叶片组件和风力发电机组的制作方法

1.本公开属于风力发电技术领域，尤其涉及一种叶片组件和风力发电机组。


背景技术：

2.目前主要流行的新能源发电技术包括风力发电技术和光伏发电技术，两者之间通常没有必然的联系，或者由于利用率的原因，通常不将光伏发电和风力发电结合在一起。目前有光伏与风力发电结合，但是通常光伏固定在风力发电的塔筒上，其采光效果不良，或者光伏固定值风力发电机的机舱顶面上，由于机舱顶面空间有限，难以形成规模铺设。
3.且目前，光伏发电和风力发电所处的位置通常都为空旷的地带，既有丰富的风资源，也有丰富的太阳能资源，如何提高单位占地面积内的发电量是本领域技术人员亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本公开的主要目的在于提供一种叶片组件和风力发电机组，以提高单位占地面积内的发电量。
5.针对上述目的，本公开提供如下技术方案：
6.本公开的一个方面，提供一种叶片组件，所述叶片组件包括叶片、第一光伏板以及传动构件，所述第一光伏板设置于所述叶片的叶根或叶片主梁上，所述第一光伏板随着所述传动构件转动。
7.本公开一示例性实施例，所述传动构件还包括主动传动杆和驱动马达，所述主动传动杆与所述驱动马达的输出轴连接，所述第一光伏板通过所述主动传动杆可转动地连接在所述叶片上。
8.可选地，所述叶片组件还包括底座，所述底座固定于所述叶片上，所述主动传动杆可转动地设置于所述底座的底座孔内。
9.进一步地，所述底座为多个，多个所述底座沿所述叶片的轴向间隔布置，使得所述主动传动杆沿所述叶片的轴向延伸。
10.具体地，所述第一光伏板朝向所述叶片的一侧突出设置有至少两个支架，所述主动传动杆固定于所述支架上，使得所述第一光伏板能够随所述主动传动杆一起转动。
11.本公开另一示例性实施例，所述主动传动杆的外周壁突出设置有凸部，所述支架上设置有供所述主动传动杆穿过的支架孔，所述支架孔的孔壁凹陷形成为键槽，所述键槽能够容纳所述凸部。
12.可选地，所述叶片组件包括至少两个所述第一光伏板，至少两个所述第一光伏板沿所述叶片的轴向间隔平行布置。
13.具体地，所述传动构件还包括第一导向轮和导轨，所述第一导向轮固定于所述主动传动杆，所述导轨沿所述叶片的周向布置在所述叶片的外周壁上，所述第一导向轮可转动地设置于所述导轨内。
14.进一步地，所述第一导向轮为齿轮，所述导轨能够与所述第一导向轮传动配合，且所述导轨沿所述叶片的周向可转动地设置于所述叶片上，所述传动构件还包括被动传动杆和第二光伏板，所述第二光伏板与所述第一光伏板沿所述叶片的周向间隔布置，所述第二光伏板通过所述被动传动杆可转动地连接在所述叶片上，所述被动传动杆固定有第二导向轮，所述第二导向轮与所述第一导向轮结构相同，所述第一导向轮和所述第二导向轮设置于同一所述导轨内，以通过所述主动传动杆带动所述被动传动杆转动，且导轨沿叶片的周向可转动地设置于所述叶片上。
15.本公开另一方面提供一种风力发电机组，所述风力发电机组包括如上所述的叶片组件。
16.可选地，所述风力发电机组还包括逆变器和至少两个叶片，每个所述叶片对应电连接各自的所述逆变器，每个所述逆变器与蓄电模块电连接。
17.具体地，所述逆变器设置于所述叶片内腔中。
18.进一步地，所述风力发电机组还包括电滑环、变压器和用电设备，所述蓄电模块通过所述电滑环与所述变压器电连接，所述变压器与所述用电设备电连接。
19.本公开提供的叶片组件和风力发电机组至少具有如下有益效果：本公开提供的叶片组件可以应用于风力发电机组，叶片可以参与风力发电，第一光伏板可以参与太阳能发电，将第一光伏板设置于叶片上，可以提高单位占地面积内的发电量。进一步地，通过第一光伏板设置在叶根或者叶片主梁上，减小了风对第一光伏板的推力，避免第一光伏板与叶片意外脱离，从而提高了第一光伏板的使用安全性。
附图说明
20.通过下面结合附图对实施例进行的描述，本公开的上述和/或其它目的和优点将会变得更加清楚，其中：
21.图1为本公开一示例性实施例提供的叶片组件的结构图。
22.图2为图1中的叶片组件的第一剖面的纵向剖视图。
23.图3为图2中的i圈内结构的局部放大图。
24.图4为图2中的j圈内结构的局部放大图。
25.图5为图1中的叶片组件的第二剖面的纵向剖视图。
26.图6为图5中的k权内结构的局部放大图。
27.图7为图1中的叶片组件的另一视图方向的结构图。
28.图8为图7中的l圈内结构的局部放大图。
29.图9为图1中的底座的结构图。
30.图10为图1中的第一光伏板的结构图。
31.图11为图1中的主动传动杆的结构图。
32.附图标记说明：
33.1、电机连接轴；
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2、叶片；
34.3、底座；
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5、十字轴；
35.6、花键；
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7、螺栓；
36.8、支架；
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10、导轨；
37.11、第一光伏板；
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12、第二光伏板；
38.31、底座孔；
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41、主动传动杆；
39.42、被动传动杆；
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81、支架孔；
40.82、键槽；
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91、第一导向轮；
41.92、第二导向轮。
具体实施方式
42.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，不应被理解为本公开的实施形态限于在此阐述的实施方式。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
43.参照图1至图8，本公开的一个方面，提供一种风力发电机组，风力发电机组可以包括塔架，设置于塔架的机舱，连接于机舱的叶轮，以及发电机，叶轮可以与发电机的转子固定连接，以通过叶轮的旋转带动发电机进行发电。作为示例，发电机可以设置于机舱内，也可以设置于机舱和轮毂之间。
44.为了提高单位占地面积内的发电量，本公开提供一种叶片组件，叶片组件包括叶片2、第一光伏板11以及传动构件，第一光伏板11可以设置于叶片2的叶根或叶片主梁上，使得该第一光伏板11随着传动构件传动。
45.本公开通过将第一光伏板11设置在叶片2上，减少了太阳能发电的占地面积，即通过将第一光伏板11集成在叶片2上，可以利用所在位置处的太阳能发电和风能发电，提高了所在位置处的资源的利用率，提高了单位占地面积内的发电量。
46.在风力发电机组的运行过程中，设置于叶片2的叶根处的第一光伏板11受风力作用较小，不易与叶片2脱离，从而提高了第一光伏板11与叶片2间的连接可靠性。
47.第一光伏板11可以固定于叶片2上，也可以枢转连接在叶片2上，本公开以第一光伏板11与叶片2枢转连接为例进行说明。
48.继续参照图1、图2以及图4，本公开一示例性实施例，传动构件可以包括主动传动杆41和驱动马达(图未示)，主动传动杆41可以固定于驱动马达的输出轴上，以在驱动马达的带动下进行旋转，第一光伏板11可以通过主动传动杆41可转动地连接在叶片2上。如此，在驱动马达的作用下，主动传动杆41可以相对于叶片转动，第一光伏板11固定在该主动传动杆41上，从而可以将驱动马达的动力传递给该第一光伏板11，第一光伏板11可以根据需要旋转以调整迎光面积，从而可以进一步提高太阳能发电效率。
49.具体地，如图4所示，主动传动杆41的端部可以连接有电机连接轴1，该电机连接轴1可以固定在驱动马达的输出轴上，但不以此为限。进一步地，驱动马达可以设置于叶片2的内腔中，主动传动杆41可以设置于叶片2的外周，该电机连接轴1可以从叶片2的外部穿入到叶片2的内腔中。
50.为了避免主动传动杆41旋转卡涩，在主动传动杆41和电机连接轴1之间可以通过十字轴5连接，以使电机连接轴1可以顺利弯折以能够插入到叶片2的内腔。作为示例，十字轴5可以设置于主动传动杆41的端部，但不以此为限。
51.具体地，叶片组件还可以包括底座3，底座3可以固定于叶片2上，主动传动杆41可转动地设置于底座3的底座孔31内。
52.为了降低制造难度，以降低制造成本，底座3可以独立制作后组装在叶片2上。可选地，参照图9，底座3可以呈u型，该底座3的开口可以朝向第一光伏板11，底座3的相对的两个侧壁上可以分别设置有供主动传动杆41穿过的底座孔31，两个底座孔31相对设置，底座3的底壁的朝向开口的一侧固定有螺栓7，底座3可以通过该螺栓7固定在叶片2上。
53.本公开提供的底座3结构简单，制造成本低廉，且可以独立完成以根据需要固定在叶片2上，提高了组装的便捷性。
54.参照图10，为了提高第一光伏板11的连接稳定性，第一光伏板11的朝向叶片2的一侧突出设置有至少两个支架8，主动传动杆41可以固定于支架8上，使得第一光伏板11能够随主动传动杆41一起转动。进一步地，为了便于与支架8连接，叶片2的外周壁上可以设置有多个底座3，多个底座3可以沿叶片2的轴向间隔布置，使得主动传动杆41沿叶片2的轴向延伸。
55.具体地，支架8可以与第一光伏板11一体成型，也可以分别独立后将两者组装在一起。支架8可以设置于u型底座3的开口处，从而使支架8与底座3之间的连接更为紧凑。
56.为了便于主动传动杆41与第一光伏板11连接，防止两者发生相对转动，可以参照图10和图11，主动传动杆41的外周壁突出设置有凸部，支架8上设置有供主动传动杆41穿过的支架孔81，支架孔81的孔壁凹陷形成为键槽82，键槽能够容纳凸部。
57.具体地，键槽82可以从支架孔81凹陷形成的一字孔，其中，主动传动杆41的凸部可以为一字型花键6，但不以此为限，花键6还可以具有其他的横截面形状，例如但不限于，花键6的横截面可以呈椭圆形、三角形或者矩形等。
58.花键6和键槽82可以沿主动传动杆41的轴向延伸，组装过程中，可以沿主动传动杆41的轴向将花键6插入到键槽82内，使得主动传动杆41可以卡设在该支架孔81内，从而可以防止主动传动杆41与第一光伏板11相对转动，提高了第一光伏板11的转动精度。
59.为了进一步提高单位占地面积内的发电量，叶片组件可以包括至少两个第一光伏板11，至少两个第一光伏板11可以沿叶片2的轴向间隔布置，从而使得轴向上相邻的两个第一光伏板11可以设置于同一主动传动杆41上，以能够同时随着主动传动杆41转动。
60.轴向相邻的两个第一光伏板11可以平行设置，以具有相同的迎光面积，连接于同一个主动传动杆41上以保持同步转动，可以减少驱动马达的数量，提高驱动马达的利用率。
61.本公开以沿叶片2的轴向间隔布置有两个第一光伏板11为例进行说明，但不以此为限，第一光伏板11还可以设置为多于两个。
62.作为示例，可以参照图3，主动传动杆41可以包括多个传动杆单元，相邻的传动杆单元可以通过十字轴5连接，以能够根据需要调整主动传动杆41的长度，从而降低了主动传动杆41的成本。
63.为了进一步提高第一光伏板11的转动精度，参照图8，主动传动杆41可以固定有第一导向轮91，叶片组件还可以包括导轨10，第一导向轮91可转动地设置于导轨10内。
64.如此，可以通过导轨10对第一导向轮91进行导向，以提高第一导向轮91的运动精度，又由于第一导向轮91固定设置于主动传动杆41上，也就提高了主动传动杆41的运动精度。
65.作为示例，第一导向轮91可以为齿轮，导轨10可以设置有能够与第一导向轮91啮合的齿部，如此通过齿轮啮合提高了主动传动杆41的运动精度，但不以此为限。具体地，导
轨10可以为齿轮或者齿形带，也可以为链条。
66.为了进一步提高单位占地面积的发电量，叶片组件还可以包括第二光伏板12，具体地，参照图7和图8，第二光伏板12与第一光伏板11可以沿叶片2的周向间隔布置，第二光伏板12可以通过被动传动杆42可转动地连接在叶片2上。
67.为了进一步降低叶片组件的制造成本，提高驱动马达的利用率，导轨10可转动地设置于叶片2上，被动传动杆42可以固定有第二导向轮92，第一导向轮91和第二导向轮92可以设置于同一导轨10内，第二导向轮92与第一导向轮91可以具有相同结构，以通过主动传动杆41带动被动传动杆42转动。
68.具体地，在驱动马达的作用下，主动传动杆41将绕其自身轴线旋转，以带动导轨10沿叶片2的周向旋转，导轨10的转动又可以带动被动传动杆42绕其自身轴线旋转，从而可以带动第二光伏板12转动，以进行迎光面积的调整。
69.作为示例，导轨10可以沿叶片2的周向布置成环形，以使得沿该叶片2的周向布置的第一光伏板11和第二光伏板12都可以连接在该导轨10上，以通过该导轨10同步驱动以进行转动来调整迎光面积。
70.参照图11，示出了主动传动杆41的具体结构，主动传动杆41固定连接有两个花键6，且两个花键6可以沿主动传动杆41的轴向间隔设置，在该主动传动杆41的端部可以设置有第一导向轮91。可选地，主动传动杆41的结构和被动传动杆42的结构可以相同，在此不再赘述。
71.本公开提供的风力发电机组，可以利用风能进行风力发电，也可以利用太阳能进行发电，通过将第一光伏板11设置于叶片2上，将太阳能发电系统集成在了风力发电系统上，从而提高了单位占地面积内的发电量。本风力发电机组产生的电能，即风力发电产生的部分电能和太阳能发电产生的部分电能可以向电网输送，以用于供给风机辅助系统用电，但不以此为限。
72.可选地，风力发电机组还包括逆变器和至少两个叶片，每个叶片对应电连接各自的逆变器，每个逆变器与蓄电模块电连接。本公开提供的蓄电模块可以用于存储上述的风力发电产生的电能和太阳能发电产生的电能，通过在叶片内部设置逆变器，可以将光伏板产生的电能传输到风机内部，以进行风光一体发电并网，从而提高了单位占地面积内的发电量，减少占地面积，提高了风力发电机组的经济效益。
73.作为示例，逆变器可以为微型逆变器，逆变器的直流端采用低压接入，每个叶片2上的多个光伏板可以形成为光伏组件，光伏组件可以独立连接升压后再逆变并网，无触电危险和火灾隐患，更加安全，同时从高空环境考虑，系统防火及作业安全也更有保障。
74.光伏发电作为源接入风机辅助变压器的低压侧，可以作为一个供电负载，不影响风机运行。光伏系统通讯方式为4g网络/无线网络通讯，微型逆变器配套路由器设备，4g/无线设备与逆变器组网，传递光伏系统电压、电流和功率等状态监测数据。风机侧布控光伏系统，通过4g或无线通讯进行光伏系统状态监测。光伏系统防孤岛控制，在电网失电后，自检控制微型逆变器输出断开。风机与光伏控制上无硬线信号交互。
75.进一步地，逆变器可以设置于叶片内腔中，如此可以避免叶片2转动过程中风力对逆变器的影响，提高了逆变器的连接安全性。
76.可选地，风力发电机组还包括电滑环、变压器和用电设备，蓄电模块通过电滑环与
变压器电连接，所述变压器与所述用电设备电连接。
77.在本公开的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。
78.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
79.在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
80.本公开所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在上面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组件、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本公开的各方面。

技术特征：
1.一种叶片组件，其特征在于，所述叶片组件包括：叶片(2)；第一光伏板(11)，设置于所述叶片(2)的叶根或叶片主梁上；传动构件，所述第一光伏板随着所述传动构件转动。2.如权利要求1所述的叶片组件，其特征在于，所述传动构件包括主动传动杆(41)和驱动马达，所述主动传动杆(41)与所述驱动马达的输出轴连接，所述第一光伏板(11)通过所述主动传动杆(41)可转动地连接在所述叶片(2)上。3.如权利要求2所述的叶片组件，其特征在于，所述叶片组件还包括底座(3)，所述底座(3)固定于所述叶片(2)上，所述主动传动杆(41)可转动地设置于所述底座(3)的底座孔(31)内。4.如权利要求3所述的叶片组件，其特征在于，所述底座(3)为多个，多个所述底座(3)沿所述叶片(2)的轴向间隔布置，使得所述主动传动杆(41)沿所述叶片(2)的轴向延伸。5.如权利要求2所述的叶片组件，其特征在于，所述第一光伏板(11)朝向所述叶片(2)的一侧突出设置有至少两个支架(8)，所述主动传动杆(41)固定于所述支架(8)上，使得所述第一光伏板(11)能够随所述主动传动杆(41)一起转动。6.如权利要求5所述的叶片组件，其特征在于，所述主动传动杆(41)的外周壁突出设置有凸部，所述支架(8)上设置有供所述主动传动杆(41)穿过的支架孔(81)，所述支架孔(81)的孔壁凹陷形成为键槽(82)，所述键槽能够容纳所述凸部。7.如权利要求2所述的叶片组件，其特征在于，所述叶片组件包括至少两个所述第一光伏板(11)，至少两个所述第一光伏板(11)沿所述叶片(2)的轴向间隔平行布置。8.如权利要求2-7任一项所述的叶片组件，其特征在于，所述传动构件还包括第一导向轮(91)和导轨(10)，所述第一导向轮(91)固定于所述主动传动杆(41)，所述导轨(10)沿所述叶片(2)的周向布置在所述叶片(2)的外周壁上，所述第一导向轮(91)可转动地设置于所述导轨(10)内。9.如权利要求8所述的叶片组件，其特征在于，所述第一导向轮(91)为齿轮，所述导轨(10)能够与所述第一导向轮(91)传动配合，且所述导轨(10)沿所述叶片(2)的周向可转动地设置于所述叶片(2)上，所述传动构件还包括被动传动杆(42)和第二光伏板(12)，所述第二光伏板(12)与所述第一光伏板(11)沿所述叶片(2)的周向间隔布置，所述第二光伏板(12)通过所述被动传动杆(42)可转动地连接在所述叶片(2)上，所述被动传动杆(42)固定有第二导向轮(92)，所述第二导向轮(92)与所述第一导向轮(91)结构相同，所述第一导向轮(91)和所述第二导向轮(92)设置于同一所述导轨(10)内，通过所述主动传动杆(41)带动所述导轨(10)转动，使得所述被动传动杆(42)转动。10.一种风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组包括如权利要求1-9中任一项所述的叶片组件。11.如权利要求10所述的风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组还包括逆变器和至少两个叶片，每个所述叶片对应电连接各自的所述逆变器，每个所述逆变器与蓄电模块电连接。12.如权利要求11所述的风力发电机组，其特征在于，所述逆变器设置于所述叶片内腔中。
13.如权利要求11所述的风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组还包括电滑环、变压器和用电设备，所述蓄电模块通过所述电滑环与所述变压器电连接，所述变压器与所述用电设备电连接。

技术总结
本公开提供了一种叶片组件和风力发电机组，所述叶片组件包括叶片、第一光伏板以及传动构件，所述第一光伏板设置于所述叶片的叶根或叶片主梁上，第一光伏板能够随着传动构件转动。叶片可以参与风力发电，第一光伏板可以参与太阳能发电，将第一光伏板设置于叶片上，可以提高单位占地面积内的发电量。进一步地，通过第一光伏板设置在叶根或者叶片主梁上，减小了风力对第一光伏板的推力，避免第一光伏板与叶片意外脱离，从而提高了第一光伏板的使用安全性。全性。全性。


技术研发人员：邢德義 高保印 雷现永
受保护的技术使用者：北京金风科创风电设备有限公司
技术研发日：2022.01.05
技术公布日：2023/7/22