專利名稱：一種系留球載風力發電裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于高空偵查、監視、通訊和武器檢測技術領域，具體地說，是指一種系留球載風力發電裝置。
背景技術：
系留球是一種將飛艇在系留繩的牽引作用下實現空中穩定漂浮的空中載體，被廣泛應用于軍事、科學、商業等領域，其中軍事領域的系留球根據其上所載傳感器不同主要應用于偵查、監視、通訊和武器檢測等用途。所述的系留球主要由飛艇、設備艙、系留繩組成。 工作原理如下飛艇內部充有輕比重氣體(一般為氦氣)，由于密度低于空氣，飛艇會在浮力的作用下上升，同時由于風的存在，這樣在浮力、牽引力、重力的綜合作用下，系留球實現高空靜漂浮，從而可以利用高空優勢進行通訊、偵查、監視等任務，與其他飛行載體相比，系留球空中載體具有成本低、使用方便等優點。但是，現有的系留球高空載體的電力供應是通過系留繩內置電纜由地面傳輸上去的，當系留球滯空高度較高時，不僅會增加系留球的制造成本，而且較長的電纜也會增加飛艇的載荷，從而減小飛艇的有效載荷；同時，由于系留球所載設備用電要依賴于地面供應， 因此必須與發電車配對使用，帶來極大麻煩，較長的電纜還會造成較大的電能損失。在高空條件下，受地面干擾較少，氣流場較穩定，而且與地面相比較，風速也相對較高，是一種較為優質的風能資源。近些年隨著新能源技術的不斷進步，風能利用技術得到了較大的發展，不僅風能的利用率得到了較大提高，而且采用新材料的風力發電設備不僅重量輕，而且安全性也得到了較大的提高。
發明內容
本發明的目的在于克服上述缺點，并且實現利用高空風能資源實現系留球的電力
自供給。針對目前系留球使用麻煩、成本較高的不足，提供了一種利用浮空器將風力發電機提升到一定高度，實現利用此高度風能資源實現系留球能源的自供給目的。為了實現上述發明目的，本發明的系留球載風力發電裝置的整體結構主要包括系留電繩、浮空器、設備艙、風力發電設備(風力機葉片與發電機)四部分組成。浮空器依靠浮力作為運載平臺，風力發電設備和設備艙被安裝在該運載平臺之上，風力發電設備所發電能為設備艙內用電系統提供電能，通過系留繩的牽引，系留球可以穩定在一定高度，并且實現所需電能的自供給。本發明具有如下優點I、由于系留球上所載用電裝置的電力由風力發電設備提供，因此無需系留繩內置電纜，降低了系留球的制造成本；2、由于系留球上所載用電裝置的電力由風力發電設備提供，不依賴地面電源，因此使得系留球的使用更為簡單。
圖I為本發明的系留球載風力發電裝置的整體結構示意圖；圖2為本發明中的飛艇結構示意；圖3為本發明中風力發電設備的結構示意圖。圖中1.飛艇；2.風力發電設備；3.設備艙；4.系留繩；5.支撐骨架；6.蒙皮； 7.風力機葉片；8·發電機。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細說明。本發明提供一種系留球載風力發電裝置，利用浮空器(即飛艇)將風力發電設備載到一定高度，利用高空風能發電，并將獲得的電能傳輸給設備艙。如圖I所示，所述的系留球載風力發電裝置包括飛艇I、風力發電設備2、設備艙3和系留繩4。所述的飛艇I通過系留繩4進行固定，在飛艇I上連接有風力發電設備2和設備艙3，其中設備艙3設置在飛艇I的正下方位置，風力發電設備2設置在飛艇I上與系留繩4相對的一端。其中飛艇1，如圖2，由支撐骨架5和蒙皮6組成，其中支撐骨架5是一種剛性桿， 其作用是維持飛艇I的形狀與支撐負載。在本發明中，所述的負載主要為風力發電設備2 和設備艙3。蒙皮6包覆在支撐骨架5的外側，用以維持飛艇形狀，其材料一般為TPU、PVC、 PE等。所述的風力發電設備2，如圖3所示，由風力機葉片7和發電機8組成，其中風力機葉片7與發電機8的轉軸進行連接，可以繞所述的轉軸旋轉，將風能轉化為機械能并將機械能傳給發電機8,發電機8將機械能轉化為電能傳輸到設備艙3內的用電系統。設備艙3內安裝有整流器和蓄電池以及目的傳感器等用電系統，整流器的作用是將發電機8所產生的電能經過整流使之成為用電設備所使用的電能，多余的電能存儲于蓄電池內以供發電量不足時使用。將風力發電設備2的發電機8通過螺栓緊固于飛艇I尾部的支撐骨架5上，向飛艇I內充入低密度氣體如氦氣，飛艇I會在浮力的作用下帶著風力發電設備2共同上升，在系留繩4的作用下，飛艇I達到浮力、拉力以及風的阻力的平衡，從而穩定在一定高度，實現風力發電。設備艙3用于安裝相應的設備。所述的相應設備是指設備艙內3內安裝的整流器、蓄電池、逆變器以及目的負載設備(如高清攝像機)等。整流器的作用是將風力發電設備2所發出的電能經整流由交流變成直流，蓄電池將該直流電存儲，以此來穩定電壓、電流，并且可以將過剩的電能存儲于蓄電池內，當負載設備采用的是交流電時，還需要在設備艙內安裝逆變器，用以將蓄電池內的直流電轉化為交流電供給負載設備。當需要調整飛艇I高度或者位置時，收放或牽引系留繩4即可。
權利要求
1.一種系留球載風力發電裝置，其特征在于包括飛艇(I)、風力發電設備(2)、設備艙(3)和系留繩(4)，所述的飛艇(I)通過系留繩(4)進行固定，在飛艇(I)上連接有風力發電設備(2)和設備艙(3)，其中設備艙(3)設置在飛艇(I)的正下方位置，風力發電設備(2) 設置在飛艇(I)上與系留繩(4)相對位置的一端。
2.根據權利要求I所述的系留球載風力發電裝置，其特征在于所述飛艇(I)由支撐骨架(5)和蒙皮(6)組成，其中支撐骨架(5)是剛性桿，作用是維持飛艇(I)的形狀與支撐負載；蒙皮(6)包覆在支撐骨架(5)的外側。
3.根據權利要求I所述的系留球載風力發電裝置，其特征在于所述的風力發電設備(2)，由風力機葉片(7)和發電機⑶組成，風力機葉片(7)與發電機⑶的轉軸連接，并且可繞轉軸旋轉，其中風力機葉片(7)用于將風能轉化為機械能并將其傳給發電機(8)，發電機(8)將機械能轉化為電能傳輸到設備艙(3)。
全文摘要
本發明公開了一種系留球載風力發電裝置，屬于高空偵察技術領域，所述的裝置主要包括飛艇、風力發電設備、設備艙和系留繩。所述的飛艇通過系留繩進行固定，在飛艇上連接有風力發電設備和設備艙，其中設備艙設置在飛艇的正下方位置，風力發電設備設置在飛艇上與系留繩相對的一端。由于系留球上所載用電裝置的電力由風力發電設備提供，因此無需系留繩內置電纜，降低了系留球的制造成本；系留球上所載用電裝置不依賴地面電源，因此使得系留球的使用更為簡單。
文檔編號F03D9/00GK102582818SQ201210058218
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月7日 優先權日2012年3月7日
發明者劉佳, 劉振臣, 劉沛清, 屈秋林, 郭昊 申請人:北京航空航天大學