CN102996359A - 自然能源蓄能发电方法及其发电系统 - Google Patents

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Abstract

一种自然能源蓄能发电方法及其发电系统，其首先利用一种诸如风能或太阳能的自然界能源发电并压缩空气，或者直接压缩空气，再通过该压缩空气作为动力源对电网发电。该空气通过以综合能源发电站发电以驱动空气压缩装置，进而通过该空气压缩装置产生压缩空气作为蓄能介质，并将其存储于储气装置中，再以此作为其他发电站的主要驱动能源或辅助驱动能源，以达到稳定、调峰补偿的功能。

Description

自然能源蓄能发电方法及其发电系统
技术领域
本发明涉及蓄能发电系统，特别是一种结合太阳能、风能的自然能源蓄能发电方法及其发电系统。
背景技术
人类对化石燃料，如石油、煤炭等的攫取所造成的环境影响日趋扩大，且这类能源供应有限，亦日趋枯竭。因此，利用风能、太阳热能的发电系统在世界范围都已被高度重视，近年来亦获得了突飞猛进的发展。常见的以自然风力驱动桨叶的风力发电机、以太阳能作为热源再转化为机械能驱动发电机，都已进入产业利用阶段。但上述利用风能及太阳能的形式均存在对风力、日照等自然条件过度依赖、结构复杂、投入产出效率低下的缺陷。针对上述不足，将风能与太阳热能相结合，取长补短的能源利用手段亦见诸公开。
已公开的技术方案对输出电能的调峰处理均显不足，而利用太阳能、风能等不稳定自然能源来发电，目前最棘手的技术问题就是无法得到稳定的电能产出，尤其是与公共电网并网时，该缺陷更为突出。现有的风力发电站虽然能够解决这个问题，但为此采用昂贵的频率匹配系统，这是这一清洁能源得不到充分推广的一个瓶颈。
如前例举的已公开技术方案，并不能实现具有产业利用价值的有效产能，除不能充分挖掘自然能源的潜在能量外，作为主要发电部件的风力发电装置也没有考虑到此类系统的特殊性而加以特殊的结构设计，因此，均无法充分利用可做功的能量。
为此，本申请的发明人针对上述传统技术的缺陷，通过本申请特提出有效的解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全新的利用自然能发电的方法，其将自然能例如风能、太阳能、光能、夜间太阳能、地热能、循环机械热能首先转换成压缩空气能，再将该压缩空气作为动力源驱动电网供电，从而以较低成本的方案解决了现有技术中自然能源不稳定的技术问题，突破了阻碍着风能利用的一大瓶颈。
本发明还提供实现上述方法的利用自然能，例如风能发电的系统。
为实现上述目的，本发明首先提供一种综合能源蓄能发电系统的发电方法，通过以综合能源发电站发电以驱动空气压缩装置，进而通过该空气压缩装置产生压缩空气作为蓄能介质，并将其存储于N组储气装置中，再以此作为其他发电站的主要驱动能源或辅助驱动能源，以达到稳定、调峰补偿的功能。
优选的是，所述综合能源发电站为风力发电站。特别优选一综合能源风道井发电站。
优选的是，所述综合能源风道井发电站通过其风力发电机产生电能驱动一空气压缩机，将产生的压缩空气存储于储气罐中；所述储气罐连接到其他的一个以上发电站，向其提供压缩空气作为主要驱动动力或调峰补偿动力能源。
优选的是，所述综合能源发电站是水力发电站。
优选的是，所述综合能源发电站是波浪能发电站。
优选的是，所述综合能源发电站是潮汐能发电站。
优选的是，所述压缩空气具有120-180大气压的压强。
本发明还提供一种综合能源蓄能发电系统，包括一自然能源蓄能发电站，所述综合能源蓄能发电站连接有空气压缩装置用以产生作为蓄能介质的压缩空气，空气压缩装置连接有用以储存压缩空气的储气装置；所述储气装置再连接于其他发电站以提供稳定发电或对发电站调峰补偿发电的能源。
优选的是，所述自然能源蓄能发电站为一综合能源风道井发电站。
优选的是，所述自然能源风道井发电站包括设置于其中的风力发电机，该风力发电机连接有空气压缩装置，该空气压缩装置连接有用于存储压缩空气的储气装置；储气装置进而连接到其他发电站。
优选的是，所述其他发电站为综合能源风道井发电站。
优选的是，所述自然能源风道井发电站具有设置于风道井中的气动马达，所述储气装置的排放端连接于该气动马达的输入端。
优选的是，所述气动马达通过机械或电传动装置与所述综合能源风道井发电站的风力发电机相连接。
优选的是，所述其他发电站是气压涡轮发电机发电站，该气压涡轮发电机的输入端与所述储气装置的输出端相连接。
优选的是，所述其他发电站是桨叶式风力发电机发电站。
优选的是，所述桨叶式风力发电机具有与驱动轴联动的空气涡轮驱动装置，该空气涡轮驱动装置的输入端与所述储气装置的输出端相连接。
优选的是，所述自然能源蓄能发电站是水力发电站。
优选的是，所述自然能源蓄能发电站是波浪能发电站。
优选的是，所述自然能源蓄能发电站是潮汐能发电站。
优选的是，所述储气装置为一个以上耐压120-180大气压的钢质储气罐。
一种综合能源蓄能发电系统的发电方法，通过以综合能源发电站发电以驱动空气压缩装置，进而通过该空气压缩装置产生压缩空气作为蓄能介质，并将其存储于储气装置中，再以此作为其他发电站的主要驱动能源或辅助驱动能源，以达到稳定、调峰补偿的功能。
优选的是，所述综合能源发电站为一综合能源风道井发电站。
优选的是，所述综合能源风道井发电站通过其风力发电机产生电能驱动一空气压缩机，将产生的压缩空气存储于储气罐中；所述储气罐连接到其他的一个以上发电站，向其提供压缩空气作为主要驱动动力或调峰补偿动力能源。
优选的是，所述自然能源蓄能发电站是火力发电站。
优选的是，所述自然能源蓄能发电站是水力发电站。
优选的是，所述自然能源蓄能发电站是波浪能发电站。
优选的是，所述自然能源蓄能发电站是潮汐能发电站。
优选的是，所述压缩空气具有120-180大气压的压强。
本发明目的还在于，提供一种综合能源风道井发电站，以克服上述传统技术方案所存在的太阳能预加热效率不高，电能输出不够稳定的的缺陷。
本发明目的还在于，提供一种用于综合能源风道井发电站的风力发电装置，以克服上述传统技术方案所存在的能源利用率不高，发电装置结构不合理的缺陷。
本发明目的还在于，提供一种用于综合能源风道井发电站的风塔结构，针对公知技术方案的缺陷加以改进，从而为综合能源风道井发电站提供高强度、高稳定性的结构，为充分利用综合能源产生高强、高平顺性的做功气流提供了基本的保障。
本发明目的还在于，提供一种用于综合能源风道井发电站的消音器结构，以克服上述传统技术方案所存在的排气噪音巨大、排气不畅及影像塔顶结构安全的缺陷。
具体地，一种综合能源风道井发电站，包括一垂直于地面并在基部设置有数个进气道的风道井，所述基部周围环绕有底面与风道井底面齐平且顶面高于所述进气道的太阳能预热室，所述风道井中设置一个以上带有气流驱动装置的风力发电机，所述太阳能预热室具有集热装置，及用于将阳光聚集到集热装置的聚光装置；一调峰装置，包括连接到所述风力发电机的电动空气压缩机、充放电装置和配电控制装置，该空气压缩机与一组储气罐通过管道相连接；所述太阳能预热室的周边设置有对应于所述进气道的进风口，其通过主风道连通于上述进气道；该进风口处还设置有向该太阳能预热室内压送空气的送风机。
优选的是，所述太阳能预热室的顶面为透明的玻璃顶面，所述底面为可将光线向内反射的反射镜面。
优选的是，所述太阳能预热室包括同心环形布置的三层周壁，形成三组同心环状的间隔空间，每组所述间隔空间又被所述顶面、底面，以及位于顶面、底面之间的两层由聚光装置构成的隔板分隔成三层；各环形通道均具有与主风道连通的热气流通道。
优选的是，所述聚光装置为聚光透镜。
优选的是，所述集热装置为连通并充满液态集热介质的循环集热管。
优选的是，所述太阳能预热室之外还设置有太阳能液体集热器，其连接于所述循环集热管。
优选的是，所述循环集热管还连接于空气压缩机的液冷散热系统。
优选的是，所述循环集热管还连接于地下热水供热系统的地热泵。
优选的是，一个以上用于驱动所述风力发电机的气动马达设置于所述风道井中，并连接于所述储气罐；所述气动马达通过机械或电力传动装置连接于所述风力发电机。
优选的是，所述送风机与一气压马达和一电动马达连接在一起；该气压马达连接于所述储气罐；该电动马达连接于充放电装置。
根据上述目的，本发明一种用于综合能源风道井发电站的风力发电装置，所述风力发电装置设置于风道井内部，其包括一具有缩径部的变径涵道装置；一发电机设置于该涵道装置内；一用以驱动发电机转动的叶轮设置于所述涵道装置内缩径部的最小直径处，并连接于发电机的转子轴上；所述转子轴穿过该发电机，其穿出端连接有一压气涡轮，其相对于所述叶轮位于所述涵道装置的进风方向。
优选的是，所述涵道装置入口与涵道装置出口口径相同，其外壁呈圆柱形。
优选的是，所述涵道装置侧壁纵截面两侧为凸部向内的对称的平滑渐变曲线，并由该平滑渐变曲线形成所述缩径部。
优选的是，所述对称的平滑渐变曲为对称的双曲线。
优选的是，所述风力发电装置横截面积小于等于风道井横截面积的50％。
优选的是，所述涵道装置与风道井同轴设置。
优选的是，所述叶轮、发电机、压气涡轮的组合结构整体全部包容在所述涵道装置的外轮廓线之内。
优选的是，所述叶轮通过一用以增速的变速装置与发电机的转子轴相连接。
优选的是，所述压气涡轮于转子轴之间也具有用以调节压气涡轮转速的变速装置。
优选的是，所述发电机为变频永磁发电机。
本发明的一种综合能源风道井发电站，采用上述各项之一的风力发电装置。
根据上述目的，本发明一种用于综合能源风道井发电站的风塔结构，所述风道井外壁自上而下设置有数组围绕在风道井外壁的风道井支撑环，各组风道井支撑环上沿圆周均匀分布有数个风道井连接点；承重结构的壁面在对应于所述风道井支撑环的位置上也设有数组承重结构支撑环，所述承重结构支撑环上沿圆周也设有均匀分布的承重结构连接点；所述风道井连接点与等高的所述承重结构连接点之间通过支撑杆相连接，所述支撑杆一端连接于所述风道井连接点，另一端连接于承重结构侧壁上的承重结构连接点，各支撑杆在平面上对称分布。
优选的是，所述风道井支撑环上分别具有沿圆周均匀分布的八个风道井连接点；所述承重结构支撑环上分别具有沿圆周均匀分布的十二个承重结构连接点；在同一高度上相对应的两支撑环上，对称分布的四个风道井连接点与相对应的四个承重结构连接点通过沿径向分布的四条直支撑杆形成一十字形，所述承重结构连接点与风道井连接点之间并通过斜支撑杆连接构成一对称的八角形结构。
优选的是，所述承重结构为钢桁架结构或钢筋混凝土结构；所述风道井为钢筋混凝土结构。
优选的是，所述风道井为分段预制钢筋混凝土管拼接结构。
优选的是，所述钢桁架结构外围包裹有轻质复合板。
优选的是，所述轻质复合板为彩钢-聚氨酯泡沫复合板。
优选的是，所述风道井由钢筋混凝土预制管拼接构成。
优选的是，所述风道井支撑环、所述承重结构支撑环、支撑杆全部或之一，由工字型钢构成。
本发明的一种综合能源风道井发电站，其风塔采用上述各项之一的结构。
根据上述目的，本发明一种用于综合能源风道井发电站的消音器，其设置于该发电站的风道井顶端，该消音器遮盖在该风道井的出气口上，并与所述风道井相连通。
优选的是，所述消音器具有一端帽，扣置在风塔顶端，该消音器上具有数个分散设置的排气孔。
优选的是，所述消音器包括数组相间隔并同轴设置的圆柱状消音筒，消音筒上具有数个水平排气孔；所述端帽相间隔地包覆在所述消音筒的最外侧；消音筒的下开口与风道井的上端相连通。
优选的是，所述相邻消音筒上开设的水平排气孔相互错开设置。
优选的是，所述消音筒具有三层以上的圆筒结构，分别与风道井同轴设置。
优选的是，每层消音筒上的排气孔面积总和，均大于等于风道井的出口横截面积。
优选的是，所述排气孔为圆孔。
优选的是，所述排气孔为槽缝。
根据所述消音器，所述消音器上具有一空心圆锥端，数个排气孔设置在该圆锥端的锥面上。
优选的是，所述空心圆锥端的顶端设置有避雷装置或警示、信号装置。
本发明的一种综合能源风道井发电站，其风塔顶端具有如上述各项之一的消音器。
以上描述了针对特定风道井发电站的结构及具体的运作方式。进而，基于上述各部分结构，本发明提供一种综合能源蓄能发电系统及其发电方法，通过上述综合能源风道井发电站产生压缩空气作为蓄能介质，该压缩空气可作为动力能源向其他风力发电系统提供稳定的动力气流或调峰气流，也是本发明的主要目的。
本发明的工作原理及有益效果如下：
综合能源发电站，特别是综合能源风道井发电站的基部进气道位于环绕其四周的太阳能预热室中，阳光通过棱镜、凸透镜构成的聚光装置加热充填有集热介质的管道，根据设计温度要求，该管道可多重环绕或盘结于该太阳能预热室中以获得足够的温度，同时，更可连接于另外设置的具有更高加热效能的太阳能集热器、空气压缩机的液冷散热系统、地下热水供热系统等以充分利用周围环境的热能，进而使管道达到比直接照射空气高得多的温度，在管道以一定密集度排列的情况下，管道周边的空气就会比仅仅接受阳光照射时具有更高的温度。加热的空气进入风道井基部的进气道，在风道井中产生更高的气流速度和压力。当风力、阴晴、日照等自然条件的改变等而导致气流波动时，例如，自然条件良好使发电量过剩时，调峰装置即可通过配电控制系统的调配向蓄电池存储多余的电能或带动空气压缩机向储气罐中存储压缩空气；反之，当发电量不足时，调峰装置即可释放上述存储的电能向送风机供电提供有效的补充气流流量，而储气罐则可驱动风道井中的气动马达辅助发电机的运转。根据当地的自然条件选择适当的调峰容量，便可实现日夜、四季的均衡发电。
风道井中的平顺上升气流在涵道装置处，其沿风道井壁较近的气流仍按原行进方向和速度向上流动，风道井中心部分的气流进入涵道装置，在正常运转情况下，压气涡轮将进入涵道入口的气流加压、加速冲向上方的叶轮，气流进一步被涵道缩径部压缩，形成更快、压力更大的顺流，此时推动叶轮运转带动发电机发电，同时，叶轮输出的部分功率反馈施加于压气涡轮，带动涡轮运转继续对入射的气流进行增压、加速。根据流体力学原理，具有对称双曲线截面的内轮廓是使流体流动最顺畅的截面形状，其“烟囱”效应最强，具有较大的开口形状，最大限度减小了入射、出射气流在涵道入口、出口处与周边气流的速度和压力差，不易产生湍流，即对气流整体流动性的扰动最小，同时也消除了主要的噪音源。因此，优选将涵道侧壁纵截面设计成对称的双曲线轮廓。根据所选用发电机的工作转速或频率，结合涵道设计，其叶轮和压气涡轮的合理转速很难相互协调，可通过加入适当的变速机构协调转速，使它们都达到最佳的运转效率。
涵道装置尽可能同轴设置于风道井的中心部位，且其截面面积不大于风道井截面面积的50％，对周边气流的干扰相对较小，利于做功气流流速和压力的恢复，以保障下一级发电装置的有效运转。
选用结构较简单的变频永磁发电机，可使维护工作简化，且易于适应相对不稳定的功率输入条件。
通过上述结构，承重结构通过对称分布的支撑杆将风道井支撑于承重结构之中并牢固地构成一整体，承重结构采用钢桁架结构使组装更容易，对称分布的支撑杆提供了各向稳定均衡的支撑，而风道井由于无需承重，可采用分段预制的钢筋混凝土圆管拼接，极大地提高了施工效率并降低了施工难度，还可保证风道井内壁的光滑标准，十分有利于高气压、高流速的大功率风道井发电站建设。
风道井中的平顺上升气流在出口处进入消音器，通过消音器中分散的多个排气孔发散排出，不再与外界的大气剧烈相撞，使排气更加顺畅，并不再产生排气噪音，也降低了对风塔顶端结构的直接冲击。
本发明的综合能源蓄能发电系统，通过连接在综合能源发电站，特别是综合能源风道井发电站的空气压缩装置产生并储存压缩空气，使压缩空气成为蓄能介质，作为其他综合能源发电站，特别是电网的主要驱动动力、辅助驱动动力能源，起到稳频、调峰作用，其结构简单，成本远低于传统的起同样作用的电子或机械控制系统。
本发明所述的综合能源尤其指风力、水力、太阳能、潮汐、波浪能的自然能源之一或其组合。
以下通过具体实施方式结合附图详细地进一步描述本发明的技术特征。
附图说明
图1是按照本发明的综合能源风道井发电站的一优选实施例的整体配置示意图；
图2是按照本发明的综合能源风道井发电站的太阳能预热室的一优选实施例的横截面的框架结构示意图；
图3是用于综合能源风道井发电站的风力发电装置剖视示意图；
图4是图3中叶轮立体示意图；
图5是图3中压气涡轮立体示意图；
图6是图1中风塔某一横截面，展示连接结构的示意图；
图7是用于综合能源风道井发电站的消音器结构的一优选实施例的剖视示意图；
图8是本发明综合能源蓄能发电系统原理框图；
图9是图8所示综合能源蓄能发电系统的具体实施方式示意图。
附图标记说明：综合能源风道井发电站1，风塔10，承重塔架11，风道井12，承重结构支撑环110，承重结构连接点111，风道井支撑环120，风道井连接点121，风力发电装置支撑架122，消音器13，圆锥端131，排气孔132，端帽133，消音筒134，排气孔135，太阳能预热室20，进风口21，热气流通道210，主风道211，玻璃棚顶22，周壁220，立柱221，反射镜面23，聚光透镜24，循环集热管25，太阳能液体集热器26，地热泵27，调峰系统30，配电控制装置31，储气罐32，充放电装置33，控制电缆34，电动马达35，空气压缩机36，送风机37，气压马达38，送气管道39，风力发电机40，发电机401，叶轮402，压气涡轮403，变速器404，涵道装置内壁405，涵道装置外壁406，涵道装置出口407，涵道装置入口408，发电机支撑架409，涵道装置缩径部H，电缆管41，充电电缆42，气动马达43，直支撑杆50，斜支撑杆51，气压涡轮发电机6，桨叶式风力发电机7。
具体实施方式
参见图1，本发明综合能源风道井发电站，具有一垂直于地面的风塔10，其包括一钢架结构或钢筋混凝土结构的承重塔架11围绕并支撑一风道井12，风道井12基部具有四个进气道，该基部周围环绕有可覆盖所述进气道的太阳能预热室20，其具有与所述进气道相对应的进风口21；风道井12中设置一个以上带有气流驱动装置的风力发电机40，通过设置在风道井12外侧的电缆管41中的电缆将电力输出；太阳能预热室20具有透明的玻璃棚顶22，太阳能预热室20环绕在风道井12的基部，其玻璃棚顶22高于风道井12的进气道；相应于该进气道，太阳能预热室20周边的四个进风口21，分别通过一主风道211连通于上述进气道；参见图2，太阳能预热室20横截面的框架结构包括同心环形布置的周壁220，通过垂直于地面的立柱221支撑，周壁220与上、下间隔设置的数层隔板形成数条环形气流通道，本实施例中设置有三层同心环状的周壁220，各周壁220之间，除顶、底面外，还设置有两层隔板，据此形成三层环形通道，每层又通过周壁220分成同心的三圈环形通道；各环形通道均具有与主风道211连通的热气流通道210；本实施例中，各层隔壁均由聚光透镜24组成，聚光透镜24的焦点位置处设有连通的循环集热管25，循环集热管25沿环形通道布置，其中充填有热容量较大的液体，例如水；太阳能预热室20的底面为可向内反射阳光的反射镜面23；太阳能预热室20之外，还设有大致朝向阳光方向的太阳能液体集热器26，例如，可采用常见的太阳能热水器，其与循环集热管25相连通，以进一步加热循环集热管25中的集热介质；进一步地，循环集热管25还与后述的空气压缩机36的液体冷却散热系统相连接，以充分利用压缩空气时产生的余热；据此，太阳能预热室20中的空气由传统的阳光直射加热，变为主要通过循环集热管25烘烤加热，大大提高了加热的效率，可获得比传统方式更高的气温，也进一步稳定了气温随环境变化的波动。为了调节由于外界环境变化，如昼夜、四季、风力、阴晴等引起的发电量峰谷变化，本发明发电站进一步包括一组调峰装置30，其进一步包括连接到所述风力发电机40的电动空气压缩机36和充放电装置33，例如连接有充放电管理器的蓄电池组，均通过一配电控制装置31来调度管理，其属于常用的公知技术，本发明中无须赘述。空气压缩机通常都带有气冷或液冷的散热装置，其工作原理作为惯用技术手段，本发明也不予赘述，根据本发明的优选实施方式，采用具有液冷散热装置的空气压缩机，更利于废热的回收利用。
本发明的工作原理如下：当环境具有良好的发电条件时，多余的电量通过配电控制装置31的调度启动空气压缩机36向储气罐32充气，同时，通过连接于风力发电机40的充电电缆42向充放电装置33供电，优选地，该充放电装置33为带有充放电控制器的一组蓄电池；当环境的发电条件不佳时，风力发电机40无法获得足够的驱动能量，调峰装置30通过配电控制装置31的调度，使储气罐32向位于风道井12中一个以上的气动马达43提供动力，其以机械或电传动方式辅助驱动风力发电机运转，同时，也可通过送气管道39驱动气压马达38以机械传动方式带动送风机37向主风道211补充进气；送风机37也可选择以电动方式通过控制电缆34由充放电装置33放电来驱动电动马达35带动运转。进一步地，在有条件的情况下，上述循环集热管25还可连接到地下热水供热系统的地热泵27上，通过地下热水补充集热介质的热量。
参见图3，风力发电装置40同轴设置于风道井12的中央部位，通过数条风力发电装置支撑架122固定在风道井12的内壁上。风力发电装置40包括一变径的涵道装置，其具有一缩径部H；一发电机401设置于该涵道装置内；一用以驱动发电机401转动的叶轮402设置于所述涵道装置内缩径部H的最小直径处，并连接于发电机401的转子轴上；所述转子轴穿过该发电机401，其穿出端连接有一压气涡轮403，其相对于所述叶轮402位于所述涵道装置的进风方向。涵道装置的进风口，即涵道装置入口408与涵道装置出口407口径相同，其涵道装置外壁406呈圆柱形。
优选地，涵道装置内壁405纵截面缩颈部位H的内轮廓线为对称的双曲线。
风力发电装置40尽可能同轴设置于风道井12的中心部位，且其截面面积不大于风道井12截面面积的50％，对周边气流的干扰相对较小，利于已做功气流流速和压力的恢复，以保障下一级发电装置的有效运转。
参见图3-5，叶轮402、发电机401、压气涡轮403的组合结构整体通过数条发电机支撑架409固定在涵道壁上，并全部包容在所述涵道装置的外轮廓线之内，即涵道装置入口408与涵道装置出口407之间，可最大限度减小对周边气流的扰动。
叶轮402的有效做功转速相对于发电机401的工作转速较低，通过一用以增速的变速器404与发电机401的转子轴相连接，使发电机401获得相对较高的转速。
压气涡轮403的有效做功转速通常与发电机401的工作转速相同或更高，也需在转子轴与之间设置变速器404来增速，以调节压气涡轮403的有效转速。
发电机401优选结构相对简单的变频永磁发电机，以便于维护并易于适应相对不够稳定的功率输入条件。
参见图6，风道井12位于该承重结构11之内并与该承重结构11同轴；风道井12外壁自上而下设置有数组围绕在风道井12外壁的风道井支撑环120，各组风道井支撑环120上沿圆周均匀分布有八个风道井连接点121；承重结构11的壁面在对应于所述风道井支撑环120的位置上也设有数组承重结构支撑环110，承重结构支撑环110上沿圆周也设有均匀分布的十二个承重结构连接点111；风道井连接点121与等高的承重结构连接点111之间连接有支撑杆，所述支撑杆一端连接于风道井连接点121，另一端连接于承重结构11壁面的承重结构连接点111，各支撑杆在平面上对称分布。其中，四个对称分布的风道井连接点121与相对应的四个承重结构连接点111通过沿径向分布的四条直支撑杆50形成一十字形，其余连接点之间通过斜支撑杆51连接构成一对称的八角形结构。
综合能源风道井发电站的风塔结构中，所述承重结构11为钢桁架结构或钢筋混凝土结构；所述风道井12为钢筋混凝土结构，特别优选以预制钢筋混凝土管拼装构成。
进一步，所述承重结构11采用钢桁架结构时包裹有轻质复合板，除增加美观外，亦可减小侧风对风道井12的影响。优选地，所述轻质复合板为彩钢-聚氨酯泡沫复合板。
为了增加结构强度，所述各支撑环和支撑杆全部或之一，优选以工字型钢构成。
参见图7，所述消音器13具有一端帽133，连接在风塔10顶端，该消音器13上具有数个分散设置的排气孔132。
消音器13包括数组相间隔并同轴设置的圆柱状消音筒134，优选地，消音筒134由三个不等径的圆筒结构相互相隔一间隙地套叠并同轴设置在风道井12的出口处；各消音筒134均开设有数个水平排气孔135；所述端帽133相间隔地包覆在所述消音筒134的最外侧；消音筒134的下开口与风道井12的上端相连通。
相邻消音筒134上开设的水平排气孔135相互错开设置，亦即各排气孔135的孔心相互不对齐。优选地，设置三层消音筒134。
消音器13上具有一空心圆锥端131，数个排气孔132设置在该圆锥端131的锥面上。
每层消音筒上的排气孔135的面积总和，均大于等于风道井12的出口横截面积。
排气孔135的形状除圆孔外，亦可采用槽缝结构，同样使各层的槽缝相互错开，以避免气流直接同时穿过相邻的消音筒134。
通常，圆锥端131的顶端设置有避雷装置，也可根据需要设置警示、信号装置。
参见图8，一种综合能源蓄能发电系统，具体地，包括一用以蓄能的综合能源发电站，其连接有空气压缩装置用以产生作为蓄能介质的压缩空气，空气压缩装置连接有用以该储存压缩空气的储气装置；所述储气装置再连接于其他发电站，作为主要驱动动力或辅助驱动动力进行稳定发电或对发电站进行调峰补偿发电以适应电网的入网要求。
优选的是，所述综合能源包括化石燃料、风力、水力、太阳能、潮汐、波浪能的自然能源之一或其组合。
出于环保的目的，本发明特别优选以风力结合太阳能的综合能源风道井发电站作为压缩空气蓄能发电站，尤其是如本发明前述的综合能源风道井发电站作为蓄能发电站。
具体地，综合能源风道井发电站中的空气压缩装置可以是单独设置，也可以采用图1中结合于综合能源风道井发电站中的调峰系统30所包含的压缩空气系统，可达到同样的技术效果。
参见图9，一种优选的实施方式，采用结合于所述综合能源风道井发电站的调峰装置30，该调峰装置30的储气罐32输出端也向其他风力发电装置供应压缩空气。作为公知技术，储气罐32的输出端通常具有稳流、稳压装置，不属本发明所要保护的技术内容，不予赘述。
所述储气罐32连接于其他风力发电装置，包括另外的综合能源风道井发电站1、气压涡轮发电机6、桨叶式风力发电机7的全部或之一，并向这些发电装置提供压缩空气作为驱动或补偿能源。
所述储气罐32连接于另一综合能源风道井发电站1的一气压马达38上，该气压马达38则与一送风机37相连接，该送风机37设置于所述综合能源风道井发电站1的进风口21处。
根据前述，所述综合能源风道井发电站1具有设置于风道井12中的气动马达43，所述储气罐32的排放端还连接于该气动马达43的输入端，所述气动马达43通过机械或电传动方式与所述综合能源风道井发电站1的风力发电机40相连接。
储气罐32还可向气压涡轮发电机6供应驱动气流，该气压涡轮发电机6的输入端与所述储气罐32的输出端相连接。
储气罐32还可向桨叶式风力发电机7，所述桨叶式风力发电机7具有与驱动轴联动的空气涡轮驱动装置(图中未示)，该空气涡轮驱动装置的输入端与所述储气罐32的输出端相连接，空气涡轮驱动装置的原理和结构属公知技术，且有多种具体技术方案可选，并非本发明所要保护的内容，无须赘述。
为了达到最佳的气动效率，所述储气罐32为一个以上耐压120-180大气压的钢质储气罐。
据此，所述综合能源蓄能发电系统的发电方法，其采用综合能源风道井发电站1产生的电能驱动空气压缩机36，进而产生压强120-180大气压的压缩空气存储于储气罐32中作为蓄能介质，再稳定地向一个以上风力发电装置提供压缩空气作为驱动或补偿能源。
本领域技术人员不难看出，本发明包括了本说明书中各部分的任意组合。
本发明特别详细描述了综合能源风道井发电站的结构和工作原理，以及将综合能源风道井发电站作为蓄能发电站的优选实施例，其特别有利于环境的保护。但是，根据本发明的原理，并不排除采用其他综合能源发电站作为蓄能电站，以及将蓄能介质应用于其他发电站作为主要驱动能源或辅助驱动能源，这些发电站包括化石燃料、水力、潮汐、波浪能的自然能源之一或其组合的发电站，其发电原理并不是本发明所要保护的内容，无须详述。

Claims (10)

1.一种自然能源蓄能发电方法，其包括利用一种自然能源发电的步骤，其特征在于：通过以一种自然能源发电站发电以驱动空气压缩装置，进而通过该空气压缩装置产生压缩空气作为蓄能介质，并将其存储于储气装置中，再以此作为其他发电站的主要驱动能源或辅助驱动能源。
2.如权利要求1的发电方法，所述自然能源发电站为风力发电站。
3.如权利要求2的发电方法，其特征在于：所述自然能源发电站为一综合能源风道井发电站。
4.如权利要求2的发电方法，其特征在于：所述自然能源风道井发电站通过其风力发电机产生电能驱动一空气压缩机，将产生的压缩空气存储于储气罐中；所述储气罐连接到其他的一个以上发电站，向其提供压缩空气作为主要驱动动力或调峰补偿动力能源。
5.如权利要求1的发电方法，其特征在于：所述自然能源发电站是水力发电站。
6.如权利要求1的发电方法，其特征在于：所述自然能源发电站是波浪能发电站。
7.如权利要求1的发电方法，其特征在于：所述自然能源发电站是潮汐能发电站。
8.如权利要求1的发电方法，其特征在于：所述压缩空气具有120-180大气压的压强。
9.一种自然能源蓄能发电系统，包括一自然能源蓄能发电站，其特征在于：所述自然能源蓄能发电站连接有空气压缩装置用以产生作为蓄能介质的压缩空气，空气压缩装置连接有用以储存压缩空气的储气装置；所述储气装置再连接于其他发电站以提供稳定发电或对发电站调峰补偿发电的能源。
10.如权利要求9所述的自然能源蓄能发电系统，其特征在于：所述自然能源蓄能发电站为一综合能源风道井发电站(1)。
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