兩個高空風(fēng)箏的線纜聯(lián)動，當(dāng)一個高空風(fēng)箏上升時另一個風(fēng)箏下降；線纜與發(fā)電機轉(zhuǎn)子聯(lián)動，高空風(fēng)箏上下移動時，線纜帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。
2.如權(quán)利要求1所述高效率高空風(fēng)箏發(fā)電機，其特征在于所述高空風(fēng)箏上安裝有微型 風(fēng)力發(fā)電機，所產(chǎn)生電力做為高空風(fēng)箏上飛行姿態(tài)調(diào)節(jié)裝置的工作能源。
3.如權(quán)利要求1所述高效率高空風(fēng)箏發(fā)電機，其特征在于所述高空風(fēng)箏可以是飛翼風(fēng) 箏或旋翼風(fēng)箏。
4.如權(quán)利要求3所述高效率高空風(fēng)箏發(fā)電機，其特征在于，飛翼風(fēng)箏上有水平副翼。
專利摘要本實用新型提供了一種減少電纜拖曳耗能，大幅增加風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率的高空風(fēng)箏發(fā)電機，由一對高空風(fēng)箏、發(fā)電機組成，高空風(fēng)箏由線纜拖曳，工作時處于對流層中上層(距地面6000m-15000m)，高空風(fēng)箏上安裝有飛行姿態(tài)調(diào)節(jié)裝置，飛行姿態(tài)調(diào)節(jié)裝置可接收地面的控制信號調(diào)節(jié)高空風(fēng)箏的迎風(fēng)角；兩個高空風(fēng)箏的線纜聯(lián)動，當(dāng)一個高空風(fēng)箏上升時另一個風(fēng)箏下降；線纜與發(fā)電機轉(zhuǎn)子聯(lián)動，高空風(fēng)箏上下移動時，線纜帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。本實用新型不需要將高空發(fā)電的電能輸送到地面的電纜，也就減少了能量在拉動電纜上的損失，并且通過無線技術(shù)控制高空風(fēng)箏地飛行姿態(tài)，解決了傳統(tǒng)工藝中使用控制繩控制高空風(fēng)箏地弊端，提高了能量的轉(zhuǎn)化效率。
文檔編號F03D7/00GK201714574SQ20102010512
公開日2011年1月19日 申請日期2010年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月1日
發(fā)明者戴堅 申請人:戴寧;戴堅