CN205533012U - 一种太阳能风力复合发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能风力复合发电装置，包括风力发电机和设置于风力发电机上方的太阳能发电组件，风力发电机的叶片为上大下小的圆筒状，叶片上装有螺旋布置的导流片，导流片的一端固定在叶片的外筒面上，导流片的另一端向外侧自由延伸，风力发电机转子下端安装有磁悬浮轴承。本实用新型能提高风能的利用效率和风力发电机的工作可靠性。

Description

一种太阳能风力复合发电装置

技术领域

本实用新型涉及风力发电装置领域，尤其涉及一种太阳能风力复合发电装置。

背景技术

化石能源日益紧缺，利用可再生能源进行发电已成为现今最具发展潜力和前途的技术之一。目前，风能和太阳能是两种应用最广泛的可再生能源，在一些电网未覆盖，太阳能风力复合发电装置是一种有效的电力供应装置。提高风力发电机的风能利用效率、提高风力发电机的工作可靠性是太阳能风力复合发电装置设计的重要内容。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种太阳能风力复合发电装置，以解决现有太阳能风力复合发电装置风能利益效率不高和风力发电机工作可靠性不高的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种太阳能风力复合发电装置，包括风力发电机和设置于风力发电机上方的太阳能发电组件，风力发电机包括：与风力发电机的转子相连并套设在转子上的叶片，叶片为上大下小的圆筒状，叶片上装有螺旋布置的导流片，导流片的一端固定于叶片的外筒面上，导流片的另一端向外侧自由延伸。

进一步地，叶片靠近太阳能发电组件一端的直径大于远离太阳能发电组件一端的直径，叶片的锥角为45°至55°。

进一步地，导流片呈螺旋状环绕安装在所述叶片的外筒面上，导流片向外侧自由延伸的水平长度是所述叶片的对应截面直径的1/4至1/3。

进一步地，导流片向外侧自由延伸的纵向截面为向外且向下弯曲的弧线，叶片的下方还连接有呈圆锥体的导流底座，导流底座的锥面与叶片的外筒面齐平且圆锥体的底部尖端为圆弧过渡。

进一步地，太阳能发电组件为太阳能电池板，其外形为球冠，太阳能电池板覆盖于风力发电机的上方并与风力发电机的定子连接，太阳能电池板的边缘直径大于所述叶片的最大直径。

进一步地，定子中部安装有定轴，定轴为空心轴，定轴顶端通过一顶部法兰与太阳能电池板连接，顶部法兰靠近定子的一端设有平顶阻挡，平顶阻挡的半径大于定子的半径，小于转子的半径。

进一步地，定子的下端设有磁悬浮轴承下座，转子的下端设有磁悬浮轴承上盖，转子套设在定子上并使得磁悬浮轴承上盖与磁悬浮轴承下座配合安装，磁悬浮轴承上盖与磁悬浮轴承下座的配合面上分别装设有极性相斥的磁块。

进一步地，磁悬浮轴承下座的与磁悬浮轴承上盖的配合面为在半径方向上的截面为“V”形的圆环，磁悬浮轴承上盖的与磁悬浮轴承下座的配合面为在半径方向上的截面为“倒V”形的圆环，“V”形与“倒V”形配合安装且在配合面上沿圆周方向分布有多组极性相斥的磁块。

进一步地，磁块为条状，多组条状的磁块沿圆周方向呈从内往外的放射状间隔布置于“V”形与“倒V”形的配合面上。

进一步地，磁块设置于“V”形与“倒V”形上靠近定轴的一面上，且“V”形与“倒V”形上的多组磁块之间的磁力大于转子及与转子固定连接的组件的总重力。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型的太阳能风力复合发电装置，采用上大下小的圆筒状的叶片以及环绕在叶片上的导流片，使得叶片能吸收任意方向的风能，从而提高了风能的利用效率，并且由于导流片环绕安装在叶片上，使得导流片不易被风损坏，提高了风力发电机叶片的工作可靠性。

2、本实用新型的太阳能风力复合发电装置，采用螺旋状的导流片，设置合适的向外侧自由延伸的水平长度和弧度，并在叶片的下方设置与叶片外筒面齐平且底部尖端为圆弧过渡的导流底座，使得叶片与底座形成一个陀螺状，有利于风能在叶片表面形成旋流，提高风力发电机的风能利用效率。

3、本实用新型的太阳能风力复合发电装置，在转子和定子之间采用“V”形和“倒V”形的圆环状的磁悬浮配合，使得转子转动的摩擦阻力更小，减小了风力发电机工作过程中的功率损耗，提高了风能转换效率，减小了转子的磨损，提高了风力发电机转子的工作可靠性。

下面将参照附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例的太阳能风力复合发电装置的结构示意图；

图2是本实用新型优选实施例的太阳能风力复合发电装置的轴向剖面结构示意图；

图3是本实用新型优选实施例的叶片与转子连接片的分布位置示意图；

图4是本实用新型优选实施例的磁悬浮轴承下座上的磁块分布位置示意图；

图5是本实用新型优选实施例的磁悬浮轴承上盖上的磁块分布位置示意图。

图中各标号表示：

1、叶片；2、导流片；3、连接片；4、转子；5、定子；6、磁悬浮轴承上盖；7、磁悬浮轴承下座；8、磁块；9、定轴；10、顶部法兰；11、太阳能发电组件；12、避雷针；13、导流底座。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图1、图2，本实用新型实施例的太阳能风力复合发电装置，包括风力发电机和太阳能发电组件11，太阳能发电组件11位于风力发电机的上方，风力发电机包括：与风力发电机的转子4相连并套设在转子4上的叶片1，叶片1为上大下小的圆筒状，叶片1上安装有导流片2，导流片2的一端固定于叶片1的外筒面上，导流片2的另一端向外侧自由延伸。采用圆锥形的叶片1以及环绕在圆锥形的叶片1上的导流片2，使得叶片1能吸收任意方向的风能，从而提高了风能的利用效率，并且由于导流片2环绕在圆锥形的叶片1上，其与叶片1的固定长度和面积更大，使得导流片2不易被风损坏，提高了风力发电机叶片的工作可靠性。

本实用新型实施例中，参见图1、图2，太阳能发电组件11设于风力发电机上方，叶片1靠近太阳能发电组件11一端的直径大于远离太阳能发电组件11一端的直径，叶片1的锥角为45°至55°。参见图3，叶片1通过设置在内部的多个沿圆周分布的三角形的连接片3与转子4固定连接，这样可以在保证稳固连接的同时，减小转子4以及转子4上连接的其他组件的总重量，减小了风力发电机工作过程中的功率损耗，提高了风能转换效率。

本实用新型实施例中，导流片2呈螺旋状环绕安装在叶片1的外筒面上，导流片2向外侧自由延伸的水平长度是叶片1的对应截面直径的1/4至1/3。导流片2向外侧自由延伸的纵向截面为向外且向下弯曲的弧线。叶片1的下方还连接有呈圆锥体的导流底座13，导流底座13的锥面与叶片1的外筒面齐平且圆锥体的底部尖端为圆弧过渡，使得叶片1与底座形成一个陀螺状，有利于风能在叶片表面形成旋流，提高风力发电机的风能利用效率。

本实用新型实施例中，太阳能发电组件11为太阳能电池板，其外形为球冠，太阳能电池板覆盖于风力发电机的上方并与风力发电机的定子5连接，太阳能电池板的边缘直径大于叶片1的最大直径，可以在有限的空间内，在不影响风力发电的基础上，最大限度地利用太阳能辅助发电。

本实用新型实施例中，定轴9顶端通过一顶部法兰10与太阳能电池板连接。在太阳能电池板的上方，还设有避雷针12，避雷针12的安装座固定在顶部法兰10的中部。顶部法兰10靠近定子5的一端设有平顶阻挡，平顶阻挡的半径大于定子5的半径，小于转子4的半径。设置平顶阻挡可以防止转子4转动时因离心力过大而脱离定子5飞出。

本实用新型实施例中，为了减小转子4转动的工作阻力，进一步提高风能的利用效率，在定子5和转子4之间设置了磁悬浮轴承。参见图2，定子5的下端设有磁悬浮轴承下座7，转子4的下端设有磁悬浮轴承上盖6，转子4套设在定子5上并使得磁悬浮轴承上盖6与磁悬浮轴承下座7配合安装，磁悬浮轴承上盖6与磁悬浮轴承下座7的配合面上分别装设有极性相斥的磁块8。参见图4、图5，磁悬浮轴承下座7的与为磁悬浮轴承上盖6的配合面为在半径方向上的截面为“V”形的圆环，磁悬浮轴承上盖6的与磁悬浮轴承下座7的配合面为在半径方向上的截面为“倒V”形的圆环，“V”形与“倒V”形配合安装且在配合面上沿圆周方向分布有多组极性相斥的磁块8。磁块8为条状，条状的磁块8可以增大磁力，多组条状的磁块8沿圆周方向呈从内往外的放射状间隔布置于“V”形与“倒V”形的配合面上。在实际应用中，当磁块8为放射状分布时，也可将磁块8设置成内小外大的梯形，梯形的磁块8有利于增大磁块之间的排斥力。这些磁块8镶嵌在设置在相应的安装面上的形状匹配的凹槽中。本实用新型实施例在转子4和定子5之间采用“V”形和“倒V”形的圆环状的磁悬浮配合，使得转子4转动的摩擦阻力更小，减小了风力发电机工作过程中的功率损耗，提高了风能转换效率，减小转子的磨损，提高了风力发电机转子的工作可靠性。

综上所述，本实用新型提出的太阳能风力复合发电装置技术方案，采用了多种手段提高风能的利用效率，提高了风力发电机叶片和转子的工作可靠性。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种太阳能风力复合发电装置，包括风力发电机和设置于风力发电机上方的太阳能发电组件(11)，其特征在于，所述风力发电机包括：与所述风力发电机的转子(4)相连并套设在所述转子(4)上的叶片(1)，所述叶片(1)为上大下小的圆筒状，所述叶片(1)上环绕安装有导流片(2)，所述导流片(2)的一端固定在所述叶片(1)的外筒面上，所述导流片(2)的另一端向外侧自由延伸。

2.根据权利要求1所述的太阳能风力复合发电装置，其特征在于，所述叶片(1)靠近所述太阳能发电组件(11)一端的直径大于远离所述太阳能发电组件(11)一端的直径，所述叶片(1)的锥角为45°至55°。

3.根据权利要求2所述的太阳能风力复合发电装置，其特征在于，所述导流片(2)呈螺旋状环绕安装在所述叶片(1)的外筒面上，所述导流片(2)向外侧自由延伸的水平长度是所述叶片(1)的对应截面直径的1/4至1/3。

4.根据权利要求3所述的太阳能风力复合发电装置，其特征在于，所述叶片(1)的下方还连接有呈圆锥体的导流底座(13)，所述导流底座(13)的锥面与所述叶片(1)的外筒面齐平且圆锥体的底部尖端为圆弧过渡。

5.根据权利要求2所述的太阳能风力复合发电装置，其特征在于，所述太阳能发电组件(11)为太阳能电池板，其外形为球冠，所述太阳能电池板覆盖于风力发电机的上方并与所述风力发电机的定子(5)连接，所述太阳能电池板的边缘直径大于所述叶片(1)的最大直径。

6.根据权利要求5所述的太阳能风力复合发电装置，其特征在于，所述定子(5)中部安装有定轴(9)，所述定轴(9)为空心轴，所述定轴(9)顶端通过一顶部法兰(10)与所述太阳能电池板连接，所述顶部法兰(10)靠近所述定子(5)的一端设有平顶阻挡，所述平顶阻挡的半径大于所述定子(5)的半径，小于所述转子(4)的半径。

7.根据权利要求5或6所述的太阳能风力复合发电装置，其特征在于，所述定子(5)的下端设有磁悬浮轴承下座(7)，所述转子(4)的下端设有磁悬浮轴承上盖(6)，所述转子(4)套设在所述定子(5)上并使得所述磁悬浮轴承上盖(6)与所述磁悬浮轴承下座(7)配合安装，所述磁悬浮轴承上盖(6)与所述磁悬浮轴承下座(7)的配合面上分别装设有极性相斥的磁块(8)。

8.根据权利要求7所述的太阳能风力复合发电装置，其特征在于，所述磁悬浮轴承下座(7)的与所述磁悬浮轴承上盖(6)的配合面为在半径方向上的截面为“V”形的圆环，所述磁悬浮轴承上盖(6)的与所述磁悬浮轴承下座(7)的配合面为在半径方向上的截面为“倒V”形的圆环，所述“V”形与所述“倒V”形配合安装且在配合面上沿圆周方向分布有多组极性相斥的所述磁块(8)。

9.根据权利要求8所述的太阳能风力复合发电装置，其特征在于，所述磁块(8)为条状，多组所述条状的磁块(8)沿圆周方向呈从内往外的放射状间隔布置于所述“V”形与所述“倒V”形的配合面上。

10.根据权利要求9所述的太阳能风力复合发电装置，其特征在于，所述磁块(8)设置于所述“V”形与所述“倒V”形上靠近定子(5)的定轴(9)的一面上，且所述“V”形与所述“倒V”形上的多组磁块(8)之间的磁力大于所述转子(4)及与所述转子(4)固定连接的组件的总重力。