CN108518312A - 一种风力发电装置 - Google Patents

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Abstract

一种风力发电装置，属于风力发电领域。技术要点是包括：负压辅助增速模块、发电模块、太阳能加热模块、进风模块，所述发电模块一端连接负压辅助增速模块、另一端连接太阳能加热模块，所述太阳能加热模块与所述进风模块连接；所述太阳能加热模块包括玻璃罩紧固端、集热管、黑铬涂层和钢化玻璃，所述玻璃罩紧固端安装在所述钢化玻璃上，所述集热管内嵌于所述钢化玻璃中，所述集热管表面设有所述黑铬涂层。有益效果是:本发明所述的风力发电装置可充分利用风能和太阳能，实现风能和太阳能的同步利用，从而增加能源的利用效率，发电效率明显提高。

Description

一种风力发电装置
技术领域
本发明属于风力发电领域，尤其涉及一种风力发电装置。
背景技术
风能作为一种清洁的可再生能源，是一种蕴藏量极大的无公害的能源，在环境形势愈发严峻的今天，对风能的综合开发利用显得愈发地重要，因此越来越多的国家更加重视风力发电。但是，由于风的不可预测性，加上传统风力发电机完全依靠自然风驱动，效率较低，因此导致传统的风力发电方式难以实现持续高效的电力输出，这限制了风力发电的进一步发展。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出一种风力发电装置，该装置可充分利用风能和太阳能，实现风能和太阳能的同步利用，从而增加能源的利用效率，发电效率明显提高。
技术方案如下：
一种风力发电装置，包括：负压辅助增速模块、发电模块、太阳能加热模块、进风模块，所述发电模块一端连接负压辅助增速模块、另一端连接太阳能加热模块，所述太阳能加热模块与所述进风模块连接；所述太阳能加热模块包括玻璃罩紧固端、集热管、黑铬涂层和钢化玻璃，所述玻璃罩紧固端安装在所述钢化玻璃上，所述集热管内嵌于所述钢化玻璃中，所述集热管表面设有所述黑铬涂层；所述发电模块包括叶片外壳、电机外壳、叶片、万向节联轴器和发电机，所述叶片外壳和电机外壳相连，所述叶片外壳内设置有所述叶片，所述电机外壳内设置有所述发电机，所述叶片和发电机通过所述万向节联轴器连接。
进一步的，所述负压辅助增速模块包括风向标、风向标支座和转轴轴承，所述风向标通过所述转轴轴承安装在所述风向标支座上。
进一步的，还包括收缩管，所述太阳能加热模块通过所述收缩管与所述发电模块连接。
进一步的，所述发电模块和太阳能加热模块分别设置有若干个。
进一步的，所述进风模块上设置有进风口，所述进风口的横截面为圆形，所述进风口上设置有铁丝网。
进一步的，所述叶片外壳和电机外壳通过螺栓连接。
本发明的有益效果是：
本发明所述的风力发电装置可充分利用风能和太阳能，实现风能和太阳能的同步利用，从而增加能源的利用效率，发电效率明显提高。
附图说明
图1是本发明进风模块主视图；
图2是本发明进风模块俯视图；
图3是本发明进风模块剖视图，
图4是本发明进风模整体视图；
图5是本发明太阳能加热模块半剖视图；
图6是本发明太阳能加热模块整体视图；
图7是本发明太阳能加热模块俯视图；
图8是本发明发电模块整体视图；
图9是本发明发电模块半剖视图；
图10是本发明的发电模块中叶片的整体视图；
图11是本发明负压辅助增速模块半剖视图；
图12是本发明负压辅助增速模块俯视图；
图13是本发明负压辅助增速模块整体视图；
图14是本发明的整体结构半剖视图；
图15是本发明整体结构图；
图中：1.进风口，2.玻璃罩紧固端，3.集热管，4.黑铬涂层，5.钢化玻璃，6.真空区域，7.叶片外壳，8.电机外壳，9.叶片，10.万向节联轴器，11.发电机，12.风向标，13.风向标支座，14.转轴轴承，15.负压辅助增速模块，16.发电模块，17.太阳能加热模块，18.进风模块，19.收缩管。
具体实施方式
下面结合附图1-15对风力发电装置做进一步说明。
实施例1
一种风力发电装置，包括：负压辅助增速模块15、发电模块16、太阳能加热模块17、进风模块18，所述发电模块16一端连接负压辅助增速模块15、另一端连接太阳能加热模块17，所述太阳能加热模块17与所述进风模块18连接；所述太阳能加热模块17包括玻璃罩紧固端2、集热管3、黑铬涂层4和钢化玻璃5，所述玻璃罩紧固端2安装在所述钢化玻璃5上，所述集热管3内嵌于所述钢化玻璃5中，所述集热管3表面设有所述黑铬涂层4；所述发电模块16包括叶片外壳7、电机外壳8、叶片9、万向节联轴器10和发电机11，所述叶片外壳7和电机外壳8相连，所述叶片外壳7内设置有所述叶片9，所述电机外壳8内设置有所述发电机11，所述叶片9和发电机11通过所述万向节联轴器10连接。
进一步的，所述负压辅助增速模块15包括风向标12、风向标支座13和转轴轴承14，所述风向标12通过所述转轴轴承14安装在所述风向标支座13上。
进一步的，还包括收缩管19，所述太阳能加热模块17通过所述收缩管19与所述发电模块16连接。
在图14中，空气从进风模块18进入内部管道，通过管道运输进入太阳能加热模块17，由于太阳能的加热作用导致空气在集热管中得到加热，加快了气流的流动速度。
随后，气流经过一段直径逐渐变小的收缩管19，气流再次加速。
之后，加速气流进入发电模块16，通过气流作用带动其中的叶片9转动，进而通过万向节联轴器10将动力传到发电机11，使其转动发电。
最后，从发电模块16中流出的气流便流向负压辅助增速模块15，由于负压辅助模块15是可以随风向的改变而转动的，所以可以保证外界气流不会从负压辅助模块15倒灌进入管道内部，导致内部气流速度变慢。此外，已发电后的气流与外界气流有一定流速差，故可在负压辅助模块15尾部形成一个负压区域，可以起到抽取管道内部空气的作用，使装置中的气流更加的高速稳定。
实施例2
一种风力发电装置，包括：负压辅助增速模块15、发电模块16、太阳能加热模块17、进风模块18，所述发电模块16一端连接负压辅助增速模块15、另一端连接太阳能加热模块17，所述太阳能加热模块17与所述进风模块18连接；所述太阳能加热模块17包括玻璃罩紧固端2、集热管3、黑铬涂层4和钢化玻璃5，所述玻璃罩紧固端2安装在所述钢化玻璃5上，所述集热管3内嵌于所述钢化玻璃5中，所述集热管3表面设有所述黑铬涂层4；所述发电模块16包括叶片外壳7、电机外壳8、叶片9、万向节联轴器10和发电机11，所述叶片外壳7和电机外壳8相连，所述叶片外壳7内设置有所述叶片9，所述电机外壳8内设置有所述发电机11，所述叶片9和发电机11通过所述万向节联轴器10连接。
进一步的，所述负压辅助增速模块15包括风向标12、风向标支座13和转轴轴承14，所述风向标12通过所述转轴轴承14安装在所述风向标支座13上。
进一步的，还包括收缩管19，所述太阳能加热模块17通过所述收缩管19与所述发电模块16连接。
进一步的，所述发电模块16和太阳能加热模块17分别设置有若干个。
进一步的，所述进风模块18上设置有进风口1，所述进风口1的横截面为圆形，所述进风口1上设置有铁丝网。
进一步的，所述叶片外壳7和电机外壳8通过螺栓连接。
本发明解决其技术问题的主要思路是将太阳能与风能结合起来利用，实现两者的优势互补。整个风力发电装置采用模块化设计，主要包括进风模块18、太阳能加热模块17、发电模块16、负压辅助增速模块15以及连接管道五部分组成，各部分之间通过螺栓连接，其中太阳能加热模块17与发电模块16的数量可根据当地实际情况进行适当调整。本风力发电装置可与配套的支架结合，放置于任意需要的地点，打破了传统风力发电装置的局限性，不需要很大的占地面积。
和传统的风力发电装置相比，本发明最大的特点就是可以在外界无风的条件下正常工作。装置的主体呈现主体分布。从下面开始的第一部分为进风模块18，是一个圆形装置，能够实现将任意方向的气流导入管道内部。在进风口还有铁丝网，防止鸟类等生物误入装置内部，造成不必要的损失。
自然风经过进风模块18的导流作用进入内部管道之后，首先进入太阳能加热模块17。太阳能加热模块17整体是一个金属圆形管道，外表面电镀黑铬涂层，黑铬涂层拥有良好的吸热性能和热稳定性能，热吸收比α和发射比ε分别为0.93—0.97和0.07—0.15，α/ε为6～13，能够稳定地在300℃左右的环境中工作。在金属管道外围有一个由玻璃罩隔离出来的真空环境。在太阳光的照射下，黑铬涂层快速吸热，由于真空环境不导热，所以吸收的热量只能传导到管道的内部，于是内部空气被加热，由于对流作用，外部气流经过这一装置之后就被加速，进而以更大流速进入下一环节。需要强调的是太阳能加热模块17在外无风的时候也可以通过太阳光照射产生的热量，使流通管内的空气膨胀，在内部形成持续性的气流。
之后，气流将进过一段收缩管道，根据伯努利流体方程：p1+1/2ρv12+ρgh1＝p2+1/2ρv22+ρgh2，内径变小，原本流速“相对较慢”的气流流速将变快，进而第二次改变气流的流速。
经过管道运输，气流最终进入发电模块16，驱动叶片转动，带动风电机工作，实现风能、太阳能到电能的转变。
最后，气流由负压辅助增速模块15流出，这个装置可以随外界风力自由转动，这样的设计主要是考虑到气流输出口随风力自由旋转可以避免输出口正对外界自然风的风向，使管道内产生反向的气流，阻碍气流的流出与减小内部气流的速度。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种风力发电装置，其特征在于，包括：负压辅助增速模块(15)、发电模块(16)、太阳能加热模块(17)、进风模块(18)，所述发电模块(16)一端连接负压辅助增速模块(15)、另一端连接太阳能加热模块(17)，所述太阳能加热模块(17)与所述进风模块(18)连接；所述太阳能加热模块(17)包括玻璃罩紧固端(2)、集热管(3)、黑铬涂层(4)和钢化玻璃(5)，所述玻璃罩紧固端(2)安装在所述钢化玻璃(5)上，所述集热管(3)内嵌于所述钢化玻璃(5)中，所述集热管(3)表面设有所述黑铬涂层(4)；所述发电模块(16)包括叶片外壳(7)、电机外壳(8)、叶片(9)、万向节联轴器(10)和发电机(11)，所述叶片外壳(7)和电机外壳(8)相连，所述叶片外壳(7)内设置有所述叶片(9)，所述电机外壳(8)内设置有所述发电机(11)，所述叶片(9)和发电机(11)通过所述万向节联轴器(10)连接。
2.如权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于，所述负压辅助增速模块(15)包括风向标(12)、风向标支座(13)和转轴轴承(14)，所述风向标(12)通过所述转轴轴承(14)安装在所述风向标支座(13)上。
3.如权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于，还包括收缩管(19)，所述太阳能加热模块(17)通过所述收缩管(19)与所述发电模块(16)连接。
4.如权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于，所述发电模块(16)和太阳能加热模块(17)分别设置有若干个。
5.如权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于，所述进风模块(18)上设置有进风口(1)，所述进风口(1)的横截面为圆形，所述进风口(1)上设置有铁丝网。
6.如权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于，所述叶片外壳(7)和电机外壳(8)通过螺栓连接。
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