一种垂直轴风力发电装置及其控制方法

本申请涉及风力发电，特别涉及一种垂直轴风力发电装置及其控制方法。

背景技术：

1、随着能源需求的增加和对可再生能源的关注度提升，风力发电作为一种清洁、可再生的能源方式，得到了广泛的关注和应用。传统的风力发电装置大多采用水平轴设计，但其占地面积大，且受风向影响大，限制了其在城市或空间有限地区的应用，此外，一些恶劣天气，如台风天气和暴雨天气也可能破环风力发电装置，限制了风力发电装置在不同环境和条件下的应用。

技术实现思路

1、为了解决至少一个上述相关技术中存在的技术问题，本申请实施例提出了一种垂直轴风力发电装置及其控制方法，能够有效调节叶片的高度和展开距离，提高风力发电效率，提高装置的安全性和灵活性。

2、一方面，本申请实施例提出了一种垂直轴风力发电装置，所述装置包括：

3、控制系统，用于采集当前风速信息和当前叶片状态信息，根据所述当前风速信息和当前叶片状态信息，确定当前叶片最优展开距离和当前叶片最优高度，根据所述当前叶片最优展开距离和所述当前叶片最优高度，生成叶片调节指令；

4、叶片调节机构，用于连接风力叶片，接收所述叶片调节指令，根据所述叶片调节指令，将所述风力叶片对应的叶片展开距离调整至所述当前叶片最优展开距离；

5、支撑机构，用于连接所述叶片调节机构，固定所述叶片调节机构，接收所述叶片调节指令，根据所述叶片调节指令，调整所述叶片调节机构的高度以将所述风力叶片的高度调整至所述当前叶片最优高度。

6、在一些实施例中，所述叶片调节机构包括第一传动装置、连接杆、转动盘和转动轴；

7、所述连接杆的一端设置在所述转动盘上，另一端与所述风力叶片连接，用于带动所述风力叶片进行伸缩，调整所述风力叶片对应的所述叶片展开距离；

8、所述第一传动装置用于输出动力至所述转动盘；

9、所述转动盘上设置有孔供所述转动轴穿过并固定，所述转动盘用于通过所述连接杆带动所述风力叶片围绕所述转动轴进行旋转。

10、在一些实施例中，所述支撑机构包括支撑底座、高度调节装置和固定装置；

11、所述高度调节装置的一端设置在所述支撑底座上，另一端与所述转动轴连接并固定，用于执行伸缩操作，带动与所述转动盘固定的所述转动轴进行伸缩，调整所述转动盘的高度；

12、所述固定装置用于固定第一连接位置和第二连接位置，所述第一连接位置为所述高度调节装置与所述转动轴的连接位置，所述第二连接位置为所述高度调节装置与所述支撑底座的连接位置。

13、在一些实施例中，所述控制系统包括数据采集单元和数据分析单元；

14、所述数据采集单元，用于通过传感器采集所述当前风速信息和所述当前叶片状态信息；

15、所述数据分析单元，用于获取预设的叶片调节规则，根据所述当前风速信息、所述当前叶片状态信息和所述叶片调节规则，生成所述叶片调节指令。

16、在一些实施例中，所述数据分析单元用于获取预设的风速安全阈值，当确定当前风速超过所述风速安全阈值时，生成第一叶片调节指令；

17、所述数据分析单元还用于当确定所述当前风速小于所述风速安全阈值时，获取预设的若干个风速等级和各所述风速等级对应的风速阈值区间，从多个所述风速等级确定与所述当前风速匹配的目标风速等级，获取叶片展开距离与风速等级的映射信息，根据所述映射信息，确定与所述目标风速等级对应的所述叶片最优展开距离；

18、所述数据分析单元还用于根据所述叶片最优展开距离和所述当前叶片状态信息，生成第二叶片调节指令。

19、在一些实施例中，所述叶片调节机构用于根据所述第一叶片调节指令，控制所述连接杆带动所述风力叶片进行收缩，直至所述风力叶片与所述转动盘的至少一部分贴合；

20、所述支撑机构，用于根据所述第一叶片调节指令，控制所述高度调节装置通过所述转动轴带动所述转动盘进行收缩，直至所述转动盘对应的当前位置高度为预设的收纳高度。

21、在一些实施例中，所述叶片调节机构用于根据所述第二叶片调节指令，控制所述连接杆带动所述风力叶片进行伸缩，直至所述叶片展开距离为所述当前叶片最优展开距离；所述叶片展开距离为所述风力叶片与所述转动盘间的距离；

22、所述支撑机构，用于根据所述第二叶片调节指令，控制所述高度调节装置通过所述转动轴带动所述转动盘进行伸缩，直至所述转动盘对应的当前位置高度为所述当前叶片最优高度。

23、另一方面，本申请实施例提出了一种控制方法，用于控制前面所述的垂直轴风力发电装置，所述方法包括以下步骤：

24、通过所述控制系统采集当前风速信息和当前叶片状态信息，根据所述当前风速信息和当前叶片状态信息，确定当前叶片最优展开距离和当前叶片最优高度，根据所述当前叶片最优展开距离和所述当前叶片最优高度，生成叶片调节指令；

25、通过所述叶片调节机构根据所述叶片调节指令，将所述风力叶片对应的叶片展开距离调整至所述当前叶片最优展开距离；

26、通过所述支撑机构根据所述叶片调节指令，将所述风力叶片的高度调整至所述当前叶片最优高度。

27、另一方面，本申请实施例提出了一种电子设备，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现前面所述的控制方法。

28、还有一方面，本申请实施例提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前面所述的控制方法。

29、本申请提供的一种垂直轴风力发电装置及其控制方法，其通过控制系统采集当前风速信息和当前叶片状态信息，根据当前风速信息和当前叶片状态信息，确定当前叶片最优展开距离和当前叶片最优高度，生成叶片调节指令，通过叶片调节机构将风力叶片对应的叶片展开距离调整至当前叶片最优展开距离，通过支撑机构将风力叶片的高度调整至当前叶片最优高度。本申请提供的垂直轴风力发电装置不受风向限制，能在不同风况和环境下稳定地发电，能够有效调节叶片的高度和展开距离，提高风力发电效率，提高装置的灵活性和安全性，可以适应更多不同的风力发电应用场景。

技术特征：

1.一种垂直轴风力发电装置，其特征在于，所述装置包括：

2.根据权利要求1所述的垂直轴风力发电装置，其特征在于，所述叶片调节机构包括第一传动装置、连接杆、转动盘和转动轴；

3.根据权利要求2所述的垂直轴风力发电装置，其特征在于，所述支撑机构包括支撑底座、高度调节装置和固定装置；

4.根据权利要求3所述的垂直轴风力发电装置，其特征在于，所述控制系统包括数据采集单元和数据分析单元；

5.根据权利要求4所述的垂直轴风力发电装置，其特征在于，所述数据分析单元用于获取预设的风速安全阈值，当确定当前风速超过所述风速安全阈值时，生成第一叶片调节指令；

6.根据权利要求5所述的垂直轴风力发电装置，其特征在于，所述叶片调节机构用于根据所述第一叶片调节指令，控制所述连接杆带动所述风力叶片进行收缩，直至所述风力叶片与所述转动盘的至少一部分贴合；

7.根据权利要求5所述的垂直轴风力发电装置，其特征在于，所述叶片调节机构用于根据所述第二叶片调节指令，控制所述连接杆带动所述风力叶片进行伸缩，直至所述叶片展开距离为所述当前叶片最优展开距离；所述叶片展开距离为所述风力叶片与所述转动盘间的距离；

8.一种控制方法，用于控制权利要求1至7任一项所述的垂直轴风力发电装置，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求8所述的控制方法。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求8所述的控制方法。

技术总结
本申请公开了一种垂直轴风力发电装置及其控制方法，其通过控制系统采集当前风速信息和当前叶片状态信息，根据当前风速信息和当前叶片状态信息，确定当前叶片最优展开距离和当前叶片最优高度，根据当前叶片最优展开距离和当前叶片最优高度，生成叶片调节指令，通过叶片调节机构将风力叶片对应的叶片展开距离调整至当前叶片最优展开距离，通过支撑机构将风力叶片的高度调整至当前叶片最优高度。本申请提供的垂直轴风力发电装置不受风向限制，能在不同风况和环境下稳定地发电，能够有效调节叶片的高度和展开距离，提高风力发电效率，提高装置的灵活性和安全性，可以适应更多不同的风力发电应用场景。本申请广泛应用于风力发电技术领域。

技术研发人员：方赵嵩,林塨,邱妙燕,郑志敏,刘希臣
受保护的技术使用者：广州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5