CN202417835U - 集成太阳能发电构件的垂直轴风力发电机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型集成太阳能发电构件的垂直轴风力发电机，包括设置在永磁悬浮轴承上的垂直轴、直接或间接设置在垂直轴上的叶轮，与垂直轴直接或间接连接的风力发电机，其特征在于，所述叶轮材料采用柔性薄膜太阳能电池，使叶轮叶片的正反面均成为太阳能发电构件，所述发电构件的电源输出端与电源转换输出装置相连。本实用新型将柔性薄膜太阳能电池有机地集成在垂直轴风力发电机的叶轮上，使风力发电的叶轮同时是太阳能发电的构件，从而使风轮和太阳能电池结合为一体，简化了同时具有两种发电功能的系统的结构，降低了成本，叶轮重量轻，使启动风速降低，发电效率提高。

Description

集成太阳能发电构件的垂直轴风力发电机
技术领域：
本实用新型涉及风力发电装置，特别是一种集成有太阳能发电的垂直轴风力发电机。
背景技术：
目前化石能源的污染及不可持续性，使得人们寻找风光发电等可再生能源，目前实际应用的风光发电均是组合式，即风力发电机部分与光伏发电部分是各自独立的机械结构，动力产生部分：风轮和太阳能电池板各自独立设置，然后将两套系统组合在一起，目前市场上的风光互补太阳能发电系统都是这样的分离结构，这样的组合系统结构复杂，成本高。例如，对于风光互补发电的路灯，通常风力发电装置安装在电线杆上端，而太阳能电池板安装在电线杆上风力发电装置安装部位的下方，两种发电装置具有各自不同的电源产生部件。申请号为201010288020，名称为一种具有太阳能电池板保护装置的风光互补发电系统的实用新型专利申请是这类发电系统的一种改进方式，该发电系统是立轴式，风力发电机被安装在支杆上，太阳能电池板被安装在环形设置的风轮的中间，这种设置方式风轮对风具有阻隔作用，避免了风直接吹在太阳能电池板上，这样大大地减小了太阳能电池板对风的阻力，从而减小了由太阳能电池板给支杆造成的弯曲力，有效地保护了太阳能电池板和支杆。这个申请也说明了现有太阳能电池板重量重，在风力作用下会对支撑立柱杆产生弯曲力，而且现有太阳能电池板韧性差，即使太阳能电池板固定不动都需要考虑风力对其的影响。垂直轴风力发电机由于承载重因此至今没有得到广泛应用。目前有人试图将水平轴风力发电机叶片直接改成一套新的旋转太阳能叶片，但是，直今无法在产业上应用，首先因为水平轴风力发电机叶片有效面积小，无法产生有利用价值的电能，其次太阳能电池板重量、性能也阻碍了其应用，比如中国实用新型专利：专利号：201020271795.7，实用新型名称：太阳能风力混合发电机，记载了在风力发电机叶片正面设置太阳能电池板，并设置相应的调整结构以在无风时调整叶片正对太阳，这种混合结构由于必须设置调整结构，同样导致结构复杂，这种结构同样由于太阳能电池板的有效面积有限，发电量少，没有实用价值。中国发明专利申请201010274616.X公开了”风能与太阳能集成一体的垂直风力发电机”，其叶片是带太阳能电池的叶片，太阳能电池是通过在叶片基材上镀膜、张贴硅球、粘贴太阳能电池条等方式形成。这种在太阳能叶片上处理形成太阳能电池，使叶片具有两个器件的重量，不利于叶片低速下转动，使风力发电效率降低。
实用新型内容：
本实用新型克服现有风轮和太阳能电池板结合发电装置结构复杂、发电效率低的技术问题，提供一种风轮上集成有太阳能发电构件的垂直轴风力发电机，简化了结构、降低了成本，而且太阳能发电结构能产生具有实用价值的发电量。
本实用新型是这样实现的：
集成太阳能发电构件的垂直轴风力发电机，包括设置在永磁悬浮轴承上的垂直轴、直接或间接设置在垂直轴上的叶轮，与垂直轴直接或间接连接的风力发电机，其特征在于，所述叶轮材料采用柔性薄膜太阳能电池，使叶轮叶片的正反面均成为太阳能发电构件，所述发电构件的电源输出端与电源转换输出装置相连。
所述柔性薄膜太阳能电池的厚度小于5毫米。
所述叶轮包括叶片固定架和固定在叶片固定架上的叶片。
所述柔性薄膜太阳能电池通过粘贴固定在所述叶片固定架上。
所述叶轮为具有特定构型的叶片骨板，所述叶片骨板的正反面粘贴所述柔性薄膜太阳能电池。
本实用新型还包括支撑所述永磁悬浮轴承的支架，所述支架外侧粘贴有薄膜太阳能电池，所述薄膜太阳能电池的输出端与电源转换输出装置相连。
所述电源转换输出装置为电刷或蓄电池。
技术效果：而且太阳能发电结构能产生具有实用价值的发电量。
本实用新型垂直轴风力发电机的叶轮材料采用柔性薄膜太阳能电池，并使叶轮叶片的正反面都为柔性薄膜太阳能电池，即将具有重量轻、不易碎、易弯曲和折叠的优点的柔性薄膜太阳能电池有机地集成在垂直轴风力发电机的叶轮上，使风力发电的叶轮同时是太阳能发电的构件，从而使风轮和太阳能电池结合为一体，简化了同时具有两种发电功能的系统的结构，降低了成本，由于叶轮不是通过普通风力叶片经过处理得到的，因此，叶轮重量轻，使启动风速降低，发电效率提高，还由于采用永磁悬浮轴承，因此能够制作受风面积大的叶轮，也即柔性薄膜太阳能电池面积大，从而使其产生具有实用价值的太阳能发电量。
在支架四周设置柔性薄膜太阳能电池，进一步加大了太阳能发电量。
附图说明：
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式：
图1中本实用新型包括设置在永磁悬浮轴承1上的垂直轴2、直接或间接设置在垂直轴上的叶轮3，与垂直轴直接或间接连接的风力发电机4，其特征在于，所述叶轮材料采用柔性薄膜太阳能电池31，使叶轮叶片32的正反面均成为太阳能发电构件，所述发电构件的电源输出端5与电源转换输出装置6相连。优选地，所述柔性薄膜太阳能电池5的厚度小于5毫米。
特别地，所述叶轮3包括叶片固定架33和固定在叶片固定架33上的叶片32，所述叶片32为柔性薄膜太阳能电池。图1中的实施例设置了对称的两对叶片固定架33，分别是左右对称的一对和前后对称的一对。所述柔性薄膜太阳能电池31通过粘贴方式固定在所述叶片固定架上。
当然，所述叶轮3可以为具有特定构型的叶片骨板(图中未画)，该特定构型可以是升力型或阻力型骨架的叶片骨板，所述叶片骨板的正反面粘贴所述柔性薄膜太阳能电池31。
优选地，本实用新型还包括支撑所述永磁悬浮轴承1和电机的支架7，所述支架7外侧粘贴有薄膜太阳能电池71，所述薄膜太阳能电池71覆盖支架7的所有外表部分。所述薄膜太阳能电池可以为刚性或柔性，所述薄膜太阳能电池的输出端与电源转换输出装置相连。所述电源转换输出装置为电刷或蓄电池。

Claims (10)

1.集成太阳能发电构件的垂直轴风力发电机，包括设置在永磁悬浮轴承上的垂直轴、直接或间接设置在垂直轴上的叶轮，与垂直轴直接或间接连接的风力发电机，其特征在于，所述叶轮材料采用柔性薄膜太阳能电池，使叶轮叶片的正反面均成为太阳能发电构件，所述发电构件的电源输出端与电源转换输出装置相连。
2.根据权利要求1所述的集成太阳能发电构件的垂直轴风力发电机，其特征在于所述柔性薄膜太阳能电池的厚度小于5毫米。
3.根据权利要求1或2所述的集成太阳能发电构件的垂直轴风力发电机，其特征在于所述叶轮包括叶片固定架和固定在叶片固定架上的叶片。
4.根据权利要求3所述的集成太阳能发电构件的垂直轴风力发电机，其特征在于所述柔性薄膜太阳能电池通过粘贴固定在所述叶片固定架上。
5.根据权利要求1或2所述的集成太阳能发电构件的垂直轴风力发电机，其特征在于所述叶轮为具有特定构型的叶片骨板，所述叶片骨板的正反面粘贴所述柔性薄膜太阳能电池。
6.根据权利要求1或2所述的集成太阳能发电构件的垂直轴风力发电机，其特征在于还包括支撑所述永磁悬浮轴承的支架，所述支架外侧粘贴有薄膜太阳能电池，所述薄膜太阳能电池的输出端与电源转换输出装置相连。
7.根据权利要求3所述的集成太阳能发电构件的垂直轴风力发电机，其特征在于还包括支撑所述永磁悬浮轴承的支架，所述支架外侧粘贴有薄膜太阳能电池，所述薄膜太阳能电池的输出端与电源转换输出装置相连。
8.根据权利要求4所述的集成太阳能发电构件的垂直轴风力发电机，其特征在于还包括支撑所述永磁悬浮轴承的支架，所述支架外侧粘贴有薄膜太阳能电池，所述薄膜太阳能电池的输出端与电源转换输出装置相连。
9.根据权利要求5所述的集成太阳能发电构件的垂直轴风力发电机，其特征在于还包括支撑所述永磁悬浮轴承的支架，所述支架外侧粘贴有薄膜太阳能电池，所述薄膜太阳能电池的输出端与电源转换输出装置相连。
10.根据权利要求1或2所述的集成太阳能发电构件的垂直轴风力发电机，其特征在于所述电源转换输出装置为电刷或蓄电池。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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