CN103821666A - 垂直轴太阳能和风力发电组合机组 - Google Patents

Abstract

垂直轴太阳能和风力发电组合机组，包括：旋转体，风力发电机组，垂直空心轴，风叶组件，太阳能光电转换电池，支架，连接件，垂直空心轴上安装旋转体和风力发电机组，旋转体上安装太阳能光电转换电池组件，风吹动旋转体和太阳能光电转换电池组件共同围绕空心轴旋转，太阳光照射在旋转的太阳能光电转换电池组件上产生的直流电通过导线自垂直空心轴内孔引出，风吹动风叶组件带动风力发电机组旋转产生的交流电通过导线自垂直空心轴内孔引出。

Description

垂直轴太阳能和风力发电组合机组

发明领域：

本发明涉及太阳能和风力组合发电机组。

背景技术：

尚未检索到在垂直式发电组合机组垂直空心轴上安装旋转体和风力发电机组和太阳能光电转换电池组件的报道。

尚未检索到在垂直垂直式发电组合机组垂直空心轴上安装旋转体和风力发电机组和太阳能光电转换电池组件和蓄电池的报道。

发明内容：

本发明的目的是：1、垂直空心轴上安装旋转体和风力发电机组和太阳能光电转换电池组件，旋转体上安装太阳能光电转换电池组件在旋转中接受太阳光照，解决太阳能光电转换电池组件过热问题、解决太阳能光电转换电池组件追踪太阳移动轨迹问题，实现风力发电机组与太阳能光电转换电池组件同时发电，通过太阳光间断照射在太阳能光电转换电池组件上，提高太阳能光电转换电池组件的转换效率。2、垂直空心轴上安装旋转体和风力发电机组和太阳能光电转换电池组件和蓄电池，太阳能光电转换电池组件转换的直流电快速存储到蓄电池中，提高太阳能光电转换电池组件的转换效率，旋转体带动太阳能光电转换电池组件和蓄电池旋转，降低太阳能光电转换电池组件和蓄电池温度。3、盘式风力发电机采用磁悬浮轴承，减少风叶系统对发电机的轴向压力，提高垂直轴风力发电机的效率和使用寿命。4、太阳能光电转换电池组件上产生的直流电通过导线和导电滑环或导电轴承自垂直空心轴内孔引出，解决太阳能光电转换电池组件输出导线与垂直空心轴缠绕问题。5、太阳能光电转换电池组件上产生的直流电输入蓄电池，蓄电池存储的电通过导线和导电滑环或导电轴承自垂直空心轴内孔引出，解决蓄电池输出导线与垂直空心轴缠绕问题。6、太阳能光电转换电池组件在旋转体上倾斜安装，提高太阳能光电转换电池组件的受光面积，减少反射。

本发明提出的一种垂直轴太阳能和风力发电组合机组，包括：旋转体，风力发电机组，垂直空心轴，风叶组件，太阳能光电转换电池，支架，连接件，垂直空心轴上安装旋转体和风力发电机组，旋转体上安装太阳能光电转换电池组件，风吹动旋转体和太阳能光电转换电池组件共同围绕空心轴旋转，太阳光照射在旋转的太阳能光电转换电池组件上产生的直流电通过导线和导电滑环或导电轴承自垂直空心轴内孔引出，风吹动风叶组件带动风力发电机组旋转产生的交流电通过设置在定子上的输出导线自垂直空心轴内孔引出。

本发明提出的另一种垂直轴太阳能和风力发电组合机组，垂直轴太阳能和风力发电组合机组，包括：旋转体，风力发电机组，垂直空心轴，风叶组件，太阳能光电转换电池，蓄电池，控制器，支架，连接件，垂直空心轴上安装旋转体和风力发电机组，旋转体上安装太阳能光电转换电池组件和蓄电池，风吹动旋转体和太阳能光电转换电池组件和蓄电池共同围绕空心轴旋转，太阳光照射在旋转的太阳能光电转换电池组件上产生的直流电存储到蓄电池中，蓄电池中的电通过导线和导电滑环或导电轴承自垂直空心轴内孔引出，风吹动风叶组件带动风力发电机组旋转产生的交流电通过设置在定子上的输出导线自垂直空心轴内孔引出。

上述垂直轴太阳能和风力发电组合机组一种结构是风力发电机组采用由上下转子和中间定子组成的盘式发电机，盘式发电机转子上安装多个永磁磁极，南北磁极相间排列，磁极固定在发电机转子壳体盘面内，盘式发电机定子由盘式发电机定子空心轴套，定子铁心，定子绕组组成，在定子铁心线槽内分布着定子绕组，定子铁心安装在盘式发电机定子空心轴套外圆周上，定子绕组与盘式发电机转子上多个永磁磁极位置相对应，盘式发电机定子空心轴套固定在空心轴上，上空心转子轴用轴承固定在定子空心轴套上部，下空心转子轴用轴承固定在定子空心轴套下部，上转子壳体外圆周相邻处设环形外伸连接板，下转子壳体外圆周相邻处设环形外伸连接板，连接件通过相邻环形外伸连接板将上转子壳体与下转子壳体连接在一起，风叶组件与盘式发电机转子壳体组合在一起，风叶带动盘式发电机转子壳体绕盘式发电机定子空心轴旋转发电，定子绕组线圈产生的电通过设置在定子上的输出导线自空心轴内孔引出。

上述垂直轴太阳能和风力发电组合机组的另一种结构是风力发电机组采用由由上转子、上定子、中间转子，下定子和下转子组成的盘式风力发电机，上转子壳体位于上定子空心轴套上侧，下转子壳体位于下定子空心轴套下侧，上定子与下定子间是中间转子，上转子安装多个永磁磁极，南北磁极相间排列，磁极固定在上转子壳体盘面内，上定子由定子空心轴套，定子铁心，定子绕组组成，定子铁心线槽内分布着定子绕组，定子铁心安装在上定子空心轴套外圆周上，上定子绕组与上转子多个永磁磁极位置相对应，中间转子安装多个永磁磁极，南北磁极相间排列，磁极固定在中间转子支架上盘面和下盘面内，中间转子上多个永磁磁极位置与上定子绕组和下定子绕组相对应，下定子由定子空心轴套，定子铁心，定子绕组组成，在定子铁心线槽内分布着定子绕组，定子铁心安装在下定子空心轴套外圆周上，下转子安装多个永磁磁极，南北磁极相间排列，磁极固定在下转子壳体盘面内，下定子绕组与下转子多个永磁磁极位置相对应，上转子壳体与中间转子支架外圆周处设环形外伸连接板，连接件通过上转子环形外伸连接板与中间转子环形外伸连接板将上转子壳体与中间转子支架连接在一起，下转子壳体与中间转子支架外圆周处设环形外伸连接板，连接件通过下转子环形外伸连接板与中间转子环形外伸连接板将下转子壳体与中间转子支架连接在一起，上转子壳体和中间转子支架和下转子壳体绕风力发电机组垂直空心轴和上下定子空心轴套旋转发电，定子绕组线圈产生的电通过设置在定子上的输出导线自空心轴内孔引出。

上述垂直轴太阳能和风力发电组合机组的另一种结构是风力发电机组采用外转子直驱式发电机，风力发电机组外转子壳体上安装风叶组件和太阳能光电转换电池。

上述采用盘式风力发电机的垂直轴太阳能和风力发电组合机组，垂直空心轴上安装多组盘式风力发电机，风叶组件和太阳能光电转换电池组件将相邻盘式风力发电机转子壳体连接在一起。

上述垂直轴太阳能和风力发电组合机组，太阳能光电转换电池组件安装在旋转体外圆周上，太阳能光电转换电池组件下部安装在旋转体托盘上，太阳能光电转换电池组件与发电机转子壳体间安装风叶。

上述垂直轴太阳能和风力发电组合机组，太阳能光电转换电池组件安装在旋转体上平面或安装在盘式风力发电机转子壳体上平面。

上述垂直轴太阳能和风力发电组合机组，太阳能光电转换电池组件安装在流线形风叶外表面。

上述垂直轴太阳能和风力发电组合机组，太阳能光电转换电池组件安装在灯笼形风叶外表面。

上述垂直轴太阳能和风力发电组合机组，太阳能光电转换电池组件安装在板式风叶外表面。

上述垂直轴太阳能和风力发电组合机组，流线形风叶与板式风叶组合，提高风接触面积，提高发电效率。

上述垂直轴太阳能和风力发电组合机组，灯笼形风叶与板式风叶组合，提高垂直轴太阳能和风力发电组合机组的装饰效果，提高风接触面积，提高发电效率。

上述太阳能光电转换电池组件在旋转体上倾斜安装，提高太阳能光电转换电池组件的受光面积，减少反射，提高太阳能光电转换电池组件的光电转换效率。

上述垂直轴太阳能和风力发电组合机组，蓄电池采用薄膜蓄电池，薄膜蓄电池与太阳能光电转换电池组件组合成一体，太阳能光电转换电池组件转换的直流电快速存储到蓄电池中，提高太阳能光电转换电池组件的转换效率。

旋转体带动太阳能光电转换电池组件和蓄电池旋转，降低太阳能光电转换电池组件和蓄电池温度，提高太阳能光电转换电池组件的转换效率。

除薄膜蓄电池外，蓄电池还包括用其它结构和材料制造的蓄电池。

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步描述。

图1是具有本发明特征的垂直轴太阳能光电转换电池组件和上下盘式风力发电组合机组断面结构图。

图2是具有本发明特征的垂直轴太阳能光电转换电池组件和蓄电池和上下盘式风力发电组合机组断面结构图。

图3是具有本发明特征的垂直轴太阳能光电转换电池组件和蓄电池和外转子直驱式风力发电组合机组断面结构图。

具体实施方式：

实施例1：

垂直轴太阳能光电转换电池组件和上下盘式风力发电组合机组断面结构图如图1所示，其中：1是空心轴，2是空心轴上封盖，3是盘式发电机中间定子，4是中间定子轴套，5是中间定子铁心，6是中间定子绕组，7是中间定子导线，8是上转子壳体，9是上转子壳体永磁磁极，10是上转子壳体轴套，11是下转子壳体，12是下转子壳体永磁磁极，13是下转子壳体轴套，14是轴承，15是环形外伸连接板，16是环形外伸连接槽，17是螺栓，18是连接件，19是上旋转盘，20是上旋转盘轴承，21是下旋转盘，22是下旋转盘轴承，23是风叶，24是太阳能光电转换电池板，25是电池板输出导线，26是导电滑环，27是导电滑环输出导线，28是另一风叶，29是另一太阳能光电转换电池板，30是另一电池板输出导线，31是另一导电滑环，32是另一导电滑环输出导线，33是连接盘，上盘式风力发电组合机与下盘式风力发电组合机结构相同，分别对称布置在上旋转盘19上与下旋转盘21上。

使用时，风吹动风叶23和风叶28，带动和太阳能光电转换电池板24和太阳能光电转换电池板29和上旋转盘19和下旋转盘21共同围绕空心轴1旋转，太阳光照射在旋转的太阳能光电转换电池板24上，太阳能光电转换电池板24产生的直流电通过导线25和导电滑环26和导电滑环输出导线27自垂直空心轴1内孔引出，太阳光照射在旋转的太阳能光电转换电池板29上，太阳能光电转换电池板29产生的直流电通过导线30和导电滑环31和导电滑环输出导线32自垂直空心轴1内孔引出，上旋转盘19通过连接件18带动上转子壳体8和上转子壳体永磁磁极9和下转子壳体11和下转子壳体永磁磁极12旋转发电，产生的交流电通过中间定子铁心5和中间定子绕组6和中间定子导线7自垂直空心轴1内孔引出，下旋转盘21通过连接件18带动下转子壳体8和下转子壳体永磁磁极9和下转子壳体11和下转子壳体永磁磁极12旋转发电，产生的交流电通过下中间定子铁心5和中间定子绕组6和中间定子导线7自垂直空心轴1内孔引出，连接盘33用于固定垂直轴太阳能光电转换电池组件和上下盘式风力发电组合机组。

上述采用由上转子和中间定子和下转子组成的盘式风力发电机可以采用由上转子、上定子、中间转子，下定子和下转子组成的盘式风力发电机替代。

实施例2：

垂直轴太阳能光电转换电池组件和蓄电池和上下盘式风力发电组合机组断面结构图如图2所示，其中：34是空心轴，35是空心轴上封盖，36是盘式发电机中间定子，37是中间定子轴套，38是中间定子铁心，39是中间定子绕组，40是中间定子导线，41是上转子壳体，42是上转子壳体永磁磁极，43是上转子壳体轴套，44是下转子壳体，45是下转子壳体永磁磁极，46是下转子壳体轴套，47是轴承，48是环形外伸连接板，49是环形外伸连接槽，50是螺栓，51是连接件，52是上旋转盘，53是上旋转盘轴承，54是下旋转盘，55是下旋转盘轴承，56是风叶，57是太阳能光电转换电池板，58是电池板输出导线，59是蓄电池，60是蓄电池输出导线，61是导电滑环，62是导电滑环输出导线，63是另一风叶，64是另一太阳能光电转换电池板，65是另一电池板输出导线，66是另一蓄电池，67是另一蓄电池输出导线，68是另一导电滑环，69是另一导电滑环输出导线，70是连接盘，上盘式风力发电组合机与下盘式风力发电组合机结构相同，分别对称布置在上旋转盘52上与下旋转盘54上。

使用时，风吹动风叶56和风叶63，带动和太阳能光电转换电池板57和太阳能光电转换电池板64和上旋转盘52和下旋转盘54共同围绕空心轴34旋转，太阳光照射在旋转的太阳能光电转换电池板57上，太阳能光电转换电池板57产生的直流电通过电池板输出导线58和蓄电池59和蓄电池输出导线60和导电滑环61和导电滑环输出导线62自垂直空心轴34内孔引出，太阳光照射在旋转的太阳能光电转换电池板64上，太阳能光电转换电池板64产生的直流电通过电池板输出导线65和蓄电池66和蓄电池输出导线67和导电滑环68和导电滑环输出导线69自垂直空心轴34内孔引出，上旋转盘52通过连接件51带动上转子壳体41和上转子壳体永磁磁极42和下转子壳体44和下转子壳体永磁磁极45旋转发电，产生的交流电通过中间定子铁心38和中间定子绕组39和中间定子导线40自垂直空心轴34内孔引出，下旋转盘54带动下转子壳体44和下转子壳体永磁磁极45和上转子壳体41和上转子壳体永磁磁极42旋转发电，产生的交流电通过下中间定子铁心38和中间定子绕组39和中间定子导线40自垂直空心轴34内孔引出，连接盘70用于固定垂直轴太阳能光电转换电池组件和上下盘式风力发电组合机组。

上述采用由上转子和中间定子和下转子组成的盘式风力发电机可以采用由上转子、上定子、中间转子，下定子和下转子组成的盘式风力发电机替代。

实施例3：

垂直轴太阳能光电转换电池组件和蓄电池和外转子直驱式风力发电组合机组断面结构图如图3所示，其中：70是空心轴，71是上旋转盘，72是上旋转盘轴承，73是上太阳能光电转换电池组件，74是上导电滑环，75是上导线，76是外转子直驱式风力发电内支架，77是内定子，78是外转子，79是外转子轴承，80是下旋转盘，81是下旋转盘轴承，82是上连接支架，83是下连接支架，84是风叶，85是太阳能光电转换电池板，86是电池板输出导线，87是导电轴承，88是导电轴承输出导线，89是另一风叶，90是另一太阳能光电转换电池板，91是另一电池板输出导线，92是另一导电轴承，93是另一导电轴承输出导线，94是连接盘。

使用时，风吹动风叶84和风叶89，带动和太阳能光电转换电池板85和太阳能光电转换电池板90和上旋转盘71和下旋转盘80和上太阳能光电转换电池组件73共同围绕空心轴70旋转，太阳光照射在上太阳能光电转换电池组件73上，上太阳能光电转换电池组件73产生的直流电通过上导电滑环74和上导线75自垂直空心轴70内孔引出，太阳光照射在旋转的太阳能光电转换电池板85上，太阳能光电转换电池板85产生的直流电通过导线86和导电轴承87和导电轴承输出导线88自垂直空心轴70内孔引出，太阳光照射在旋转的太阳能光电转换电池板90上，太阳能光电转换电池板90产生的直流电通过导线91和导电轴承92和导电轴承输出导线93自垂直空心轴70内孔引出。

Claims (9)

1.垂直轴太阳能和风力发电组合机组，包括：旋转体，风力发电机组，垂直空心轴，风叶组件，太阳能光电转换电池，支架，连接件，其特征是：垂直空心轴上安装旋转体和风力发电机组，旋转体上安装太阳能光电转换电池组件，风吹动旋转体和太阳能光电转换电池组件共同围绕空心轴旋转，太阳光照射在旋转的太阳能光电转换电池组件上产生的直流电通过导线自垂直空心轴内孔引出，风吹动风叶组件带动风力发电机组旋转产生的交流电通过导线自垂直空心轴内孔引出。 

2.垂直轴太阳能和风力发电组合机组，包括：旋转体，风力发电机组，垂直空心轴，风叶组件，太阳能光电转换电池，蓄电池，控制器，支架，连接件，其特征是：垂直空心轴上安装旋转体和风力发电机组，旋转体上安装太阳能光电转换电池组件和蓄电池，风吹动旋转体和太阳能光电转换电池组件和蓄电池共同围绕空心轴旋转，太阳光照射在旋转的太阳能光电转换电池组件上产生的直流电存储到蓄电池中，蓄电池中的电通过导线自垂直空心轴内孔引出，风吹动风叶组件带动风力发电机组旋转产生的交流电通过导线自垂直空心轴内孔引出。 

3.如权利要求1或2所述垂直轴太阳能和风力发电组合机组，其特征是：风力发电机组采用由上下转子和中间定子组成的盘式发电机，盘式发电机转子上安装多个永磁磁极，南北磁极相间排 列，磁极固定在发电机转子壳体盘面内，盘式发电机定子由盘式发电机定子空心轴套，定子铁心，定子绕组组成，在定子铁心线槽内分布着定子绕组，定子铁心安装在盘式发电机定子空心轴套外圆周上，定子绕组与盘式发电机转子上多个永磁磁极位置相对应，盘式发电机定子空心轴套固定在空心轴上，上空心转子轴用轴承固定在定子空心轴套上部，下空心转子轴用轴承固定在定子空心轴套下部，上转子壳体外圆周相邻处设环形外伸连接板，下转子壳体外圆周相邻处设环形外伸连接板，连接件通过相邻环形外伸连接板将上转子壳体与下转子壳体连接在一起，风叶组件与盘式发电机转子壳体组合在一起，风叶带动盘式发电机转子壳体绕盘式发电机定子空心轴旋转发电，定子绕组线圈产生的电通过导线自空心轴内孔引出。 

4.如权利要求1或2所述垂直轴太阳能和风力发电组合机组，其特征是：风力发电机组采用由上转子、上定子、中间转子，下定子和下转子组成的盘式风力发电机，上转子壳体位于上定子空心轴套上侧，下转子壳体位于下定子空心轴套下侧，上定子与下定子间是中间转子，上转子安装多个永磁磁极，南北磁极相间排列，磁极固定在上转子壳体盘面内，上定子由定子空心轴套，定子铁心，定子绕组组成，定子铁心线槽内分布着定子绕组，定子铁心安装在上定子空心轴套外圆周上，上定子绕组与上转子多个永磁磁极位置相对应，中间转子安装多个永磁磁极，南北磁极相间排列，磁极固定在中间转子支架上盘面和下盘面内，中间转子 上多个永磁磁极位置与上定子绕组和下定子绕组相对应，下定子由定子空心轴套，定子铁心，定子绕组组成，在定子铁心线槽内分布着定子绕组，定子铁心安装在下定子空心轴套外圆周上，下转子安装多个永磁磁极，南北磁极相间排列，磁极固定在下转子壳体盘面内，下定子绕组与下转子多个永磁磁极位置相对应，上转子壳体与中间转子支架外圆周处设环形外伸连接板，连接件通过上转子环形外伸连接板与中间转子环形外伸连接板将上转子壳体与中间转子支架连接在一起，下转子壳体与中间转子支架外圆周处设环形外伸连接板，连接件通过下转子环形外伸连接板与中间转子环形外伸连接板将下转子壳体与中间转子支架连接在一起，上转子壳体和中间转子支架和下转子壳体绕风力发电机组垂直空心轴和上下定子空心轴套旋转发电，定子绕组线圈产生的电通过导线自空心轴内孔引出。 

5.如权利要求1或2所述垂直轴太阳能和风力发电组合机组，其特征是：风力发电机组采用外转子直驱式发电机，风力发电机组外转子壳体上安装风叶组件和太阳能光电转换电池。 

6.如权利要求1或2所述垂直轴太阳能和风力发电组合机组，其特征是：垂直空心轴上安装多组盘式风力发电机，风叶组件和太阳能光电转换电池组件将相邻盘式风力发电机转子壳体连接在一起。 

7.如权利要求1或2所述垂直轴太阳能和风力发电组合机组，其特征是：太阳能光电转换电池组件安装在旋转体外圆周上。 

8.如权利要求1或2所述垂直轴太阳能和风力发电组合机组，其特征是：太阳能光电转换电池组件安装在旋转体上平面或安装在盘式风力发电机转子壳体上平面。 

9.如权利要求1或2所述垂直轴太阳能和风力发电组合机组，其特征是：太阳能光电转换电池组件上产生的直流电通过导线和导电滑环或导电轴承自垂直空心轴内孔引出。 

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