CN104011379B - 融合圆形及多面角分割太阳光及风力的发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种融合圆形及多面角分割太阳光及风力的发电系统，通过增加采光时间并应对处理阴影，增加太阳光发电效率，并通过避免受到风的阻力而增加风的密度，而增加叶片的旋转效率，从而，提高风力发电效率。

Description

融合圆形及多面角分割太阳光及风力的发电系统

技术领域

本实施例涉及一种融合圆形及多面角分割太阳光及风力的发电系统。

背景技术

近来，在世界上能够接触很多与太阳光及风力相关的产品。太阳光模块借助太阳光的采光，将光能转换为电能而生产电，风力发电机借助风力获得旋转力，将机械能转换为电能而生产电，由此具有如下优点：无需用于使用常规电源的其它的电气工程，且产品不发生瑕疵，能够半永久性使用。

图11为现有技术的平板型太阳光模块的太阳直接辐射采光示意图。

参照图11，现有的太阳光模块全部为平板型，由此，所述平板型太阳光模块具有如下缺点：在一天中太阳光采光时区中，因云、树、山、建筑或鸟类的排泄物而产生的阴影61形成于平板型太阳光模块60的表面时，急剧降低发电效率，并由此失去采光机会而无法发电。甚至长时间在太阳光模块表面形成阴影61时，太阳能电池50发生热区(HOT SPOT)效应，最终导致太阳光模块发生故障。

图13为现有技术的平板型太阳光模块上产生的阴影示意图。

参照图13，在建筑物67或构造物等之间，安装平板型太阳光模块60时，因建筑物遮挡而模块形成投影阴影，无法直接对太阳光进行采光。并且，存在如下问题：所述平板型太阳光模块60形成为单向平面结构，也无法对在空气中反射而扩散的大量的散射辐射及因建筑物等反射的太阳光63进行采光。并且，能够接收太阳直接辐射的时间只是正午前后的较短时间。

为了弥补该固定式太阳光模块的缺点，并为了跟随移动的太阳，也生产有将太阳光模块以轴为中心进行旋转的太阳光跟踪式产品。但，所述太阳光追踪式或平板型太阳光模块存在如下问题：因适用枢转接头，由此需要因枢转接头半径而产生的较宽的空间和正常启动消耗电量，及在各个机械式的枢转部位和追踪控制器产生各种故障。

图17为现有技术的萨窝纽斯型风力发电机的风的路径示意图。

参照图17，现有的萨窝纽斯型风力发电机存在如下问题：在上部仅安装有叶片，因刮风产生的摩擦力进行推动而旋转时，而相对侧叶片因刮来的风受到阻力，由此，降低旋转效率，并最终降低发电效率。

发明内容

技术课题

本发明的实施例的目的为提供一种融合圆形及多面角分割太阳光及风力的发电系统，即使因云或构造物、建筑物等在太阳光模块上形成有阴影，也可以借助分割发电结构及太阳光的散射辐射和反射辐射量，提高太阳光模块的发电效率，并能够在任何一个方向进行太阳光的采光，从而增加采光时间。

并且，本发明的实施例提供一种融合圆形及多面角分割太阳光及风力的发电系统，使萨窝纽斯型风力发电机免除接收摩擦力的叶片的相对侧的叶片因风而产生的阻力，从而增强旋转效率而具有更高的发电能力。

技术方案

本发明的实施例的融合圆形及多面角分割太阳光及风力的发电系统，其特征在于，包括：支柱，垂直竖立于地面，并延伸至上方；多面角太阳光模块，包括多个太阳光模块，沿着通过所述支柱贯通设置的模块框架的圆周而固定有配置为环状的多个框架，并且设置于多个所述框架之间；发电机，包括萨窝纽斯型风力发电机，设置于所述支柱的上端，借助风力发电，所述萨窝纽斯型风力发电机可旋转地结合于所述支柱的上端；叶片，设置于所述发电机的旋转轴，借助风力而使发电机的旋转轴进行旋转；防逆风罩，可旋转地设置于所述旋转轴，形成为半圆筒状，从侧面包裹容纳所述叶片的一部分；后翼，从所述防逆风罩的外侧面进行延伸，根据风的方向，使所述防逆风罩旋转。

所述太阳光模块的特征在于：多个太阳能电池根据导体直列连接，多个所述太阳光模块根据导体并列连接。

所述模块框架的特征在于，包括：上部圆形框架，形成为圆形，中心借助所述支柱贯通；下部圆形框架，位于所述上部圆形框架的下方，具有大于所述上部圆形框架的直径，中心借助所述支柱贯通；垂直框架，连接所述上部圆形框架和下部圆形框架。

所述多面角太阳光模块的特征在于，由上部圆形太阳光模块和下部圆形太阳光模块构成，其中，所述上部圆形太阳光模块，下端固定于所述上部圆形框架，越趋向上方直径越窄；所述下部圆形太阳光模块，上端和下端分别固定于所述上部圆形框架和所述下部圆形框架。

多个所述框架的特征在于：间距由上方趋向下方逐渐变大，所述太阳光模块的两侧端插入于相邻的所述框架。

本发明的特征在于：在供安装所述太阳光模块的所述框架上的对应的位置固定安装有接线盒。

本发明的特征在于：具备圆柱形太阳光模块，该圆柱形太阳光模块由多个固定框架和多个太阳光模块构成，其中，所述多个固定框架，在所述多面角太阳光模块的下方，沿着所述支柱的圆周，以上下方向长长地设置；所述多个太阳光模块，设置于所述固定框架之间。

有利效果

本实施例的融合圆形及多面角分割太阳光及风力的发电系统，借助构成为多向的圆形及多面角分割太阳光模块，具有与太阳的位置及阴影等无关地分割发电结构。

因此，具有如下优点：即使在随时变化的太阳的移动轨迹，也能够顺畅对太阳光进行采光，从而增加采光时间，在雨季或白天较短的冬季，具有大于平板型太阳光模块并最大超过40％的发电量，从而提高发电效率。

并且，本实施例的融合圆形及多面角分割太阳光及风力的发电系统具有如下优点：通过包含于萨窝纽斯型风力发电机的防逆风罩切断逆风，提高叶片的旋转效率，并借助太阳光模块的倾斜面，增加风的密度，而增加叶片的旋转力，从而，提高发电效率。

附图说明

图1为本发明的实施例的融合圆形及多面角分割太阳光及风力的发电系统的整体剖视图；

图2为所述融合圆形及多面角分割太阳光及风力的发电系统的整体分解剖视图；

图3为本发明的实施例的圆柱形太阳光模块的平面截面图；

图4为本发明的实施例的上部圆形太阳光模块的一部分分解剖视图；

图5为本发明的实施例的下部圆形太阳光模块的一部分分解剖视图；

图6为所述上部圆形太阳光模块的一部分的接线盒分解剖视图；

图7为所述下部圆形太阳光模块的一部分的接线盒分解剖视图；

图8为本发明的实施例的模块框架剖视图；

图9为本发明的实施例的萨窝纽斯型风力发电机的侧面图；

图10为本发明的实施例的模块框架的侧面图；

图11为现有技术的平板型太阳光模块的太阳直接辐射采光的示意图；

图12为本发明的实施例的多面角型太阳光模块的太阳直接辐射采光的示意图；

图13为在现有技术的平板型太阳光模块产生的阴影的示意图；

图14为在本发明的实施例的多面角型太阳光模块上产生阴影示意图；

图15为本发明的实施例的平板型太阳电池模块的配线的示意图；

图16为本发明的实施例的多面角型太阳光模块的配线的示意图；

图17为现有技术的萨窝纽斯型风力发电机的风的路径的示意图；

图18为本发明的实施例的萨窝纽斯型风力发电机的风的路径的示意图；

图19为所述融合圆形及多面角分割太阳光及风力的发电系统的风的密度的示意图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的具体实施例进行详细说明。但本发明并非现定于显示本发明思想的实施例，通过对其他构成要素的添加、变更、删除等，使更容易地对现有的其它的发明或包含于本发明的思想范围内的其它实施例进行研发。

下面，参照附图对本发明的实施例的融合圆形及多面角分割太阳光及风力的发电系统的结构进行更详细地说明。

图1为本发明的实施例的融合圆形及多面角分割太阳光及风力的发电系统的整体剖视图，图2为所述融合圆形及多面角分割太阳光及风力的发电系统的整体分解剖视图，图3为本发明的实施例的圆柱形太阳光模块的平面截面图。

参照图1至图3，本发明的实施例的融合圆形及多面角分割太阳光及风力的发电系统，支柱40垂直竖立于地面，所述支柱40的上端还延伸有供插入发电机36的导管形状的结合部41。

以两侧纵向形成有装卸槽21a的多个固定框架21以一定间距排列并通过结合装置21b设置于所述支柱40的侧面圆周。并且，在每个所述设置的多个固定框架21之间，形成供结合包含多个太阳能电池的垂直太阳光模块22的圆柱形太阳光模块20。

并且，模块框架150插入结合于支柱40的上部，所述模块框架150结合有上部圆形太阳光模块110和下部圆形太阳光模块120。

所述结合部41结合有萨窝纽斯型风力发电机30。所述萨窝纽斯型风力发电机30包括：发电机36；旋转轴33，结合于所述发电机36的上端；下部滚球轴承35，结合于所述结合部41；上部滚球轴承34，结合于所述旋转轴33；叶片31，插入于所述旋转轴33并和旋转轴33一起旋转；防逆风罩32，插入于所述旋转轴33，覆盖一半叶片31，结合于上部滚球轴承34和下部滚球轴承35，随着风向旋转，切断对叶片31产生的逆风。

图4为本发明的实施例的上部圆形太阳光模块的一部分分解剖视图，图5为本发明的实施例的下部圆形太阳光模块的一部分分解剖视图，图6为所述上部圆形太阳光模块的一部分的接线盒分解剖视图，图7为所述下部圆形太阳光模块的一部分的接线盒分解剖视图，图8为本发明的实施例的模块框架剖视图，图9为本发明的实施例的萨窝纽斯型风力发电机的侧面图，图10为本发明的实施例的模块框架的侧面图。

参照图4至图10，多面角太阳光模块10的结构由上部圆形太阳光模块110、下部圆形太阳光模块120和模块框架150构成。

对其进行详细说明，所述上部圆形太阳光模块110分别在上部框架112的两侧纵向形成装卸槽112a和结合槽112b，以结合上部上端玻璃固定体113、上部下端玻璃固定体115及上部上端法兰114、上部下端法兰116，所述上部框架112以一定间距排列多个而成为圆形，并向内侧倾斜既定角度。并且，所述上部圆形太阳光模块110在所述上部框架112之间配置方形的上部太阳光模块111，两末端结合于装卸槽112a。

每个所述上部框架112的上端，即上部太阳光模块111的上端，在所述上部上端玻璃固定体113上的与结合槽112b同一直线的位置上形成有多个结合口113a，在前侧向下方形成有突出部113b，并紧密结合所述上部框架112的上端。

所述上部上端法兰114紧密结合于所述上部上端玻璃固定体113的上端面，多个结合口114a形成于与所述结合口113a同一直线的位置，并形成圆形。

每个所述排列的上部框架112的下端，即上部太阳光模块111的下端，在多个所述上部下端玻璃固定体115上的与结合槽112b同一直线的位置上形成有多个结合口115a，在前侧向上方形成有突出部115b，紧密结合所述上部框架112的下端。

所述上部下端法兰116整体形成为圆形。并且，在所述上部下端法兰116上的紧密结合于所述上部下端玻璃固定体115的下端面的多个结合口116a形成于与所述结合口115a的同一直线上的位置上，比所述结合口116a更靠近内侧，以一定间距形成有多个模块结合口116b。

并且，所述上部圆形太阳光模块110使所述各个结合口113a、114a、115a、116a和结合槽112b的位置形成为同一直线，通过结合装置117，在上部框架112的上端及下端结合有上部上端玻璃固定体113、上部下端玻璃固定体115及上部上端法兰114、上部下端法兰116。

并且，下部圆形太阳光模块120的结构在下部框架122的两侧分别纵向形成有装卸槽122a和结合槽122b，以结合下部上端玻璃固定体123、下部下端玻璃固定体125及下部上端法兰124、下部下端法兰126，并且，所述下部框架122以一定间距排列多个而成为圆形，并向内侧倾斜既定角度。

多个所述下部上端玻璃固定体123在所述排列的下部框架122之间配置有方形的下部太阳光模块121，两末端结合于装卸槽122a。并且，在多个所述下部上端玻璃固定体123上，每个下部框架122的上端，即下部太阳光模块121的上端，在与结合槽122b同一直线上的位置上形成有多个结合口123a，在前侧向下方形成有突出部123b，紧密结合所述下部框架122的上端。

所述下部上端法兰124为圆形，紧密结合于所述下部上端玻璃固定体123的上端面。并且，在所述下部上端法兰124的与所述结合口123a同一直线上的位置上形成有多个结合口124a，并比所述结合口124a更靠近内侧，以一定间距形成有多个模块结合口124b。

每个下部框架122的下端，即下部太阳光模块121的下端，在所述排列于所述下部下端玻璃固定体125上的与结合槽122b同一直线上的位置上形成有多个结合口125a，在前侧向上方形成有突出部125b。并且，所述下部框架122的下端紧密结合于所述下部下端玻璃固定体125。

所述下部下端法兰126紧密结合于所述下部下端玻璃固定体125的下端面，并形成为圆形。所述下部下端法兰126的与所述结合口125a同一直线上的位置上形成有多个结合口126a，并比所述结合口126a更靠近内侧，以一定间距形成有多个模块结合口126b。

并且，下部圆形太阳光模块120的所述各个结合口123a、124a、125a、126a和结合槽122b的位置形成为同一直线，通过结合装置127，下部框架122的上端及下端分别结合有下部上端玻璃固定体123、下部下端玻璃固定体125及下部上端法兰124、下部下端法兰126。

另外，包含于上部圆形太阳光模块110的上部上侧接线盒130为方形盒状，内部形成有接线端子和线引入口，并分别在两侧端中心形成多个盒子结合口130a和在四棱角部分形成有罩结合口130b。并且，所述上部上侧接线盒130通过在所述上部框架112的上部形成的多个结合口112c及盒子结合口130a，结合至结合装置134。而为方形且在四棱角部分形成有可与罩结合口130b结合的结合口131a的罩131，通过结合装置134结合于上部上侧接线盒130。

并且，上部下侧接线盒132为方形盒状，内部形成有接线端子和线引入口，并分别在两侧端中心形成多个盒子结合口132a和在四棱角部分形成罩结合口132b。并且，所述上部下侧接线盒132通过形成于上部框架112的下部的多个结合口112c及盒子结合口132a，结合至结合装置134。而为方形且在四棱角部分形成有可与罩结合口132b结合的结合口133a的罩133，通过结合装置134结合于所述上部下侧接线盒132。

包含于下部圆形太阳光模块120的下部上侧接线盒140为方形盒状，内部形成有接线端子和线引入口，并分别在两侧端中心形成多个盒子结合口140a和在四棱角部分形成罩结合口140b。并且，所述下部圆形太阳光模块120通过形成于所述下部框架122的上部的多个结合口122c及盒子结合口140a，结合至结合装置144。而为方形且在四棱角部分形成有可与罩结合口140b结合的结合口141a的罩141，通过结合装置144结合于所述下部上侧接线盒140。

并且，下部下侧接线盒142为方形盒状，内部形成有接线端子和线引入口，两侧端中心即多个盒子结合口142a和四棱角部分分别形成有罩结合口142b，通过形成于下部框架122的下部的多个结合口122c及盒子结合口142a，结合至结合装置144，而为方形且在四棱角部分形成有可与罩结合口142b结合的结合口143a的罩143，通过结合装置144结合于所述下部下侧接线盒142。

所述模块框架151的结构如下：形成为圆形且以一定间距形成有多个模块结合口151a的上部圆形框架151位于上部，上部固定导管153位于其中心，并且，以所述上部固定导管153为中心，至上部圆形框架151安装有辐射状的上部横向框架152。

并且，大于上部圆形框架151直径且以一定间距形成有多个模块结合口154a的下部圆形框架154位于下部，下部固定导管156位于其中心，并且，以所述下部固定导管156为中心，至下部圆形框架154安装有辐射状的下部横向框架155。

所述上部横向框架155及下部横向框架155垂直附着有多个垂直框架157，加固模块框架150。

下部圆形太阳光模块120如上所述构成的模块框架150的上部圆形框架151和下部圆形框架154之间，上部圆形太阳光模块110位于所述上部圆形框架151的上端。通过结合装置158结合于模块结合口116b、模块结合口151a和模块结合口124b，其中，所述模块结合口116b，形成于包含在所述上部圆形太阳光模块110的上部下端法兰116；所述模块结合口151a，形成于上部圆形框架151；所述模块结合口124b，形成于包含在下部圆形太阳光模块120的下部上端法兰124，并且，通过结合装置158结合于模块结合口126b和模块结合口154a，其中所述模块结合口126b，形成于包含在下部圆形太阳光模块120的下部下端法兰126；所述模块结合口154a，形成于下部圆形框架154。

所述萨窝纽斯型风力发电机30的下部滚球轴承35安装于结合部41的外面，所述结合部41插入安装有发电机36的定子36b，所述发电机36的转子36a上端垂直安装有旋转轴33。所述旋转轴33安装有叶片31，所述旋转轴33的上端安装有上部滚球轴承34。

并且，为半圆筒状且形成有能够向后方进行方向调节的后翼的防逆风罩32的上端和下端分别安装在上部滚球轴承34和下部滚球轴承35，通过上述所述结构，安装于滚球轴承的防逆风罩32与叶片31分开旋转，根据风向而移动方向并避免吹向叶片的逆风。

图12为本发明的实施例的多面角型太阳光模块的太阳直接辐射采光的示意图。

参照图12，对本发明的太阳光模块的采光进行说明，与图11所示的平板型太阳光模块60不同，多面角太阳光模块10被建筑物67或其它的构造物环绕，即使太阳光63的太阳直接辐射量很少，借助建筑物67或构造物等反射或在空气中向四面八方分散的散射辐射，能够从非单向及多向进行太阳光63的采光。

图13为在现有技术的平板型太阳光模块产生的阴影的示意图，图14为在本发明的实施例的多面角型太阳光模块上产生阴影示意图。

参照图13及图14，在同等级的平板型太阳光模块60和多面角太阳光模块10的表面上，以同等条件产生阴影时，构成为一个模块的的平板型太阳光模块60因阴影61而急剧降低发电效率。

相反地，多面角太阳光模块10因太阳光模块分割为多面角结构，一部分太阳光模块因阴影63降低发电效率，但不产生阴影63的其它的太阳光模块可正常发电。在形成如上所述的条件时，多面角太阳光模块10具有比平板型太阳光模块60更优秀的发电效率。

图15为本发明的实施例的平板型太阳电池模块的配线的示意图，图16为本发明的实施例的多面角型太阳光模块的配线的示意图。

参照图15及图16，所述平板型太阳光模块60因全部太阳能电池50通过导体51直列连接，而构成为一个或两个模块。而多面角太阳光模块10通过分割为多个模块，且所分割的各个模块包含有多个太阳能电池50，且所述太阳能电池50通过导体51直列连接，所述直列连接构成的各个模块通过导体51并列连接。

通过如上所述的结构，平板型太阳光模块60因太阳能电池50的直列连接，一部分太阳能电池50不发电时，对模块整体产生影响，但多面角太阳光模块10即使直列连接的一个或两个左右的模块而不发电，并列连接的其它模块也不受影响，相对地比平板型太阳光模块能够更有效地进行发电。

图18为本发明的实施例的萨窝纽斯型风力发电机的风的路径的示意图。

参照图18，对本发明的萨窝纽斯型风力发电机30进行说明，与现有的萨窝纽斯型风力发电机相同，叶片31的一侧因风而产生摩擦力时，以旋转轴33为中心进行旋转，通过以半圆筒状包裹所述叶片31的结构的防逆风罩32，因吹向叶片31另一侧的风经过防逆风罩32的曲面而流至侧面，旋转的叶片31因不接收逆风，也不产生某种阻力，由此，不发生如现有的萨窝纽斯型风力发电机一样的降低旋转效率的问题。

图19为所述融合圆形及多面角分割太阳光及风力的发电系统的风的密度的示意图。

如图19所示，位于多面角太阳光模块10的上端的萨窝纽斯型风力发电机30因风与经过多面角太阳光模块10的倾斜面而上升并以水平方向吹过来的风融合，提高风的密度，并且高于现有风的密度的高密度的风对叶片31产生摩擦力，而与其成比例地增加叶片31的旋转力，从而，提高萨窝纽斯型风力发电机30的发电效率。

并且，未说明的附图符号相应地，10a为太阳光模块、62为太阳、64为风、65为叶片、66为旋转轴。

工业实用性

根据实施例，多面角太阳光模块构成为并列连接有多个模块的形态，并形成为圆形或多面角，可高效地进行发电，并具备所述多面角太阳光模块上方的萨窝纽斯型风力发电机和防逆风罩，而能够高效地进行发电，从而，具有较高的工业实用性。

Claims (6)

1.一种融合圆形及多面角分割太阳光及风力的发电系统，其特征在于，

包括：

支柱，垂直竖立于地面，并延伸至上方；

多面角太阳光模块，包括多个太阳光模块，沿着通过所述支柱贯通设置的模块框架的圆周而固定有配置为环状的多个框架，并设置于多个所述框架之间；

发电机，包括萨窝纽斯型风力发电机，设置于所述支柱的上端，借助风力发电，所述萨窝纽斯型风力发电机，可旋转地结合于所述支柱的上端；

叶片，设置于所述发电机的旋转轴，借助风力而使发电机的旋转轴进行旋转；

防逆风罩，可旋转地设置于所述旋转轴，形成为半圆筒状，从侧面包裹容纳所述叶片的一部分；

后翼，从所述防逆风罩的外侧面进行延伸，根据风的方向，使所述防逆风罩旋转，

其中，所述模块框架包括：

上部圆形框架，形成为圆形，中心借助所述支柱贯通；

下部圆形框架，位于所述上部圆形框架的下方，具有大于所述上部圆形框架的直径，中心借助所述支柱贯通；

垂直框架，连接所述上部圆形框架和下部圆形框架。

2.根据权利要求1所述的融合圆形及多面角分割太阳光及风力的发电系统，其特征在于：

所述太阳光模块的多个太阳能电池根据导体直列连接，多个所述太阳光模块根据导体并列连接。

3.根据权利要求1所述的融合圆形及多面角分割太阳光及风力的发电系统，其特征在于：

所述多面角太阳光模块由上部圆形太阳光模块和下部圆形太阳光模块构成，其中，所述上部圆形太阳光模块，下端固定于所述上部圆形框架，越趋向上方直径越窄；所述下部圆形太阳光模块，上端和下端分别固定于所述上部圆形框架和所述下部圆形框架。

4.根据权利要求1所述的融合圆形及多面角分割太阳光及风力的发电系统，其特征在于：

多个所述框架的间距由上方趋向下方逐渐变大，所述太阳光模块的两侧端插入于相邻的所述框架。

5.根据权利要求1所述的融合圆形及多面角分割太阳光及风力的发电系统，其特征在于：

在供安装所述太阳光模块的所述框架上的对应的位置固定安装有接线盒。

6.根据权利要求1所述的融合圆形及多面角分割太阳光及风力的发电系统，其特征在于：

具备圆柱形太阳光模块，该圆柱形太阳光模块由多个固定框架和多个太阳光模块构成，其中，所述多个固定框架，在所述多面角太阳光模块的下方，沿着所述支柱的圆周，以上下方向长长地设置；所述多个太阳光模块，设置于所述固定框架之间。