新型摇摆帆式风力发电系统

1、会计学1新型摇摆帆式风力发电系统新型摇摆帆式风力发电系统中小型风机多用于边远山中小型风机多用于边远山区，军事哨所供电，城市区，军事哨所供电，城市景观、路灯供电，内地北景观、路灯供电，内地北方游牧民族居民用电等等方游牧民族居民用电等等风力条件优越风力条件优越 “高启动速度高启动速度”大型风机多运用于海大型风机多运用于海洋以及沿岸地区洋以及沿岸地区低风速、不稳定风能量很难收集，利用！低风速、不稳定风能量很难收集，利用！风向风向小风能量是小风能量是否可以蓄积否可以蓄积面积的改变面积的改变设计出发点设计创新点工作原理技术特点工作示意过程循环工作循环工作平行四边形结构平行四边形结构外界起风外界起风发电机

2、工作发电机工作单片机单片机极限位置百页窗叶片水平，极限位置百页窗叶片水平，受风面积最小，帆回摆受风面积最小，帆回摆回程阶段叶片始终保回程阶段叶片始终保持水平，阻力最小持水平，阻力最小百页窗叶片关闭，受风面百页窗叶片关闭，受风面积最大，摇摆帆随风摆动积最大，摇摆帆随风摆动 风力直接推动帆架带动转动轴转动，回程时百页窗展开，最大程风力直接推动帆架带动转动轴转动，回程时百页窗展开，最大程度减小风阻，如此不断往复运动，带动发电机工作；度减小风阻，如此不断往复运动，带动发电机工作；普通风速区域，风力较大采用杠杆原理F1L1=F2L2,将小风力放大，带动转轴转动，通过能量吸收过程，最终积累小风能量转化为帆

3、架动能，进一步带动发电机工作小风速区域，风力不足以直接带动电机可见:通过能量吸收过程，可以不断积累小风能量，最终转变为帆板动能！小风能量吸收： 风力直接推动帆架带动转动轴转动，回程时百页窗展开，最大程风力直接推动帆架带动转动轴转动，回程时百页窗展开，最大程度减小风阻，如此不断往复运动，带动发电机工作；度减小风阻，如此不断往复运动，带动发电机工作；普通风速区域，风力较大采用采用杠杆原理杠杆原理F1F1* *L1=F2L1=F2* *L2,L2,将小风力放大，带动转轴转动，通过能量吸将小风力放大，带动转轴转动，通过能量吸收过程，最终将积累小风能量转化为帆架动能，进一步带动发电机工作收过程，最终将积

4、累小风能量转化为帆架动能，进一步带动发电机工作小风速区域，风力不足以直接带动电机 控制系统可以智能化实时改变帆架做功行程及摇摆极限角度，使控制系统可以智能化实时改变帆架做功行程及摇摆极限角度，使其能最大限度吸收能量，通过重力势能不断积累最终转变为电机电能。其能最大限度吸收能量，通过重力势能不断积累最终转变为电机电能。风速不稳定区域，风速改变会导致风能吸收减少设计出发点设计创新点工作原理技术特点 可见：帆架在回摆过程中受风面积几乎为零，阻力几乎为零，可可见：帆架在回摆过程中受风面积几乎为零，阻力几乎为零，可最大限度降低风力损失！最大限度降低风力损失！最大角度最大角度max由当地工况设定；由当地工

5、况设定；最大速度最大速度Vmax由单片机计算得出；由单片机计算得出；最小速度最小速度Vmin设定为零。设定为零。 计算公式P=0.5v2F=PS计算公式M1=FL1 0.8 cot(x)M2=GL29.8M1=M21.风力公式2.对帆板力矩3. 配重力矩4.在偏移最大角度时配重与风力平衡L L1 1是风力力臂是风力力臂L L2 2是配重力臂是配重力臂 风速面积配重面积 L1面积L1面积m2“T”字形风向自适应字形风向自适应发电机选择发电机选择叶片安装形式叶片安装形式杠杆放大系数杠杆放大系数帆架俯视图帆架俯视图万向轮万向轮F百叶窗叶片侧视图百叶窗叶片侧视图风向风向设计出发点设计创新点工作原理技术

6、特点小风小风, ,不稳不稳定风利用定风利用采用摇摆，往复运动模式利用风能，尚属首例！ 查阅文献（关键词：swinging/reciprocating wind power）: 中国专利库；美国专利库；欧洲专利库 小风处理时，通过增加蓄能元件方式，利用杠杆放大和能量吸收原理，最终使得积累风能转化为帆架动能，带动发电机工作； 风速不断改变区域，为使得更大程度利用每一阶段风能，通过控制系统不断改变帆架摆动极限角度位置。模型总计费用：模型总计费用：810810元元1. 旋转部分旋转部分300元，包括齿轮传动部分元，包括齿轮传动部分2. 转向部分转向部分210元，包括旋转底座和万向轮元，包括旋转底座和万

7、向轮3. 主体部分主体部分100元，包括帆架和叶片元，包括帆架和叶片4. 控制部分控制部分80元，包括步进电机和单片机元，包括步进电机和单片机5. 重力传感器重力传感器120元，包括电涡轮元，包括电涡轮按照按照1平米模型平均风速计算（平米模型平均风速计算（68m/s）：）： W=P*t=16.5x16x360/1000=95.1 (kwh)受风面积为受风面积为1m2受风面积为受风面积为2m2受风面积为受风面积为5m2受风面积为受风面积为10m2当然，这只是模型理论估算，而由上发现：当然，这只是模型理论估算，而由上发现： 可以以较低成本增大受风面积或帆架高度，可以以较低成本增大受风面积或帆架高度

8、，增大发电功率！潜力巨大！增大发电功率！潜力巨大！风速为4m/s时，风机平均功率为4.5W保守估计：电机做功量电机耗功量2.该行程控制电机作用时间为：1S2=2S，则其耗功量为：12V0.3A2S=7.2J1.按照一个做功行程时间0.56S，故其做功当量为：4.560.5=13.5J设计出发点设计创新点工作原理技术特点可见:通过能量吸收过程，可以不断积累小风能量，最终转变为帆板动能！小风能量吸收： 计算公式P=0.5v2F=PS计算公式M1=FL1 0.8 cot(x)M2=GL29.8M1=M21.风力公式2.对帆板力矩3. 配重力矩4.在偏移最大角度时配重与风力平衡L L1 1是风力力臂是风力力臂L L2 2是配重力臂是配重力臂 风速面积配重面积 L1面积L1面积设计出发点设计创新点工作原理技术特点小风小风, ,不稳不稳定风利用定风利用采用摇摆，往复运动模式利用风能，尚属首例！ 查阅文献（关键词：swinging/reciprocating