CN105715465B - 一种风能与太阳能组合式发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风能与太阳能组合式发电装置，其特征在于，其包括塔架、支撑转动座组件、风力发电机、叶片、太阳能电池板、聚风组件、风向检测组件、避雷组件和控制器，下部的塔架与上部塔架之间设置支撑转动座组件风力发电机的上下两侧设置有聚风组件，上部的塔架上还倾斜可调的设置有太阳能电池板，塔架上还设置有风向检测组件和避雷组件，所述风向检测组件与控制器连接，本发明可以更好的实现风能和太阳能的互补，提高发电效果，同时，设置了聚风组件，能够对风进行一定程度放大，提高发电机叶片处的风能能量，增强风能发电效率，还可以根据检测的风向对发电机进行转动，实现最佳的朝向以及太阳能电池板最佳的倾斜角度，提高发电效率。

Description

一种风能与太阳能组合式发电装置

技术领域

本发明属于电力与发电技术领域，尤其是涉及一种风能与太阳能组合式发电装置。

背景技术

近年来，全球可再生能源利用年增长率达到 25%，可再生新能源的利用将以电力行业为主导，非水力可再生能源的发电比例将扩大两倍。新能源要同时符合两个条件：一是蕴藏丰富不会枯竭；二是安全、干净，不会威胁人类和破坏环境。目前的新能源主要有两种，一是太阳能，二是风力，风能发电作为除水力发电外技术最成熟的一种可再生能源发电，其装机容量占整个可再生能源发电装机总容量的绝大部分。随着大功率的电力电子器件和能源存储设备的进一步发展， 风力发电在总投资或发电费用上可与常规能源相竞争， 风力发电技术也会得到更大的发展，同时，从太阳能获得电力，需通过太阳电池进行光电变换来实现。它同以往其他电源发电原理完全不同，具有以下特点：无枯竭危险；绝对干净（无公害）；不受资源分布地域的限制；可在用电处就近发电；能源质量高；使用者从感情上容易接受；获取能源花费的时间短，太阳能具有极大优点，因此受到世界各国的重视。

目前的太阳能发电与风能发电一般分开进行，这种不仅往往使得单一的风能和太阳能不能实现所需电能的输出，输出效率低，影响着目前的风能和太阳能的综合利用，而如果将二者结合起来，不仅能够实现晚上的发电，还实现了风能的利用，可以根据实际对二者进行互补，提高发电效率和发电量。

发明内容

本发明针对现有的技术问题，提供一种风能与太阳能组合式发电装置，可以更好的实现风能和太阳能的互补，提高发电效果，同时，设置了聚风组件，能够对风进行一定程度放大，提高发电机叶片处的风能能量，增强风能发电效率，同时，还可以根据检测的风向对发电机进行转动，实现最佳的朝向以及太阳能电池板最佳的倾斜角度，提高发电效率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种风能与太阳能组合式发电装置，其特征在于，其包括塔架、支撑转动座组件、风力发电机、叶片、太阳能电池板、聚风组件、风向检测组件、避雷组件和控制器，其中，所述下部的塔架与上部的塔架之间采用所述支撑转动座组件连接，以便实现上部的塔架的旋转运动，上部的塔架上设置有风力发电机，所述风力发电机的上下两侧设置有聚风组件，所述聚风组件的形状为锥形，锥形的角度可调，且锥形的小端朝向所述风力发电机的叶片设置，上部的塔架上还倾斜可调的设置有太阳能电池板，所述太阳能电池板与聚风组件分别设置在塔架的两侧，以便实现塔架两侧的重量平衡，所述避雷组件设置在塔顶，所述塔架上还设置有风向检测组件，所述风向检测组件与所述控制器连接，所述控制器根据风向检测组件检测的风向来控制所述支撑转动座组件的转动角度以及聚风组件的倾斜锥度。

进一步，作为优选，所述聚风组件包括下聚风挡板、上聚风挡板和气缸二，所述上聚风挡板的下端铰接设置在所述塔架上，所述上聚风挡板的中部铰接设置在相应的气缸二的活塞杆上，该气缸二铰接设置在所述塔架上，所述下聚风挡板的下端铰接设置在所述塔架上，所述下聚风挡板的中部铰接设置在相应的气缸二的活塞杆上，该下聚风挡板的气缸二铰接设置在塔架上，通过各自的气缸二来调节上聚风挡板和下聚风挡板的倾斜锥度；所述太阳能电池板的下端铰接设置在所述塔架上，所述太阳能电池板的中部铰接设置在气缸一的活塞杆上，所述气缸一的缸体铰接设置在塔架上；所述支撑转动座组件包括外固定座、内固定座、直驱定子、直驱转子、转动滚珠、上固定耳、下固定耳、刹紧气缸和刹紧盘，其中，所述外固定座的下部采用所述下固定耳固定在下部的塔架上，所述内固定座的上部采用上固定耳固定在上部的塔架上，所述外固定座的上部设置有轴向定位槽，所述内固定座的上部设置有定位轴肩，所述定位轴肩与所述轴向定位槽配合，所述外固定座的内侧下部固定设置有直驱定子，所述内固定座的外侧下部固定设置有直驱转子，所述内固定座由所述直驱转子驱动相对于所述外固定座转动，所述定位轴肩与轴向定位槽之间接触的面上设置有所述转动滚珠，所述外固定座上设置有刹紧气缸，所述刹紧气缸的活塞杆上连接有刹紧盘，所述刹紧盘实现对内固定座的刹紧固定。

进一步，作为优选，所述避雷组件为“山”字型结构，且“山”字型结构向下的投影面积大于聚风组件以及太阳能电池板向下的投影面积之和。

进一步，作为优选，所述风向检测组件包括等八面体棱柱、平衡杆、支撑杆、气球包、L型支架、激光发射器和旋转球铰，所述等八面体棱柱设置在所述塔架上，所述等八面体棱柱的上方竖直设置有支撑杆，所述支撑杆采用所述旋转球铰可沿着水平360°转动的设置有平衡杆，所述平衡杆的一端设置有气球包，所述平衡杆的另一端设置有所述L型支架，所述L型支架上设置有所述激光发射器，所述激光发射器朝向所述等八面体棱柱设置，所述等八面体棱柱的每个棱柱侧面代表一个方位，且所述等八面体棱柱的每个棱柱侧面上设置有接收所述激光发射器的激光接收器，通过检测由哪个棱柱侧面能够接收到激光来确定方向。

进一步，作为优选，所述太阳能电池板通过逆变器与蓄电池连接。

进一步，作为优选，所述风力发电机为变速恒频风力发电机。

进一步，作为优选，所述风力发电机为电励磁同步半直驱风力发电机，所述叶片通过一级低传动比齿轮箱驱动电励磁同步发电机，电励磁同步发电机的定子与电网之间通过全功率变流器进行能量传递。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明可以更好的实现风能和太阳能的互补，提高发电效果，同时，设置了聚风组件，能够对风进行一定程度放大，提高发电机叶片处的风能能量，增强风能发电效率，同时，还可以根据检测的风向对发电机进行转动，实现最佳的朝向以及太阳能电池板最佳的倾斜角度，提高发电效率。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的支撑转动座组件的结构示意图；

图3为本发明的风向检测组件的结构示意图；

其中，1、塔架，2、支撑转动座组件，3、风力发电机，4、叶片，5、太阳能电池板，6、气缸一，7、下聚风挡板，8、上聚风挡板，9、气缸二，10、避雷针，11、外固定座，12、内固定座，13、直驱定子，14、直驱转子，15、转动滚珠，16、上固定耳，17、下固定耳，18、刹紧气缸，19、刹紧盘，20、等八面体棱柱，21、平衡杆，22、支撑杆，23、气球包，24、L型支架，25、激光发射器，26、旋转球铰。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种风能与太阳能组合式发电装置，其特征在于，其包括塔架1、支撑转动座组件2、风力发电机3、叶片4、太阳能电池板5、聚风组件、风向检测组件、避雷组件10和控制器，其中，所述下部的塔架与上部的塔架之间采用所述支撑转动座组件2连接，以便实现上部的塔架的旋转运动，上部的塔架上设置有风力发电机3，所述风力发电机的上下两侧设置有聚风组件，所述聚风组件的形状为锥形，锥形的角度可调，且锥形的小端朝向所述风力发电机的叶片设置，上部的塔架上还倾斜可调的设置有太阳能电池板5，所述太阳能电池板与聚风组件分别设置在塔架的两侧，以便实现塔架两侧的重量平衡，所述避雷组件设置在塔顶，所述塔架上还设置有风向检测组件，所述风向检测组件与所述控制器连接，所述控制器根据风向检测组件检测的风向来控制所述支撑转动座组件的转动角度以及聚风组件的倾斜锥度。

其中，所述聚风组件包括下聚风挡板7、上聚风挡板8和气缸二9，所述上聚风挡板8的下端铰接设置在所述塔架1上，所述上聚风挡板8的中部铰接设置在相应的气缸二9的活塞杆上，该气缸二9铰接设置在所述塔架1上，所述下聚风挡板7的下端铰接设置在所述塔架上，所述下聚风挡板7的中部铰接设置在相应的气缸二的活塞杆上，该下聚风挡板7的气缸二铰接设置在塔架上，通过各自的气缸二9来调节上聚风挡板和下聚风挡板的倾斜锥度；所述太阳能电池板5的下端铰接设置在所述塔架上，所述太阳能电池板5的中部铰接设置在气缸一6的活塞杆上，所述气缸一6的缸体铰接设置在塔架上；如图2所示，所述支撑转动座组件包括外固定座11、内固定座12、直驱定子13、直驱转子14、转动滚珠15、上固定耳16、下固定耳17、刹紧气缸18和刹紧盘19，其中，所述外固定座11的下部采用所述下固定耳17固定在下部的塔架上，所述内固定座12的上部采用上固定耳16固定在上部的塔架上，所述外固定座11的上部设置有轴向定位槽，所述内固定座12的上部设置有定位轴肩，所述定位轴肩与所述轴向定位槽配合，所述外固定座的内侧下部固定设置有直驱定子13，所述内固定座的外侧下部固定设置有直驱转子14，所述内固定座由所述直驱转子驱动相对于所述外固定座转动，所述定位轴肩与轴向定位槽之间接触的面上设置有所述转动滚珠15，所述外固定座上设置有刹紧气缸18，所述刹紧气缸的活塞杆上连接有刹紧盘19，所述刹紧盘实现对内固定座的刹紧固定。

此外，所述避雷组件为“山”字型结构，且“山”字型结构向下的投影面积大于聚风组件以及太阳能电池板向下的投影面积之和。

如图3所示，所述风向检测组件包括等八面体棱柱20、平衡杆21、支撑杆22、气球包23、L型支架24、激光发射器25和旋转球铰26，所述等八面体棱柱20设置在所述塔架上，所述等八面体棱柱20的上方竖直设置有支撑杆22，所述支撑杆22采用所述旋转球铰26可沿着水平360°转动的设置有平衡杆21，所述平衡杆21的一端设置有气球包23，所述平衡杆21的另一端设置有所述L型支架24，所述L型支架24上设置有所述激光发射器25，所述激光发射器25朝向所述等八面体棱柱20设置，所述等八面体棱柱20的每个棱柱侧面代表一个方位，且所述等八面体棱柱的每个棱柱侧面上设置有接收所述激光发射器的激光接收器，通过检测由哪个棱柱侧面能够接收到激光来确定方向。

在本实施例中，所述太阳能电池板通过逆变器与蓄电池连接。所述风力发电机为变速恒频风力发电机。所述风力发电机为电励磁同步半直驱风力发电机，所述叶片通过一级低传动比齿轮箱驱动电励磁同步发电机，电励磁同步发电机的定子与电网之间通过全功率变流器进行能量传递。

本发明可以更好的实现风能和太阳能的互补，提高发电效果，同时，设置了聚风组件，能够对风进行一定程度放大，提高发电机叶片处的风能能量，增强风能发电效率，同时，还可以根据检测的风向对发电机进行转动，实现最佳的朝向以及太阳能电池板最佳的倾斜角度，提高发电效率。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种风能与太阳能组合式发电装置，其特征在于，其包括塔架、支撑转动座组件、风力发电机、叶片、太阳能电池板、聚风组件、风向检测组件、避雷组件和控制器，其中，下部的塔架与上部的塔架之间采用所述支撑转动座组件连接，以便实现上部的塔架的旋转运动，上部的塔架上设置有风力发电机，所述风力发电机的上下两侧设置有聚风组件，所述聚风组件的形状为锥形，锥形的角度可调，且锥形的小端朝向所述风力发电机的叶片设置，上部的塔架上还倾斜可调的设置有太阳能电池板，所述太阳能电池板与聚风组件分别设置在塔架的两侧，以便实现塔架两侧的重量平衡，所述避雷组件设置在塔顶，所述塔架上还设置有风向检测组件，所述风向检测组件与所述控制器连接，所述控制器根据风向检测组件检测的风向来控制所述支撑转动座组件的转动角度以及聚风组件的倾斜锥度；所述聚风组件包括下聚风挡板、上聚风挡板和气缸二，所述上聚风挡板的下端铰接设置在所述塔架上，所述上聚风挡板的中部铰接设置在相应的气缸二的活塞杆上，该气缸二铰接设置在所述塔架上，所述下聚风挡板的下端铰接设置在所述塔架上，所述下聚风挡板的中部铰接设置在相应的气缸二的活塞杆上，该下聚风挡板的气缸二铰接设置在塔架上，通过各自的气缸二来调节上聚风挡板和下聚风挡板的倾斜锥度；所述太阳能电池板的下端铰接设置在所述塔架上，所述太阳能电池板的中部铰接设置在气缸一的活塞杆上，所述气缸一的缸体铰接设置在塔架上；所述支撑转动座组件包括外固定座、内固定座、直驱定子、直驱转子、转动滚珠、上固定耳、下固定耳、刹紧气缸和刹紧盘，其中，所述外固定座的下部采用所述下固定耳固定在下部的塔架上，所述内固定座的上部采用上固定耳固定在上部的塔架上，所述外固定座的上部设置有轴向定位槽，所述内固定座的上部设置有定位轴肩，所述定位轴肩与所述轴向定位槽配合，所述外固定座的内侧下部固定设置有直驱定子，所述内固定座的外侧下部固定设置有直驱转子，所述内固定座由所述直驱转子驱动相对于所述外固定座转动，所述定位轴肩与轴向定位槽之间接触的面上设置有所述转动滚珠，所述外固定座上设置有刹紧气缸，所述刹紧气缸的活塞杆上连接有刹紧盘，所述刹紧盘实现对内固定座的刹紧固定。

2.根据权利要求1所述的一种风能与太阳能组合式发电装置，其特征在于：所述避雷组件为“山”字型结构，且“山”字型结构向下的投影面积大于聚风组件以及太阳能电池板向下的投影面积之和。

3.根据权利要求1所述的一种风能与太阳能组合式发电装置，其特征在于：所述风向检测组件包括等八面体棱柱、平衡杆、支撑杆、气球包、L型支架、激光发射器和旋转球铰，所述等八面体棱柱设置在所述塔架上，所述等八面体棱柱的上方竖直设置有支撑杆，所述支撑杆采用所述旋转球铰可沿着水平360°转动的设置有平衡杆，所述平衡杆的一端设置有气球包，所述平衡杆的另一端设置有所述L型支架，所述L型支架上设置有所述激光发射器，所述激光发射器朝向所述等八面体棱柱设置，所述等八面体棱柱的每个棱柱侧面代表一个方位，且所述等八面体棱柱的每个棱柱侧面上设置有接收所述激光发射器的激光接收器，通过检测由哪个棱柱侧面能够接收到激光来确定方向。

4.根据权利要求1所述的一种风能与太阳能组合式发电装置，其特征在于：所述太阳能电池板通过逆变器与蓄电池连接。

5.根据权利要求1所述的一种风能与太阳能组合式发电装置，其特征在于：所述风力发电机为变速恒频风力发电机。

6.采用权利要求1-5任意一项所述的一种风能与太阳能组合式发电装置，其特征在于：所述风力发电机为电励磁同步半直驱风力发电机，所述叶片通过一级低传动比齿轮箱驱动电励磁同步发电机，电励磁同步发电机的定子与电网之间通过全功率变流器进行能量传递。