CN201215068Y - 一种太阳能热风风力发电装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种太阳能热风风力发电装置，包括竖直设置的中空导风筒、支持装置、涡轮和与涡轮连接的发电装置，所述支持装置固定设于导风筒的底部，所述涡轮设于所述导风筒的内部；所述导风筒和支持装置之间密封固定连接有圆台形的太阳能空气加热棚。太阳能空气加热棚是由透光部分和太阳能集热板部分组成。地面通过透光棚吸收太阳辐射而被加热，被加热的地面和棚内的空气进行热交换，集热板棚背光面吸收太阳能加热其周围空气，太阳能空气加热棚内的空气温度升高，热空气向上运动，同时利用导风筒的拔风效应，在导风筒内产生高速上升的气流，驱动涡轮带动发电机发电。本实用新型可以充分利用太阳能来发电，且具有较高的发电装机容量和发电效率。

Description

一种太阳能热风风力发电装置
技术领域
本实用新型涉及一种风力发电装置，具体涉及一种太阳能热风风力发电装置。
背景技术
当煤炭、石油等不可再生能源频频告急，价格新高迭创之时，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，越来越多的国家开始研究和开发新能源，寻求经济发展的新动力。在新的可再生能源开发过程中，出现了一种烟囱式风力发电设备，包括竖直设置的中空导风筒和固定设置于其底部的支持装置，导风筒的内部设有涡轮和与其接连的发电装置。为了提高发电效率，在导风筒的内部底下还设有透明塑料或玻璃集热棚，太阳光透过透明塑料或玻璃集热棚加热集热棚地面，加热的地面和集热棚里的空气进行热交换，加热集热棚里的空气。支持装置具有入气口，在导风筒上下温差的影响下，其底层的热空气上升，上层的冷空气下降，产生稳定持续的上升气流，推动风叶产生机械能带动连接的发电装置动作而产生电能。然而，这种结构的风力发电设备仍然存在如下缺点：①驱动涡轮发电机所需的热空气是通过集热棚的温室效应产生的，发电效率低。目前太阳能热风发电所需的热空气是在集热棚内根据温室效应原理而获得。集热器的玻璃顶棚由水平覆盖的玻璃或塑料构成。短波可以从集热器辐射出去。②集热棚的透明材料，很容易被尘土盖上，不易清洗，使透明材料的热交换效率下降。
发明内容
本实用新型目的是提供一种发电效率均较高的太阳能热风风力发电装置，充分利用太阳能这部分自然资源。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种太阳能热风风力发电装置，包括竖直设置的中空导风筒、支持装置、涡轮和与涡轮连接的发电装置，所述支持装置固定设于导风筒的底部，所述涡轮设于所述导风筒的内部；所述导风筒和支持装置之间密封固定连接有太阳能空气加热棚。
上述技术方案中，所述太阳能空气加热棚是由透光部分和太阳能集热板部分共同组成。太阳能空气加热棚可由透光部分和太阳能集热板部分沿圆周半径方向相间组成的；也可将透光部分集中在一起、太阳能集热板部分集中在一起，两者共同组成太阳能空气加热棚。太阳能集热板部分全玻璃真空太阳能集热板，由内外两层玻璃组成，两层玻璃之间为真空，内层玻璃的外表面上具有光谱选择性吸收涂层，最大程度地吸收光能并将其转化成热能。太阳能空气加热棚的透光部分为透光性能好的隔热材料。阻止了内层玻璃吸收的太阳能向外界传导而散失，该结构可以最大程度的利用太阳能。
进一步的技术方案，所述太阳能空气加热棚与水平面的夹角α为10°～40°。
上文中，所述导风筒可以是直筒、锥形筒、双曲面筒或及其组合筒状，其目的是为了让导风筒能汇集底部的上升气流，使其风速增加；所述支持装置上设有通孔，使导风筒底部与外界相通；所述涡轮设于导风筒的内部，被热气流驱动并产生转动，进一步带动发电装置发电；所述圆台形的太阳能空气加热棚可以由一块完整的太阳能集热板和一块完整透光性能好的隔热材料组成，也可以是复数块集热板围接成一整块集热板，复数块透光性能好的隔热材料围接成一整块透光部分。这种情况时，可以用金属支架固定支撑各块集热板和各块透光部分，或在圆台内部设置支撑柱；所述能太阳能空气加热棚与水平面的夹角α为10°～40°。
本实用新型的工作原理：太阳光照射到太阳能集热板上，光穿过外层玻璃后被内层玻璃上的光谱选择性吸收涂层吸收，光子撞击涂层，太阳能转化成热能，内层玻璃附近的空气被加热，空气密度减小，热空气上升，产生上升气流。太阳能空气加热棚下面的土地吸收通过透光棚太阳辐射能并加热土地和太阳能空气加热棚覆盖层之间的空气，同时被加热的地面和棚内的空气进行热交换，产生向上运动的热气流。两种热气流经导风筒汇集后，利用导风筒的拔风效应，风速增加，驱动涡轮产生机械能，再带动连接的发电装置动作而产生电能。同时棚外的冷空气通过四周间隙进入太阳能空气加热棚；夜晚，被加热太阳能空气加热棚下面的土地与棚内部的空气进行热交换，加热棚内的空气，产生向上的热气流驱动涡轮旋转，带动发电机发电，保证了太阳能热风风力发电厂24小时连续运行。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有的优点是：
1、太阳能空气加热棚是由透光棚和太阳能集热板棚组成。太阳能空气加热棚下面的土地通过透光棚吸收太阳辐射而被加热，被加热的地面和棚内的空气进行热交换，集热板棚背光面也加热其周围空气，太阳能空气加热棚内的空气温度升高，高温的热空气向上运动，同时利用导风筒的拔风效应，在导风筒内部产生高速上升的热气流，驱动涡轮旋转，带动发电机发电。充分利用了太阳能来发电，且具有较高的发电装机容量和发电效率。
2、由透光部分和太阳能集热板部分组成的太阳能空气加热棚既能吸收直射的太阳光，也能吸收部分漫射太阳光。
3、本实用新型白天不仅提高了太阳能发电效率，而且晚上还可利用白天被加热的太阳能空气加热棚下面的土地与棚内的空气进行热量交换进行发电。充分利用了自然资源，同时也符合绿色环保的主题。
附图说明
图1是本实用新型实施例一的外形图；
图2是本实用新型实施例一的剖视图；
图3是图1的俯视图；
图4是本实用新型实施例二的结构示意图；
图5是本实用新型实施例二的俯视图。
其中：1、导风筒；2、支持装置；3、涡轮；4、发电装置；5、太阳能集热板；6、透光玻璃；7、进风口；8、太阳能空气加热棚；9、增速齿轮箱。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
实施例一：
参见图1至图3所示，一种太阳能热风风力发电装置，包括竖直设置的中空导风筒1、支持装置2、涡轮3和与风叶连接的发电装置4，所述支持装置2固定设于导风筒1的底部，所述涡轮3设于所述导风筒1的内部；所述导风筒1和支持装置2之间密封固定连接有太阳能空气加热棚8。
上述技术方案中，所述太阳能空气加热棚8是由透光部分6和太阳能集热板部分5共同组成。太阳能空气加热棚由透光部分和太阳能集热板部分沿圆周半径方向相间组成的(如图3中的5、6)。太阳能集热板部分全玻璃真空太阳能集热板，由内外两层玻璃组成，两层玻璃之间为真空，内层玻璃的外表面上具有光谱选择性吸收涂层，最大程度地吸收光能并将其转化成热能。太阳能空气加热棚的透光部分为透光性能好的隔热材料。阻止了内层玻璃吸收的太阳能向外界传导而散失，该结构可以最大程度的利用太阳能。
进一步的技术方案，所述太阳能空气加热棚与水平面的夹角α为10°～40°。
上文中，所述导风筒呈圆柱筒形，该形状有利于汇集底部的上升气流，使其风速增加；所述支持装置上设有进风口7作为入气口，使导风筒底部与外界相通；所述涡轮设于导风筒的内部，用于接收风力并产生转动，进一步带动发电装置发电；所述圆台形的太阳能空气加热棚可以是一块完整的太阳能集热板和一块完整透光性能好的隔热材料组成，也可以是复数块集热板围接成一整块集热板，复数块透光性能好的隔热材料围接成一整块透光部分。这种情况时，可以用金属支架固定支撑各块集热板和各块透光部分，或在圆台内部设置支撑柱；所述能太阳能空气加热棚与水平面的夹角α为10°～40°。该结构最大限度地利用了太阳能。
本实用新型的工作原理：太阳光照射到太阳能集热板上，光穿过外层玻璃后被内层玻璃上的光谱选择性吸收涂层吸收，光子撞击涂层，太阳能转化成热能，内层玻璃附近的空气被加热，空气密度减小，热空气上升，产生上升气流。太阳能空气加热棚下面的土地吸收通过透光棚太阳辐射能并加热土地和太阳能空气加热棚覆盖层之间的空气，同时被加热的地面和棚内的空气进行热交换，产生向上运动的热气流。两种热气流经导风筒汇集后，风速增加，推动涡轮产生机械能，再带动连接的发电装置动作而产生电能。同时棚外的冷空气通过支持装置2四周所设置的进风口7进入太阳能空气加热棚；夜晚，被加热太阳能空气加热棚下面的土地与棚内部的空气进行热交换，加热棚内的空气，产生向上的热气流驱动涡轮旋转，带动发电机发电，保证了太阳能热风风力发电厂24小时连续运行。
实施例二：
参见图4所示，一种太阳能热风风力发电装置，包括竖直设置的中空导风筒1、支持装置2、涡轮3和与涡轮连接的发电装置4，所述支持装置2固定设于导风筒1的底部，所述涡轮3设于所述导风筒1的内部；所述导风筒1和支持装置2之间密封固定连接有太阳能空气加热棚8。
上述技术方案中，所述太阳能空气加热棚8是由透光部分6和太阳能集热板部分5共同组成。组成方法为将透光部分集中在一起(如图5中的5)、太阳能集热板部分集中在一起(如图5中的6)，两者连接共同组成太阳能空气加热棚。太阳能集热板部分全玻璃真空太阳能集热板，由内外两层玻璃组成，两层玻璃之间为真空，内层玻璃的外表面上具有光谱选择性吸收涂层，最大程度地吸收光能并将其转化成热能。太阳能空气加热棚的透光部分为透光性能好的隔热材料。阻止了内层玻璃吸收的太阳能向外界传导而散失，该结构可以最大程度的利用太阳能。
进一步的技术方案，所述太阳能空气加热棚与水平面的夹角α为10°～40°。
上文中，所述导风筒呈圆柱筒形，该形状有利于汇集底部的上升气流，使其风速增加；所述支持装置2上设有进风口7作为入气口，使导风筒底部与外界相通；所述涡轮设于导风筒的内部，用于接收风力并产生转动，进一步带动发电装置发电；所述圆台形的太阳能空气加热棚可以是一块完整的太阳能集热板和一块完整透光性能好的隔热材料组成，也可以是复数块集热板围接成一整块集热板，复数块透光性能好的隔热材料围接成一整块透光部分。这种情况时，可以用金属支架固定支撑各块集热板和各块透光部分，或在圆台内部设置支撑柱；所述能太阳能空气加热棚与水平面的夹角α为10°～40°。该结构最大限度地利用了太阳能。
本实用新型的工作原理：太阳光照射到太阳能集热板上，光穿过外层玻璃后被内层玻璃上的光谱选择性吸收涂层吸收，光子撞击涂层，太阳能转化成热能，内层玻璃附近的空气被加热，空气密度减小，热空气上升，产生上升气流。太阳能空气加热棚下面的土地吸收通过透光棚太阳辐射能并加热土地和太阳能空气加热棚覆盖层之间的空气，同时被加热的地面和棚内的空气进行热交换，产生向上运动的热气流。两种热气流经导风筒汇集后，风速增加，推动涡轮产生机械能，再带动连接的发电装置动作而产生电能。同时棚外的冷空气通过四周间隙进入太阳能空气加热棚；夜晚，被加热太阳能空气加热棚下面的土地与棚内部的空气进行热交换，加热棚内的空气，产生向上的热气流驱动涡轮旋转，带动发电机发电，保证了太阳能热风风力发电厂24小时连续运行。

Claims (7)

1.一种太阳能热风风力发电装置，包括竖直设置的中空导风筒(1)、支持装置(2)、涡轮(3)、与涡轮连接增速齿轮箱(9)以及发电机(4)，所述支持装置(2)固定设于太阳能空气加热棚(8)的底部，其特征在于：所述涡轮(3)设于所述导风筒(1)的内部；所述导风筒(1)和支持装置(2)之间密封固定连接有太阳能空气加热棚(8)。
2.根据权利要求1所述的太阳能热风风力发电装置，其特征在于：所述太阳能空气加热棚(8)是由透光部分(6)和太阳能集热板部分(5)共同组成。
3.根据权利要求2所述的太阳能热风风力发电装置，其特征在于：所述由透光部分(6)和太阳能集热板部分(5)沿半径方向相间组成的太阳能空气加热棚(8)；也可透光部分(6)集中在一起、太阳能集热板部分(5)集中在一起，两者共同组成太阳能空气加热棚(8)。
4.根据权利要求1所述的太阳能风力发电装置，其特征在于：所述太阳能空气加热棚(8)的太阳能集热板部分(5)为全玻璃真空太阳能集热板，由内外两层玻璃组成，两层玻璃之间为真空，内层玻璃的外表面上具有光谱选择性吸收涂层。
5.根据权利要求1所述的太阳能热风风力发电装置，其特征在于：所述太阳能空气加热棚(8)的透光部分(6)为透光性能好的隔热材料。
6.根据权利要求1所述的太阳能热风风力发电装置，其特征在于：所述导风筒(1)为锥形、圆柱形或双曲线形。
7.根据权利要求1所述的太阳能热风风力发电装置，其特征在于：增速齿轮箱(9)和发电机(4)设置在地面下。
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