括電機支架2、發電機3和安裝于發電機3前端的發電機葉片8、安裝于發電機3后端的平衡尾翼4，所述的電力傳輸單元包括平衡線5和與所述發電機3電性連接的電纜線6;所述發電機3位于真空環I的內側且所述發電機3與真空環I同軸心線，所述發電機3通過電機支架2固定于真空環I的內側壁上;所述的真空環I采用硬質非金屬材料制成，所述的真空環I為對稱的旋轉殼體結構，且所述的真空環I內側壁的厚度大于真空環I外側壁的厚度，而真空環I的該種結構設置可用于安裝并支撐風力發電單元;所述的電纜線6由碳纖維材料制成;所述的電纜線6為避雷線；所述的電纜線6為定位線；由于電纜線6、避雷線、定位線三線一體，故而電纜線6不僅可以用于限定風力發電系統的位置，而且當雷雨天氣來臨時，電纜線6還可用于引雷，避免雷電對發電系統造成破壞;所述真空環I的外側壁的外側圓周上設有3-4個均勻分布的平衡翼9，該平衡翼9主要用于控制風力發電系統的朝向；所述真空環I的外側壁上設有三根所述的平衡線5，且所述的三根平衡線5于所述的所述真空環I的外圓周方向上120°內均勻分布，所述的三根平衡線5用于在不同的風力下平衡真空環I，使得真空環I的軸心線始終與地面平行;所述的風力發電系統可浮升至離地300-600米的高空，故而不會破壞地面環境。
[0028]一種采用真空環I浮升導流的高空懸浮風力發電系統的工作原理:
[0029]首先啟動真空栗7，將真空環I內抽真空，真空環I會帶動整個發電系統浮升，當風力發電系統浮升到目標高度(300-600米)時，真空栗7停止工作，此時高空中的氣流穿過真空環I，由平衡尾翼4和平衡翼9進行方向平衡，在真空環I的內側壁結構的的導向作用下，流經真空環I環內的氣流得到了進一步的加強，加強后的氣流促使發電機葉片8轉動，從而使發電機3發電，發電機3所發的電通過電纜線6傳輸到地面的電網。
[0030]需要說明的是:本發明具有以下優點:1、取消了制造運輸安裝都很昂貴的風力發電用塔架，為降低成本提供了較大的空間；2、由于環形真空腔強化了環形圍成的空間內的空氣流速，即強化了風力發電的效率，也使發電機3的風葉沒有必要做的太長，既減少了發電機3的重量，又降低了發電的成本;3、由于環形真空腔可自動把發電系統浮升到高空或降到地面，因而維修、轉移都比塔架式風力發電機3方便;4、由于發電系統浮在300-600米的高空，因而對地面的環保不產生破壞，鳥類依舊可以在原生態環境中生存;5、由于風力發電系統離地面較高(300-600米)，因而受海水中鹽霧的腐蝕以及沙漠中風沙的沖刷都大大減少，甚至于變成零;6、風力發電系統不用地面上的空間，高空運轉的噪聲也會到地面衰減成零；
7、風力發電系統的環形真空腔可以懸升到鬧市的高樓上空，因而供電可以通過纜線直接送入樓內，省去了風力發電系統和電網之間的來回饋送的麻煩，既減少了能量損失，也降低了設備的成本;8、用抽真空來升降風力發電系統，浮力比氫氣氦氣大，故成本低且安全方便；
9、饋電的電纜、避雷線、限位纜繩共用一條纜線，簡單方便成本低；10、真空浮升系統外部承受大氣壓力，因而外皮只受正壓力，材料開裂的可能大大減少。
[0031]以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明的技術范圍作出任何限制，故凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何細微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明的技術方案的范圍內。
【主權項】
1.一種采用真空環浮升導流的高空懸浮風力發電系統，其特征在于:所述風力發電系統由真空浮升單元、風力發電單元和電力傳輸單元組成;所述的真空浮升單元包括真空環和固定設于所述真空環內側壁上的真空栗，所述的風力發電單元包括電機支架、發電機和安裝于發電機前端的發電機葉片、安裝于發電機后端的平衡尾翼，所述的電力傳輸單元包括平衡線和與所述發電機電性連接的電纜線;所述發電機位于真空環的內側且所述發電機與真空環同軸心線，所述發電機通過電機支架固定于真空環的內側壁上。2.根據權利要求1所述的一種采用真空環浮升導流的高空懸浮風力發電系統，其特征在于:所述的真空環采用硬質非金屬材料制成，所述的真空環為對稱的旋轉殼體結構，且所述的真空環內側壁的厚度大于真空環外側壁的厚度。3.根據權利要求1所述的一種采用真空環浮升導流的高空懸浮風力發電系統，其特征在于:所述的電纜線由碳纖維材料制成。4.根據權利要求1或3所述的一種采用真空環浮升導流的高空懸浮風力發電系統，其特征在于:所述的電纜線為避雷線。5.根據權利要求1或3所述的一種采用真空環浮升導流的高空懸浮風力發電系統，其特征在于:所述的電纜線為定位線。6.根據權利要求1所述的一種采用真空環浮升導流的高空懸浮風力發電系統，其特征在于:所述真空環的外側壁的外側圓周上設有3-4個均勻分布的平衡翼。7.根據權利要求1所述的一種采用真空環浮升導流的高空懸浮風力發電系統，其特征在于:所述真空環的外側壁上設有兩根所述的平衡線，且所述的兩根平衡線位于真空環兩側且對稱設置。8.根據權利要求1所述的一種采用真空環浮升導流的高空懸浮風力發電系統，其特征在于:所述真空環的外側壁上設有三根所述的平衡線，且所述的三根平衡線于所述的所述真空環的外圓周方向上120°內均勻分布。9.根據權利要求1所述的一種采用真空環浮升導流的高空懸浮風力發電系統，其特征在于:所述的風力發電系統可浮升至離地300-600米的高空。
【專利摘要】本發明涉及清潔能源中的風力發電領域，具體涉及一種采用真空環浮升導流的高空懸浮風力發電系統；風力發電系統由真空浮升單元、風力發電單元和電力傳輸單元組成；真空浮升單元包括真空環和固定設于真空環內側壁上的真空泵，風力發電單元包括電機支架、發電機和安裝于發電機前端的發電機葉片、安裝于發電機后端的平衡尾翼，電力傳輸單元包括平衡線和與發電機電性連接的電纜線；發電機位于真空環的內側且所述發電機與真空環同軸心線，發電機通過電機支架固定于真空環的內側壁上；本發明不僅結構簡單，安裝簡單，操作簡單方便，而且工作效率高，安全性能好，也極大降低了風力發電成本，能夠部署到任何偏遠的山區、島嶼，替代昂貴的柴油發電機。
【IPC分類】F03D5/00
【公開號】CN105649873
【申請號】
【發明人】汪以祥, 葉晉, 董秀奇
【申請人】蘇州雙碩材料科技有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年1月7日