空气压缩蓄能风力发电方法及其发电装置.pdf

1、10申请公布号CN102305193A43申请公布日20120104CN102305193ACN102305193A21申请号201110259228922申请日20110905F03D9/02200601F03G6/0620060171申请人初立森地址130025吉林省长春市人民大街5988号A栋2门18号72发明人初立森初立明初立春74专利代理机构长春吉大专利代理有限责任公司22201代理人齐安全54发明名称空气压缩蓄能风力发电方法及其发电装置57摘要本发明公开了一种空气压缩蓄能风力发电方法及其发电装置。旨在克服现有技术转速受限制与刚性传动系统的问题。空气压缩蓄能风力发电方法步骤如下1风轮

2、将风的动能转变为机械能；2风轮带动空气压缩机工作产生压缩空气；3储气罐储存压缩空气；4压缩空气驱动气动马达或汽轮机；5气动马达或汽轮机驱动发电机发电；6多余电能的存储。还提供了空气压缩蓄能风力发电装置和多余电能存储装置。空气压缩蓄能风力发电装置包括风轮、增速齿轮箱、空气压缩机、储气罐、电控阀门、气动马达或气轮机与发电机。多余电能存储装置将空气压缩蓄能风力发电装置的风轮、增速齿轮箱替换为电动机，其它部件和空气压缩蓄能风力发电装置采用的完全相同。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书8页附图5页CN102305199A1/1页21一种空气压缩蓄能风力发电

3、方法，其特征在于，所述的空气压缩蓄能风力发电方法包括如下步骤1风轮1将风的动能转变为机械能；2风轮1带动空气压缩机3工作产生压缩空气；3储气罐4储存压缩空气；4压缩空气驱动气动马达或汽轮机6；5气动马达或汽轮机6驱动发电机7发电；6多余电能的存储。2一种实施权利要求1所述的空气压缩蓄能风力发电方法的空气压缩蓄能风力发电装置，其特征在于，所述的空气压缩蓄能风力发电装置包括风轮1、增速齿轮箱2、空气压缩机3、储气罐4、电控阀门5、气动马达或气轮机6与发电机7；风轮1固定安装在增速齿轮箱2输入轴的输入端，增速齿轮箱2输出轴的输出端采用1号联轴器与空气压缩机3输入轴的输入端连接，空气压缩机3压缩空气的

4、输出口与储气罐4的输入口管路连接，储气罐4的出口与电控阀门5的输入端管路连接，电控阀门5的输出端与气动马达或气轮机6的压缩空气入口管路连接，气动马达或气轮机6输出轴的输出端通过2号联轴器与发电机7输入端连接。3按照权利要求2所述的空气压缩蓄能风力发电装置，其特征在于，所述的储气罐4包括罐体、循环水泵12、太阳能热水器13与6至10个结构相同的换热器15；太阳能热水器13安装在储气罐4的外面，储气罐4内每一侧固定安装3至5个换热器15，太阳能热水器13的热水出口通过管路和各换热器15的进水口连接，太阳能热水器13的回水口通过管路和各换热器15的出水口连接，太阳能热水器13与储气罐4之间的回水管路

5、上串接一个循环水泵12，罐体上覆盖了储气罐保温层11，储气罐保温层11采用的是聚氨酯泡沫板粘贴在罐体的外表面上，储气罐保温层11的厚度为100MM到150MM。4一种实施权利要求1所述的空气压缩蓄能风力发电方法的多余电能存储装置，其特征在于，所述的多余电能存储装置包括电动机9、空气压缩机3、储气罐4、电控阀门5、气动马达或气轮机6与发电机7；电动机9的输出端采用3号联轴器与空气压缩机3输入轴的输入端连接，空气压缩机3压缩空气的输出口与储气罐4的输入口管路连接，储气罐4的出口与电控阀门5的输入端管路连接，电控阀门5的输出端与气动马达或气轮机6的压缩空气入口管路连接，气动马达或气轮机6输出轴的输出

6、端通过4号联轴器与发电机7输入端连接。权利要求书CN102305193ACN102305199A1/8页3空气压缩蓄能风力发电方法及其发电装置技术领域0001本发明涉及一种利用风能源的风力发电方法及发电装置，确切地说，本发明涉及一种空气压缩蓄能风力发电方法及其发电装置。背景技术0002风能发电是新能源和可再生能源领域中发展最快的一种技术和装置，年增长率达到35，比如德国、丹麦、西班牙三个国家是风能利用最好的国家，德国，风力发电占总电量的3，丹麦超过总电量的10。全球2007年底风力发电累计将达到8300万千瓦，其中5800万千瓦在欧洲。我国风能储量32亿千瓦，可开发装机容量的25亿千瓦，全国累

7、计安装小型风力发电机20万台，占全国电力装机容量的011，与国外相比还有一定的差距。但是风力发电年增长都在50左右。目前大容量电能的存储方法是建设二次扬水电站的方法存储电能。0003参阅图1，目前各国大中型风力发电方法和发电装置是，用风轮获取自然风的动能，转变成风轮转动的机械能，通过增速箱由于发电机要求转速较高，风轮转速较低带动发电机，从发电机获取的电能有的情况下需要整流、逆变等处理才可以并网到用户，发电机组的组成如图1所示。0004这个发电机组为了确保发电机发电的需求，首先是风轮上通过定桨距失速调节与变桨距角调节等机构保证风轮平稳运行，如果风轮转轴是水平放置的，为保证风轮总是处于迎风状态，还

8、有一个迎风装置，有的用尾舵，有的用舱轮。风力发电所应用的发电机可以是异步感应发电机，通过晶闸管控制的软件并网装置入网，还有的用线绕转子异步发电机、双馈感应发电机、同步发电机等等，这些都是专门为风力发电设计制造的发电机。因为这个传动系统的转速不稳定，还要配备频率变换器。即发电机变转速，恒频技术的应用。对于现在运行的风力发电机的运行情况并跟踪大唐发电公司吉林省购买德国恩德公司和卓伦公司共同生产的1500KW风力发电机的实际运行情况并查阅有关风力发电的资料，发现目前风力发电存在以下几个方面的问题00051不能充分利用风能。自然风的特点是风速、风向随机变化给风力发电造成很大困难，它会给传动系统带来冲击

9、，风轮也要跟随风向变化而变化，为了避免风能的急剧变化带来的转速不稳定和巨大的冲击，所以不得不把可以利用的风能采用变桨距和定桨距等办法而流失。尤其是这种变桨距装置需要在风轮转动的情况下改变风轮叶片正对风向的角度，结构复杂故障率很高，因为它是在轮毂中，叶片的根部，转动轴承必须是专门制造的，并且与其他风力发电机不能通用。对于定桨距风轮是利用在风能大的时候，风轮叶片形状使之风能流失而减小推力，增加旋转阻力达到风轮平稳旋转的目的。总之这种方法不能最大限度的把自然风能中扑获的风能全部转变成机械能。00062自然风多变和突变的能量送到惯性力很大的增速齿轮箱、发电机，他们不能吸收频繁出现的冲击能量，所以必然要

10、破坏这个系统的零部件，比如吉林省大唐发电公司从德国购买的30多台风力发电机，运行不到三年全部都是齿轮箱损坏，达到不能修复的程说明书CN102305193ACN102305199A2/8页4度。00073这种风力发电必须有调控系统，其中包括风轮转速，电能频率调整和调控系统，这样才能保证发电质量，这两个部分的调控不但复杂而且可靠性较差。00084风力发电的电能不能储存，只要发出电能，就并网供给用户，尤其在用电低谷的时候，发出的电能白白流失。很不经济。这也是目前世上所有发电厂共同存在的普遍问题。00095这种发电机组设计制造必须是专用的，因为他所采用的部件都不是通用部件，并且设备高大笨重，所以材料成

11、本、工艺成本、运输、安装、维修、等使用成本都很高，从风轮、增速箱到发电机都必须是专用的，甚至同一种型号功率而不同厂家的产品都不能互换。00106利用建设二次扬水电站的方法存储大容量的电能存在建设周期长，条件苛刻需要有水和存水的高山，费用十分昂贵。0011总之现行的风力发电机组存在着两大问题一个是转速问题，为了克服它的问题所做的许多努力花费很大牺牲，不但提过了成本，还要流失风能；另一个问题就是发电机组的传动系统是一个刚性系统，不能吸收自然风急剧变化的冲击和系统振动，给系统运行带来安全隐患，是事故频发的主要根源。发明内容0012本发明所要解决的技术问题是克服了现有发电机组存在转速受限制与传动系统是

12、一个刚性系统的问题，提供了一种空气压缩蓄能风力发电方法，同时也提供了一种实施空气压缩蓄能风力发电方法的发电装置与多余电能存储装置。0013为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的所述的空气压缩蓄能风力发电方法包括如下步骤00141风轮将风的动能转变为机械能；00152风轮带动空气压缩机工作产生压缩空气；00163储气罐储存压缩空气；00174压缩空气驱动气动马达或汽轮机；00185气动马达或汽轮机驱动发电机发电；00196多余电能的存储。0020一种实施所述的空气压缩蓄能风力发电方法的空气压缩蓄能风力发电装置包括风轮、增速齿轮箱、空气压缩机、储气罐、电控阀门、气动马达或气轮机与发电机

13、。0021风轮固定安装在增速齿轮箱输入轴的输入端，增速齿轮箱输出轴的输出端采用1号联轴器与空气压缩机输入轴的输入端连接，空气压缩机压缩空气的输出口与储气罐的输入口管路连接，储气罐的出口与电控阀门的输入端管路连接，电控阀门的输出端与气动马达或气轮机的压缩空气入口管路连接，气动马达或气轮机输出轴的输出端通过2号联轴器与发电机输入端连接。0022技术方案中所述的储气罐包括罐体、循环水泵、太阳能热水器与6至10个结构相同的换热器。太阳能热水器安装在储气罐的外面，储气罐内每一侧固定安装3至5个换热器，太阳能热水器的热水出口通过管路和各换热器的进水口连接，太阳能热水器的回水口通过管路和各换热器的出水口连接

14、。太阳能热水器与储气罐之间的回水管路上串接一个循环水泵，罐体上覆盖了储气罐保温层，储气罐保温层采用的是聚氨酯泡沫板粘贴在罐体的说明书CN102305193ACN102305199A3/8页5外表面上，储气罐保温层的厚度为100MM到150MM。0023一种实施所述的空气压缩蓄能风力发电方法的多余电能存储装置包括电动机、空气压缩机、储气罐、电控阀门、气动马达或气轮机与发电机。0024电动机的输出端采用3号联轴器与空气压缩机输入轴的输入端连接，空气压缩机压缩空气的输出口与储气罐的输入口管路连接，储气罐的出口与电控阀门的输入端管路连接，电控阀门的输出端与气动马达或气轮机的压缩空气入口管路连接，气动马

15、达或气轮机输出轴的输出端通过4号联轴器与发电机输入端连接。0025与现有技术相比本发明的有益效果是00261本发明所述的空气压缩蓄能风力发电装置中的风轮不需要调速，所以结构简单，不论是水平轴风轮还是垂直轴的风轮都无需失速效应，能够充分的从自然风能中获取能量提高了风轮的效率，只要能够驱动空气压缩机就可以满足要求，风轮的旋转半径可以减小。风叶面积可以加大，给设计、制造、安装带来方便。00272本发明所述的空气压缩蓄能风力发电装置中的增速齿轮箱增速的速比小，增速齿轮箱惯性力小，结构简单体积小重量轻，安装容易维修方便。00283本发明所述的空气压缩蓄能风力发电装置中风轮驱动的负载是空气压缩机，自然风能

16、的多变和突变带来的冲击能量被空气压缩机中被压缩的空气所吸收，所以不能引起振动和发电机组传动系统的零部件被损坏。提高了发电机组传动系统的安全性和可靠性。延长了使用寿命。00294本发明所述的空气压缩蓄能风力发电装置中所采用的设备几乎全部是通用设备，如风轮、增速箱、空气压缩机、储气罐、气动马达或气轮机、调控阀、发电机、电控柜与塔架都是技术成熟的专业厂家制造的产品，所以成本低，我们就是根据发电量的要求，对上述部件进行选择搭配，很容易就可以得到一套风力发电机组。00305本发明所述的空气压缩蓄能风力发电装置的造价将会大幅度降低，在运输、安装、调整、运行与维修的成本也将有所降低。00316本发明所述的电

17、能的压缩蓄能方法，可以大幅度的节省电能源，还有利于环境保护。它是经济使用与方便快捷电能储存的方法。附图说明0032下面结合附图对本发明作进一步的说明0033图1是目前各国大中型风力发电的发电机组的结构组成和发电原理的示意框图；0034图2是本发明所述的空气压缩蓄能风力发电装置中所采用的储气罐结构组成主视图上的全剖视图；0035图3是本发明所述的空气压缩蓄能风力发电装置的结构组成与工作流程的示意框图；0036图4是本发明所述的空气压缩蓄能风力发电方法中多余电能储存装置的结构组成与工作流程的示意框图；0037图5是本发明所述的空气压缩蓄能风力发电装置中安装在塔架上的风轮、增速齿轮箱与空气压缩机连接

18、关系的示意图；0038图6是本发明所述的空气压缩蓄能风力发电装置中安装在地面上的储气罐、电控说明书CN102305193ACN102305199A4/8页6阀门、气动马达、发电机与电控柜连接关系的示意图；0039图7是本发明中风轮轴呈水平设置的空气压缩蓄能风力发电装置结构组成及连接关系的示意图；0040图8是本发明中风轮轴呈垂直设置的空气压缩蓄能风力发电装置结构组成及连接关系的示意图；0041图9是本发明所述的空气压缩蓄能风力发电装置中风轮轴呈垂直设置的风轮的俯视图；0042图10是本发明所述的空气压缩蓄能风力发电方法的流程框图；0043图中1风轮，2增速齿轮箱，3空气压缩机，4储气罐，5电控

19、阀，6气动马达或气轮机，7发电机，8电控柜，9电动机，10电网，11储气罐保温层，12循环水泵，13太阳能热水器，14压缩空气进气口，15换热器，16压缩空气出气口。具体实施方式0044下面结合附图对本发明作详细的描述0045一本发明所述的空气压缩蓄能风力发电方法00461风轮1将风的动能转变为转动机械能；0047风轮1在自然风能的推动下转动，自然风能被风轮1转变成风轮1转动的机械能。00482风轮1带动空气压缩机3工作产生压缩空气；0049风轮1直接安装在增速齿轮箱2的输入轴上，增速齿轮箱2是为满足空气压缩机3的功能需要而设置的，本发明中的风轮1叶片的结构形状与现有技术中的风轮有所区别，它不

20、受转速条件的限制，所以它的转速与空气压缩机3的转速相差较小，为此满足空气压缩机3的转速和扭矩要求，将增速齿轮箱2的输入轴通过联轴器与安装有风轮1的风轮轴的输出端连接，但增速齿轮箱2的速比较小，增速齿轮箱2的输出轴通过联轴器与空气压缩机3的输入轴连接，风轮1的转动带动增速齿轮箱2输入轴转动，增速齿轮箱2输出轴的转动带动空气压缩机3工作即对周围环境的空气进行压缩产生压缩空气。本发明中所采用的是工程上最普通常用的空气压缩机3有活塞式和螺杆式，它对风轮1的转速大小没有任何要求，只要作用在风轮1的扭矩能够使风轮1转动就能够达到压缩空气的目的，这一步就是把自然风的动能，转化成环境空气的压缩能量，对于风能能

21、量带来的冲击能量，被压缩腔中形成的气垫所吸收缓解，所以不能给风轮1和其他部件造成损坏。应该指出，从风轮1到增速齿轮箱2，到空气压缩机3，在同样功率的条件下，转速都比较高，所以他们的扭矩都处于比较小的状态，因此他们受力较小，尺寸也小，重量轻。00503储气罐4储存压缩空气0051在空气压缩机3中被压缩的空气通过连接空气压缩机3与储气罐4的压缩空气管路输送到安装在地面上的储气罐4中储存起来。00524压缩空气驱动气动马达或汽轮机6；0053当储气罐4的气压达到额定压力时，用电控阀5控制压缩空气以一定的流量和压力通过连接储气罐4与气动马达或汽轮机6的输送管道送到气动马达或气轮机6内，压缩空气释放的能

22、量驱动气动马达或汽轮机6的叶片使之转动。00545气动马达或汽轮机6驱动发电机7发电；说明书CN102305193ACN102305199A5/8页70055气动马达或汽轮机6就像一台电动机或者柴油机一样驱动和气动马达或汽轮机6连接的发电机7转动发电，本发明中所采用的发电机是一台通用的发电机，没有任何特殊要求，与之配套的控制柜8就是通常发电机组常用的控制柜，用来控制输出电能实现并入电网10的目的。0056参阅图2，储气罐4由罐体、储气罐保温层11、循环水泵12、太阳能热水器13与6至10个结构相同的换热器15组成。0057罐体为钢板制成的圆筒形壳体结构件，罐体右侧的上下端设置有压缩空气进气口与

23、压缩空气出气口，压缩空气进气口的下方设置有进水管路孔，在罐体左侧的上端设置有回水管路孔。0058换热器15本身就是储气罐阻尼隔板，既起到对空气压缩机3的脉冲和以外冲击起到阻尼作用储气罐4是一个很好的缓冲器，又起到在储气罐4存储压缩空气的时间里，利用太阳辐射能量对其中压缩空气进行加热，获得补充额外的太阳能。本发明所采用的换热器15就是将现有的储气罐阻尼隔板变成中空的一端能够流入另一端能够流出水的热交换器，储气罐4内左右对等地即每一侧固定安装3至5个换热器15，太阳能热水器13的热水出口通过管路和各换热器15的进水口连接，太阳能热水器13的回水口通过管路和各换热器15的出水口连接即太阳能热水器13

24、的热水出口与回水口通过管路依次和各换热器15并连起来，太阳能热水器13与储气罐4之间的回水管路上串接一个循环水泵12。安装在储气罐4外面的太阳能热水器13利用太阳能加热的热水流经各个阻尼隔板式的换热器15对储气罐4内的压缩空气加热，不过这种利用太阳能的方法，为了避免热量的流失，必须对储气罐4采取保温措施，本发明在罐体外表面覆盖了储气罐保温层11，储气罐保温层11采用的是聚氨酯泡沫板粘贴在储气罐4的外表面，储气罐保温层11的厚度要求在100MM到150MM。0059如果把储气罐4加大或者提高储气压力，都可以在没有风能的一段时间内保证风力发电机7正常的并网发电。在正常情况下，不需要太大的储气罐，只

25、要它存储的压缩空气足以保证气动马达或气轮机6正常工作需要就可以。0060总之本发明有效的解决了现行系统存在的两个问题，一个是彻底解决了发电机的转速平稳频率恒定的问题，用不平稳的方法获取自然风能，平稳、恒频的方法发电；另一个是变刚性传动系统为柔性系统，吸收自然风带来的冲击和振动，有效的解决安全隐患，避免事故频发问题同时还减小设备的体积和重量，提高了运行的可靠性。设备部件的通用性也是本专利的重要特点，他可以大幅度降低成本材料成本、工艺成本、运输成本、维修成本等00616多余电能的存储；0062参阅图4，多余电能存储的方法是利用多余电能存储装置来实现，该装置只是将空气压缩蓄能风力发电装置中的风轮1、

26、增速齿轮箱2用电动机9来代替，其它的部件和空气压缩蓄能风力发电装置所采用的部件完全相同，即多余电能存储装置包括电动机9、空气压缩机3、储气罐4、电控阀门5、气动马达或气轮机6、发电机7与电控柜8。0063电动机9的输出端采用3号联轴器与空气压缩机3输入轴的输入端连接，空气压缩机3压缩空气的输出口与储气罐4的输入口管路连接，储气罐4的出口与电控阀门5的输入端管路连接，电控阀门5的输出端与气动马达或气轮机6的压缩空气入口管路连接，气说明书CN102305193ACN102305199A6/8页8动马达或气轮机6输出轴的输出端通过4号联轴器与发电机7输入端连接，电控柜8与发电机7电线连接。多余电能存

27、储装置中的电动机9与空气压缩蓄能风力发电装置中的发电机7电线连接。0064在用电低谷的时候，利用多余电能或者说富裕的电能驱动电动机9带动空气压缩机3把电能转变成空气的压缩能，通过管道从空气压缩机3输送到储气罐4中进行储存，存储电能多少取决于存储压缩空气的多少，如果存储电能多，储存罐4就需要大一些或者存储压缩空气的气压高一些。当用电高峰到来的时候，多余电能存储装置再把压缩空气的压缩能从储气罐4中释放出来带动气动马达或者汽轮机6进而带动发电机7发电，和空气压缩蓄能风力发电装置中的发电机7一起将产生的电能输入电网10中，直至多余电能存储装置把所储存的压缩空气从储气罐4中释放完毕为止。这中间可能几个转

28、换对能量有所损失，但总是比起低谷时全部电能损失好一些，这种方法比起二次扬水电站存储电能方法投资小，建设周期短。场地不受环境的限制、根据存储电能的电量确定建设规模，可大也可小。可以逐步扩大。0065二空气压缩蓄能风力发电装置的结构组成0066参阅图5，本专利所述的空气压缩蓄能风力发电装置包括风轮1、增速齿轮箱2、空气压缩机3、储气罐4、电控阀门5、气动马达或气轮机6、发电机7、电控柜8、塔架与迎风装置。0067空气压缩蓄能风力发电装置首先是根据所要求的发电功率确定风轮1的旋转直径和结构尺寸，安装风轮1的风轮轴即增速齿轮箱2的输入轴既可以是水平放置，也可以是垂直放置，这两种风轮1的风轮轴的设置方案

29、都可以应用。由于风轮的转速不能太高，所以风轮不能直接带动空气压缩机3，空气压缩机3为了从周围空气中压缩更多的压缩空气，转速不能太低，所以需要把风轮1转速提高才能满足，但是不能达到发电机7所要求的那样高的稳定的转速，所以风轮1带动的增速齿轮箱2不需要太大的速比，风轮1固定安装在增速齿轮箱2的输入轴的输入端，增速齿轮箱2的输出轴的输出端采用1号联轴器与空气压缩机3的输入轴的输入端连接，空气压缩机3的选择应该按着发电机7的功率确定，它的产气量和气动马达或气轮机6的功率相匹配。这时风轮1获取的自然风能带动空气压缩机3对周围空气进行压缩，产生出压缩空气，风能变成压缩空气的压缩能量，空气压缩机3有风冷也有

30、水冷的空压机，本发明选用的是风冷的空气压缩机。另外，对于风轮1的风轮轴水平放置的还要有迎风装置，就是所谓的舵舱或者利用传感器测定风向，用电动机驱动塔架转盘确保风轮1处于迎风状态。对于风轮1的风轮轴垂直放置的，这套装置就没有必要放置了。以上这些部件都是安装在塔架的转盘上。0068参阅图6，空气压缩机3所产生的压缩空气由空气压缩机3的输出口通过高压空气管路输送到地面上的储气罐4中，储气罐4内部设有6至10个储气罐阻尼隔板本发明指的就是换热器15，对由空气压缩机3输送来的压缩空气有阻尼作用，以消除压缩空气的被波动和冲击，使之压缩空气处于平稳状态。储气罐4的出口与电控阀门5的输入端管路连接，电控阀门5

31、输出端与气动马达或气轮机6压缩空气入口管路连接，气动马达或气轮机6输出轴的输出端与发电机7输入端通过2号联轴器连接。当储气罐4中存储的压缩空气达到额定压力时电控阀门5打开，压缩空气以一定的流量和压力通过管道送入气动马达或气轮机6中，气动马达或气轮机6按着发电机7功率要求的转速和扭矩带动发电机7转子转说明书CN102305193ACN102305199A7/8页9动发电，这种发电机7无需特殊设计制造，选择通用的发电机即就可。发电机7与发电机的控制柜8之间是电线连接，控制柜8也可以选择与发电机7配套的控制柜控制发电机7并网发电。储气罐4安装在室外的地面上并能接受太阳照射，直接吸收太阳的辐射能量，可

32、以使储气罐4中再一次的得到太阳的能量，使储气罐4中的压缩气体压力上升，可以双重获取自然界的能量。其他如气动马达或气轮机6、发电机7与控制柜8都可以安装在室内。0069本专利实施起来非常容易，具有一般技术水平的人员均可按照本技术发明实施，但是到现在为止，国内外还没有任何人和单位按照本专利所提出的方法实施。利用压缩空气的压缩能量进行其他功能方面的技术很多，比如建筑工程、道路工程、各种矿山的施工作业还有工厂中机床夹具的夹紧装置都是利用压缩空气的压缩能量，但是就没有利用它进行发电，更没有利用它进行风力发电的。也没有看到利用压缩空气来存储电能的。本发明所述的空气压缩蓄能风力发电装置按风轮轴即增速齿轮箱2

33、的输入轴所处的位置分有两种形式，即是水平放置形式与垂直放置形式0070参阅图7，图中所示为风轮轴水平放置形式，它的风轮1、增速齿轮箱2、空气压缩机3都是放置在塔架上面的转盘上，还有一套迎风装置即尾舵，确保风轮始终处于迎风状态。储气罐4安装在室外的地面上，电控阀门5、气动马达或气轮机6、发电机7与电控柜8安装在室内。0071参阅图8，图中所示为风轮轴垂直放置形式，风轮1对来自任何方向的风能都可扑获，就是不论任何方向的风，都可以推动风轮转动。风轮1、增速齿轮箱2、空气压缩机3同样也是放置在塔架上面，但没有转盘，也没有控制方向的尾舵。储气罐4安装在室外的地面上，电控阀门5、气动马达或气轮机6、发电机

34、7与电控柜8安装在室内。0072本发明所述的空气压缩蓄能风力发电方法及其发电装置有如下特点00731充分利用风能，不受自然风能各种变化的影响，都能扑获风能，只要能够推动风轮1转动就可以推动空气压缩机3转动而压缩周围环境中的空气，以压缩能的形式储存到储气罐4中，风轮1设计要求尽可能的多扑获风能。风大的时候可以多获得能量，小的时候也能得到能量。00742风能可以根据需要储存起来或者释放出来，驱动气动马达或气轮机6带动发电机7发电。利用这个方法也可存储电能，在用电低谷的时候采用电动机9驱动空气压缩机3蓄能，当用电高峰出现的时候再释放压缩空气的压缩能发电补充电力不足，用这种方法可代替二次扬水电站蓄能的

35、方法。储存罐4的大小取决于储存的时间和空气量来确定。如果只是风力发电机发电，不需要长时间储存，它就是一个缓冲器，用以消除空气压缩机3传送来的振动和波动，确保气动马达或气轮机6转速的平稳性。如果是存储电能就需要建设大容量的储存罐4。00753空气压缩蓄能风力发电方法所利用的空气压缩蓄能风力发电装置可以选择通用技术成熟的空气压缩机3、通用的发电设备、气动马达或气轮机6、储气罐4与塔架，风轮1也可以组织专业化生产。只要根据功率和风场等具体情况，设计塔架和其他辅助设施，如此就可以大幅度的降低生产成本和建立电厂的投资成本，也大幅度缩短设计、制造、装配与试车的周期，同时给设备维修、准备配件带来极大的方便，

36、降低维修费用。00764可以减少事故率，设备运行可靠性提高，因为空气压缩蓄能风力发电方法中的风轮1通过增速齿轮箱2带动空气压缩机3，对于风轮1的转速和转速的平稳性没有特殊要说明书CN102305193ACN102305199A8/8页10求。现有技术中的风轮1直接驱动的是风力发电高转速的发电机7，而风轮1转速不能太高，必须有一个增速齿轮箱2，速比很大，比如德国恩德公司的增速齿轮箱2的速比是100，风轮1转速是17转/分，发电机7是专用低转速发电机要求是1700转/分，现有技术中的发电机组的末级负载包括齿轮箱中的齿轮惯性力很大，对于突然转速极大的变化难以避免加速度的冲击给传动系统零件带来损坏，但

37、是空气压缩蓄能风力发电方法中所采用的空气压缩蓄能风力发电装置的负载是压缩空气，具有很大的弹性，可以吸收偶然的冲击能量，因为空气压缩蓄能风力发电装置的增速比很小，没有复杂的调速装置，所有零部件大多是处于高转速状态，因而结构尺寸比较小，重量轻。00775应用空气压缩蓄能风力发电方法发电的空气压缩蓄能风力发电装置的经济性更是现有技术无法相比，因为我们都是选择通用性很强技术成熟的设备，所以成本造价低、运行成本低，容易掌握，无需培养特殊人员操作。00786空气压缩蓄能风力发电方法和空气压缩蓄能风力发电装置比现有技术增添了一个空气压缩机3和储气罐4，但是现有技术中许多笨重专用设备给风力发电带来的麻烦和巨大投资，都是风力发电发展的障碍，本发明所述的由通用设备搭配组成的具有特殊功能的空气压缩蓄能风力发电装置在风力发电领域具有很强的实用性。说明书CN102305193ACN102305199A1/5页11图1图2说明书附图CN102305193ACN102305199A2/5页12图3图4说明书附图CN102305193ACN102305199A3/5页13图5图6说明书附图CN102305193ACN102305199A4/5页14图7图8说明书附图CN102305193ACN102305199A5/5页15图9图10说明书附图CN102305193A