【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及風(fēng)力振動(dòng)發(fā)電機(jī)，主要涉及一種用于擺動(dòng)式發(fā)電風(fēng)車的選址方法及擺動(dòng)式發(fā)電風(fēng)車。
技術(shù)介紹
1、擺動(dòng)式發(fā)電風(fēng)車為采用風(fēng)力振動(dòng)發(fā)電的設(shè)備。微小型搖擺風(fēng)車機(jī)組具有以下優(yōu)點(diǎn)：1.可以高效利用低速風(fēng)力；2.在風(fēng)向改變也可發(fā)電，適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境程度高的環(huán)境；3.發(fā)電機(jī)可放置地面，易于施工及維護(hù)；4.體量微小對(duì)生態(tài)環(huán)境影響更小；4.不需加高塔架，微小形體裝配化程度高。例如，公開號(hào)為kr1020180106569a的專利申請(qǐng)，公開了一種擺動(dòng)式發(fā)電風(fēng)車。更詳細(xì)地說(shuō)，該發(fā)電機(jī)具有輕重量的上端擺動(dòng)部，擺動(dòng)部在受風(fēng)吹動(dòng)時(shí)通過(guò)振動(dòng)柱向下傳導(dǎo)擺動(dòng)力。振動(dòng)柱的下部具有由永磁體組成的多個(gè)振動(dòng)磁體板和以各種形式纏繞多層線圈的繞組體。由于振動(dòng)柱在風(fēng)帶動(dòng)下振動(dòng)，振動(dòng)磁體板上的永磁體一種風(fēng)力振蕩發(fā)電機(jī)，它在前后左右水平的各個(gè)方向上產(chǎn)生連續(xù)擺動(dòng)的水平往復(fù)振動(dòng)，從而在線圈固定板繞組的線圈中誘導(dǎo)出連續(xù)的磁場(chǎng)變化，從而產(chǎn)生電。
2、例如，國(guó)家高山滑雪中心位于延慶賽區(qū)核心區(qū)北部小海坨山南麓區(qū)域，風(fēng)力資源豐富，植被脆弱且林木品種單一。通過(guò)分析海坨山a1489氣象站冬季平均風(fēng)速日逐時(shí)變化，可知海坨山冬季風(fēng)速波動(dòng)范圍較小，日平均風(fēng)速為2.99m/s，全天風(fēng)速表現(xiàn)穩(wěn)定。由此可知，纖巧的高靈敏度搖擺型風(fēng)車非常適合這類小風(fēng)速環(huán)境，可以充分利用海坨山風(fēng)速資源，并通過(guò)風(fēng)車的輕柔仿生形態(tài)豐富植被面貌。
3、但是，由于擺動(dòng)式發(fā)電風(fēng)車的發(fā)電方式區(qū)別于傳統(tǒng)風(fēng)扇式風(fēng)車，導(dǎo)致其風(fēng)電場(chǎng)的宏觀選址方法完全不同于現(xiàn)有風(fēng)扇式風(fēng)車。如何結(jié)合地形地貌、生態(tài)環(huán)境等要素進(jìn)行篩選風(fēng)能發(fā)電區(qū)域，
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、因此，本專利技術(shù)旨在提供一種用于擺動(dòng)式發(fā)電風(fēng)車的選址方法及擺動(dòng)式發(fā)電風(fēng)車，從而幫助設(shè)計(jì)人員結(jié)合地形地貌、生態(tài)環(huán)境等要素進(jìn)行篩選風(fēng)能發(fā)電區(qū)域，得到區(qū)域內(nèi)風(fēng)力資源較優(yōu)的位置，進(jìn)而布置擺動(dòng)式發(fā)電風(fēng)車，彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)中缺乏擺動(dòng)式發(fā)電風(fēng)車位置布局方法的問題。本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N用于擺動(dòng)式發(fā)電風(fēng)車的選址方法，包括以下步驟：
2、步驟s1，得到選定區(qū)域的風(fēng)速分布圖和風(fēng)向發(fā)生頻率浮動(dòng)分布圖：
3、測(cè)量得到選定區(qū)域不同時(shí)間點(diǎn)上的空間連續(xù)風(fēng)速分布圖；
4、同時(shí)，得到風(fēng)向發(fā)生頻率浮動(dòng)情況的分布圖：
5、將風(fēng)向劃分為多個(gè)區(qū)間；每個(gè)氣象站風(fēng)向原始數(shù)據(jù)中統(tǒng)計(jì)每個(gè)區(qū)間風(fēng)向的發(fā)生頻率；
6、將每個(gè)氣象站各個(gè)風(fēng)向區(qū)間發(fā)生頻率的浮動(dòng)情況由參數(shù)sf判定，sf為風(fēng)向發(fā)生頻率浮動(dòng)情況，并通過(guò)以下公式計(jì)算：
7、
8、式中：
9、sf為風(fēng)向發(fā)生頻率浮動(dòng)情況；
10、fi為各個(gè)區(qū)間風(fēng)向頻率，當(dāng)某風(fēng)向沒有頻率時(shí)，fi記為0；i為風(fēng)向區(qū)間編號(hào)，i取值為1、2、3、…、n；
11、為每個(gè)氣象站風(fēng)向發(fā)生頻率的平均值；
12、步驟s2，導(dǎo)出所述選定區(qū)域的風(fēng)速分布圖和風(fēng)向發(fā)生頻率浮動(dòng)情況的分布圖：對(duì)選定區(qū)域的范圍內(nèi)坐標(biāo)間隔半徑為定值的單位網(wǎng)格，其夏季及冬季月份累年平均風(fēng)速數(shù)據(jù)和風(fēng)向發(fā)生頻率浮動(dòng)情況的分布數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出，包含采樣點(diǎn)坐標(biāo)及累年月份平均風(fēng)速和風(fēng)向發(fā)生頻率浮動(dòng)情況的分布數(shù)據(jù)；
13、步驟s3，基于步驟s2中的分布圖，圈定不適宜布置擺動(dòng)式發(fā)電風(fēng)車的區(qū)域：在平面風(fēng)速選區(qū)內(nèi)圈定不適宜建設(shè)風(fēng)車的區(qū)域，包括：建筑周邊、生態(tài)保護(hù)區(qū)、滑雪賽道和索道賽道；并且，拾取風(fēng)車可建設(shè)場(chǎng)地范圍平面曲線區(qū)域；
14、步驟s4，建立風(fēng)速和風(fēng)向發(fā)生頻率浮動(dòng)情況與風(fēng)車密度函數(shù)關(guān)系：
15、建立選定月份的風(fēng)速平均值b、風(fēng)向發(fā)生頻率浮動(dòng)情況sf，其二者與單位采樣點(diǎn)半徑范圍內(nèi)風(fēng)車選位密度值y(個(gè)/百平方米)的函數(shù)關(guān)系：
16、
17、式中：
18、b為風(fēng)速平均值；
19、sf為步驟s1中記載的風(fēng)向發(fā)生頻率浮動(dòng)情況；
20、y為單位采樣點(diǎn)半徑范圍內(nèi)風(fēng)車選位密度值；
21、步驟s5，拾取采樣點(diǎn)的風(fēng)速和風(fēng)向發(fā)生頻率浮動(dòng)情況的坐標(biāo)數(shù)據(jù)：
22、拾取采樣點(diǎn)的風(fēng)速和風(fēng)向發(fā)生頻率浮動(dòng)情況的坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件，建立選區(qū)范圍內(nèi)的點(diǎn)物體，實(shí)體點(diǎn)的(x,y)坐標(biāo)與實(shí)際坐標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)，使用統(tǒng)一坐標(biāo)系；
23、步驟s6，進(jìn)行風(fēng)車密度分布模擬：對(duì)步驟s5中的每個(gè)實(shí)體點(diǎn)建立坐標(biāo)間隔半徑為定值的單位網(wǎng)格范圍，并進(jìn)行隨機(jī)點(diǎn)分布，分布點(diǎn)數(shù)量為各個(gè)采樣點(diǎn)的y值，建立風(fēng)車密度模擬與連續(xù)風(fēng)速和風(fēng)向發(fā)生頻率浮動(dòng)情況采樣的關(guān)聯(lián)；
24、步驟s7，生成風(fēng)車分布模擬圖：將步驟s6中模擬分布的隨機(jī)點(diǎn)放置在選區(qū)范圍內(nèi)，形成選區(qū)總平面圖上以點(diǎn)陣密度疏密基于風(fēng)速和風(fēng)向發(fā)生頻率浮動(dòng)情況變化的分布圖；根據(jù)分布圖拾取布點(diǎn)的(x,y)坐標(biāo)，即為區(qū)域內(nèi)風(fēng)車選址。
25、可選的，在步驟s1中，使用arcgis?pro軟件，運(yùn)用插值工具得到選定區(qū)域不同時(shí)間點(diǎn)上的空間連續(xù)風(fēng)速分布圖；和/或，
26、在步驟s1中，將風(fēng)向劃分為12個(gè)區(qū)間；其中，每30°范圍作為一個(gè)風(fēng)向區(qū)間；
27、
28、其中，每個(gè)氣象站的sf越小，代表風(fēng)向發(fā)生頻率的波動(dòng)越小；由于，各個(gè)風(fēng)向區(qū)間均有風(fēng)發(fā)生且風(fēng)不以單一風(fēng)向?yàn)橹鳎达L(fēng)向區(qū)間多并且各個(gè)區(qū)間發(fā)生頻率浮動(dòng)不大，利于擺動(dòng)式發(fā)電風(fēng)車的發(fā)電；
29、使用arcgis?pro軟件，運(yùn)用插值工具針對(duì)全部氣象站風(fēng)向發(fā)生頻率浮動(dòng)情況數(shù)據(jù)，得到選定區(qū)域不同時(shí)間點(diǎn)上空間風(fēng)向發(fā)生頻率浮動(dòng)情況的分布圖。
30、可選的，在步驟s2中，在arcgis?pro軟件中對(duì)選定區(qū)域的范圍內(nèi)坐標(biāo)間隔半徑為定值的單位網(wǎng)格，其夏季及冬季典型月份累年平均風(fēng)速數(shù)據(jù)和風(fēng)向發(fā)生頻率浮動(dòng)情況的分布數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出，包含采樣點(diǎn)坐標(biāo)及累年典型月份平均風(fēng)速和風(fēng)向發(fā)生頻率浮動(dòng)情況的分布數(shù)據(jù)，以excel文件格式導(dǎo)出。
31、可選的，在步驟s3中，利用三維建模分析軟件rhino，在平面風(fēng)速選區(qū)內(nèi)圈定不適宜建設(shè)風(fēng)車的區(qū)域，包括建筑周邊、生態(tài)保護(hù)區(qū)、滑雪賽道和索道賽道；并且，利用rhino內(nèi)置插件grasshopper拾取最終風(fēng)車可建設(shè)場(chǎng)地范圍平面曲線區(qū)域。
32、可選的，在步驟s4中，單位采樣點(diǎn)半徑范圍內(nèi)風(fēng)車選位密度值y，與發(fā)電風(fēng)車布置密度的關(guān)系如下所示：
33、y值處于0＜y≤0.21時(shí)，發(fā)電風(fēng)車布置密度為2個(gè)/百平方米；
34、y值處于0.21＜y≤0.5時(shí)，發(fā)電風(fēng)車布置密度為5個(gè)/百平方米；
35、y值處于0.5＜y≤0.79時(shí)，發(fā)電風(fēng)車布置密度為10個(gè)/百平方米；
36、y值處于0.79＜y時(shí)，發(fā)電風(fēng)車布置密度為15個(gè)/百平方米。
37、可選的，在步驟s5中，采用rhino內(nèi)置參數(shù)化插件grasshopper拾取采樣點(diǎn)風(fēng)速和風(fēng)向發(fā)生頻率浮動(dòng)情況的坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件，建立選區(qū)范圍內(nèi)的點(diǎn)物體，實(shí)體點(diǎn)的(x,y)坐標(biāo)與實(shí)際坐標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)，使用統(tǒng)一坐標(biāo)系。
38、可選的，在步驟s6中本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種用于擺動(dòng)式發(fā)電風(fēng)車的選址方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于擺動(dòng)式發(fā)電風(fēng)車的選址方法，其特征在于，在步驟S1中，使用ArcGIS?Pro軟件，運(yùn)用插值工具得到選定區(qū)域不同時(shí)間點(diǎn)上的空間連續(xù)風(fēng)速分布圖；和/或，
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于擺動(dòng)式發(fā)電風(fēng)車的選址方法，其特征在于，在步驟S2中，在ArcGIS?Pro軟件中對(duì)選定區(qū)域的范圍內(nèi)坐標(biāo)間隔半徑為定值的單位網(wǎng)格，其夏季及冬季月份累年平均風(fēng)速數(shù)據(jù)和風(fēng)向發(fā)生頻率浮動(dòng)情況的分布數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出，包含采樣點(diǎn)坐標(biāo)及累年月份平均風(fēng)速和風(fēng)向發(fā)生頻率浮動(dòng)情況的分布數(shù)據(jù)，以Excel文件格式導(dǎo)出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于擺動(dòng)式發(fā)電風(fēng)車的選址方法，其特征在于，在步驟S3中，利用三維建模分析軟件Rhino，在平面風(fēng)速選區(qū)內(nèi)圈定不適宜建設(shè)風(fēng)車的區(qū)域，包括建筑周邊、生態(tài)保護(hù)區(qū)、滑雪賽道和索道賽道；并且，利用Rhino內(nèi)置插件Grasshopper拾取最終風(fēng)車可建設(shè)場(chǎng)地范圍平面曲線區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于擺動(dòng)式發(fā)電風(fēng)車的選址方法，其特征在于，在步驟S4中，單位采
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于擺動(dòng)式發(fā)電風(fēng)車的選址方法，其特征在于，在步驟S5中，采用Rhino內(nèi)置參數(shù)化插件Grasshopper拾取采樣點(diǎn)風(fēng)速和風(fēng)向發(fā)生頻率浮動(dòng)情況的坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件，建立選區(qū)范圍內(nèi)的點(diǎn)物體，實(shí)體點(diǎn)的(X,Y)坐標(biāo)與實(shí)際坐標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)，使用統(tǒng)一坐標(biāo)系。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于擺動(dòng)式發(fā)電風(fēng)車的選址方法，其特征在于，在步驟S6中，采用Rhino內(nèi)置參數(shù)化插件Grasshopper對(duì)每個(gè)實(shí)體點(diǎn)建立坐標(biāo)間隔半徑為定值的單位網(wǎng)格范圍，利用Grasshopper插件populat2D命令進(jìn)行隨機(jī)點(diǎn)分布，分布點(diǎn)數(shù)量為各個(gè)采樣點(diǎn)的Y值，建立風(fēng)車密度模擬與連續(xù)風(fēng)速和風(fēng)向發(fā)生頻率浮動(dòng)情況采樣的關(guān)聯(lián)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于擺動(dòng)式發(fā)電風(fēng)車的選址方法，其特征在于，在步驟S7中，通過(guò)該Grasshopper中的Bake命令將模擬分布的隨機(jī)點(diǎn)放置在選區(qū)范圍內(nèi)，形成選區(qū)總平面圖上以點(diǎn)陣密度疏密為風(fēng)速和風(fēng)向發(fā)生頻率浮動(dòng)情況變化的分布圖；根據(jù)分布圖拾取布點(diǎn)的(X,Y)坐標(biāo)，即為區(qū)域內(nèi)風(fēng)車選址。
9.一種擺動(dòng)式發(fā)電風(fēng)車，應(yīng)用于權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的用于擺動(dòng)式發(fā)電風(fēng)車的選址方法，其特征在于，包括：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的擺動(dòng)式發(fā)電風(fēng)車，其特征在于，所述扇形葉片(2)為膜結(jié)構(gòu)的中空氣囊結(jié)構(gòu)，且所述扇形葉片(2)與充氣機(jī)構(gòu)相連通；
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的擺動(dòng)式發(fā)電風(fēng)車，其特征在于，相鄰的所述扇形葉片(2)其邊緣位置的骨架通過(guò)合頁(yè)(4)相連，以實(shí)現(xiàn)所述捕風(fēng)頭(1)在折疊狀態(tài)形成桿狀結(jié)構(gòu)、減小風(fēng)阻；和/或，
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于擺動(dòng)式發(fā)電風(fēng)車的選址方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于擺動(dòng)式發(fā)電風(fēng)車的選址方法，其特征在于，在步驟s1中，使用arcgis?pro軟件，運(yùn)用插值工具得到選定區(qū)域不同時(shí)間點(diǎn)上的空間連續(xù)風(fēng)速分布圖；和/或，
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于擺動(dòng)式發(fā)電風(fēng)車的選址方法，其特征在于，在步驟s2中，在arcgis?pro軟件中對(duì)選定區(qū)域的范圍內(nèi)坐標(biāo)間隔半徑為定值的單位網(wǎng)格，其夏季及冬季月份累年平均風(fēng)速數(shù)據(jù)和風(fēng)向發(fā)生頻率浮動(dòng)情況的分布數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出，包含采樣點(diǎn)坐標(biāo)及累年月份平均風(fēng)速和風(fēng)向發(fā)生頻率浮動(dòng)情況的分布數(shù)據(jù)，以excel文件格式導(dǎo)出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于擺動(dòng)式發(fā)電風(fēng)車的選址方法，其特征在于，在步驟s3中，利用三維建模分析軟件rhino，在平面風(fēng)速選區(qū)內(nèi)圈定不適宜建設(shè)風(fēng)車的區(qū)域，包括建筑周邊、生態(tài)保護(hù)區(qū)、滑雪賽道和索道賽道；并且，利用rhino內(nèi)置插件grasshopper拾取最終風(fēng)車可建設(shè)場(chǎng)地范圍平面曲線區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于擺動(dòng)式發(fā)電風(fēng)車的選址方法，其特征在于，在步驟s4中，單位采樣點(diǎn)半徑范圍內(nèi)風(fēng)車選位密度值y，與發(fā)電風(fēng)車布置密度的關(guān)系如下所示：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于擺動(dòng)式發(fā)電風(fēng)車的選址方法，其特征在于，在步驟s5中，采用rhino內(nèi)置參數(shù)化插件grasshopper拾取采樣點(diǎn)風(fēng)速和風(fēng)向發(fā)生...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李興鋼，葉梓，高偉，曹穎，李思瑤，張音玄，姜汶林，袁智敏，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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