本發(fā)明涉及一種發(fā)電裝置，特別地涉及一種用于在地面至5000米空中進行發(fā)電的風力發(fā)電裝置。

背景技術(shù)：
高空風能是人類迄今基本上沒有開發(fā)利用的新能源，這是一種儲量豐富、分布廣泛的可再生清潔能源。有研究指出：高空中蘊藏的風能超過人類社會總需能源的100多倍。其中，高空的風能與風速的立方成正比，一般來說風速增加1倍，風能增加8倍，因此高空風能可高出地面上的數(shù)倍、十數(shù)倍、數(shù)十倍乃至成百上千倍。在高空位置達到較為理想的情況下，高空風電的理論發(fā)電時間可以超過全年時間的95%，年發(fā)電時間可高達8200小時以上，小功率的10兆瓦級高空風力發(fā)電系統(tǒng)的年發(fā)電時間也在5000小時以上。因此，采集高空風能發(fā)電可以獲得高穩(wěn)定性、低發(fā)電成本的風電，這是高空風電的顯著特點之一，也是高空風電相比常規(guī)風電的最顯著優(yōu)勢之一。當前，各國均采用不同的形式開發(fā)高空風能，比如利用高空風箏或者其他高空飛行器的運動帶動地面發(fā)電機組進行發(fā)電等，然而高空風能同時受到很多因素的制約，由于高空發(fā)電一般都在5000米以上的高空進行，這其中最大的問題是在采集高空風能時，無論采用何種形式的捕捉裝置都會受到飛機或其他飛行器所飛行的航線影響，因此全面地開展高空風力發(fā)電目前還不現(xiàn)實，并且由于高空風的變化時常不連續(xù)，導致不能在高空進行持續(xù)的發(fā)電，進而使總體的發(fā)電效率大幅降低，此外，在高空進行發(fā)電所需要的幾千米線纜造價過高，使得發(fā)電設(shè)備總體成本昂貴。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題而提供一種風力發(fā)電裝置，該風力發(fā)電裝置用于在地面至5000米之間的空中實現(xiàn)風力發(fā)電，這主要因為地面至5000米空中的風的運動是連續(xù)的，從而可以連續(xù)地捕捉風能。上述風力發(fā)電裝置包括地面控制裝置和發(fā)電機組，以及與地面控制裝置相連接的卷揚機，在卷揚機上通過線纜連接有高空風箏，其中隨著高空風箏的運動而帶動卷揚機轉(zhuǎn)動，從而使發(fā)電機組進行發(fā)電，此外，與地面控制裝置連接有雷達裝置，該雷達裝置配置地用于測定以地面為基準面垂直向上每5米高度的實時風速，并將測定的風速信息傳輸給地面控制裝置。優(yōu)選的是，在地面控制裝置中設(shè)有計算單元，該計算單元配置地用于將距地面5000米以內(nèi)的高度根據(jù)不同的氣候條件或者地理條件劃分為若干層，然后該計算單元根據(jù)雷達裝置測定的風速計算出每層內(nèi)的平均風速。優(yōu)選的是，將以地面為基準面在垂直向上每100米分為一層。優(yōu)選的是，計算單元還配置地用于根據(jù)每層的風速狀況，將所劃分出的各層判定為適宜飛行區(qū)域和不適宜飛行區(qū)域。優(yōu)選的是，若某層平均風速在大于等于5米/秒且小于10米/秒的范圍內(nèi)時，則計算單元判定該層為適宜飛行區(qū)域；若某層風速小于5米/秒或者大于等于10米/秒時，則計算單元判定該層為不適宜飛行區(qū)域。優(yōu)選的是，地面控制裝置中還設(shè)有顯示單元，該顯示單元配置地用于顯示所述以地面為基準垂直向上每5米高度的風速信息以及所劃分每層的平均風速信息。優(yōu)選的是，在高空風箏上設(shè)有定位傳感器，其中定位傳感器配置地用于獲取高空風箏在空中的位置信息，并將該位置信息通過無線方式傳輸給地面控制裝置，然后通過地面控制裝置中計算單元的計算而得到相應(yīng)的位置坐標并通過顯示單元顯示出來。優(yōu)選的是，定位傳感器上帶有GPS裝置。優(yōu)選的是，地面控制裝置中的計算單元根據(jù)高空風箏所在的位置信息和當前空中每層的風速狀況進行以下判斷：當高空風箏所在位置位于適宜飛行區(qū)域時，則地面控制裝置控制高空風箏在適宜飛行區(qū)域所在的層內(nèi)運動；當高空風箏所在位置位于不適宜飛行區(qū)域時，地面控制裝置中的計算單元以高空風箏所在位置為基點，垂直向上或者垂直向下尋找與高空風箏距離最近的且被判定為適宜飛行區(qū)域的層，并通過控制線纜使高空風箏進入到最鄰近的適宜飛行區(qū)域內(nèi)飛行。優(yōu)選的是，顯示單元是LED屏幕或者可觸摸屏幕。優(yōu)選的是，雷達裝置對風速的測定每隔預定時間進行一次。優(yōu)選的是，雷達裝置是多普勒雷達或者激光雷達。優(yōu)選的是，預定時間是1小時。通過實施本發(fā)明，可以在地面至5000米的空中連續(xù)地捕獲風能，同時不會影響空中飛機等飛行器的正常運行，此外還大幅降低了線纜等高空發(fā)電所需設(shè)備的成本。附圖說明圖1是本發(fā)明的風力發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施方式下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明，參照圖1，本發(fā)明提供一種風力發(fā)電裝置，其包括地面控制裝置1和發(fā)電機組6，以及與地面控制裝置1相連接的卷揚機2，在卷揚機2上通過線纜3連接有高空風箏4，其中隨著高空風箏4的運動可帶動卷揚機2轉(zhuǎn)動，從而使發(fā)電機組6進行發(fā)電，此外，與地面控制裝置1還連接有雷達裝置5，雷達裝置5配置地用于測定以地面為基準面垂直向上每5米高度的風速，其中雷達裝置5可以是多普勒雷達或者激光雷達。在使用上述風力發(fā)電裝置時，雷達裝置5測定以地面為基準面垂直向上每5米高度的實時風速，該測定每隔預定時間進行一次，該預定時間優(yōu)選是1小時，然后雷達裝置5將測定的風速信息傳輸給地面控制裝置1。在地面控制裝置1中設(shè)有計算單元7，該計算單元7將距地面5000米以內(nèi)的高度根據(jù)不同的氣候條件或者地理條件等分為若干層，例如可以將以地面為基準面在垂直向上每100米分為一層，然后該計算單元7根據(jù)雷達裝置5測定的風速計算出每層內(nèi)的平均風速。進一步，計算單元7還根據(jù)每層的風速狀況，將所劃分的各層判定為適宜飛行區(qū)域和不適宜飛行區(qū)域，其中優(yōu)選的是若某層平均風速在大于等于5米/秒且小于10米/秒的范圍內(nèi)時，則計算單元判定該層為適宜飛行區(qū)域，若某層風速小于5米/秒或者大于等于10米/秒時，則判定該層為不適宜飛行區(qū)域。此外，地面控制裝置1中還設(shè)有顯示單元8，該顯示單元8可顯示上述以地面為基準垂直向上每5米的風速信息以及所劃分每層的平均風速信息，其中，顯示單元8優(yōu)選的可以是LED屏幕或者可觸摸屏幕。在高空風箏4上設(shè)有定位傳感器9，其中定位傳感器9用于獲取高空風箏4在空中的位置信息，并將該位置信息通過無線方式傳輸給地面控制裝置1，然后通過地面控制裝置1中計算單元7的計算而得到相應(yīng)的位置坐標并通過顯示單元8顯示出來，特別地，定位傳感器9上帶有GPS裝置。地面控制裝置1中的計算單元7根據(jù)高空風箏4所在的位置信息和當前高空的中每層的風速狀況進行判斷：當高空風箏4所在位置位于適宜飛行區(qū)域時，則地面控制裝置1控制高空風箏4在適宜飛行區(qū)域所在的層內(nèi)運動；當高空風箏4所在位置位于不適宜飛行區(qū)域時，地面控制裝置1中的計算單元7以高空風箏4所在位置為基點，向上或者向下尋找與高空風箏4距離最近的且被判定為適宜飛行區(qū)域的層，并通過控制線纜3使高空風箏4進入到最鄰近的適宜飛行區(qū)域內(nèi)飛行。需要說明的是，本發(fā)明所舉實施例只是為了更清楚地表達本發(fā)明方法，并不用于限制本發(fā)明。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。