CN206422728U - 一种风光互补一体式发电结构 - Google Patents

一种风光互补一体式发电结构 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种风光互补一体式发电结构，包括水平回转减速机构、带斜向支撑立柱、高倍聚光太阳能发电机构和风力发电机构。其水平回转减速机构的动盘安装在地基的法兰盘上，不动盘安装在带斜向支撑立柱上，可带动带斜向支撑立柱及其安装结构整体进行水平旋转。带斜向支撑立柱成树杈结构，分杈一侧装有高倍聚光太阳能发电机构，顶端装有风力发电机构。高倍聚光太阳能发电机构的俯仰方向采用推杆驱动或蜗轮蜗杆减速机构实现旋转，风力发电机构带有变桨机构。本实用新型提供一种结构简单、灵活变换、高效的互补利用太阳能与风能的一体式发电结构，使电力供应充足，可广泛用于野外环境及高层建筑等领域。

Description

一种风光互补一体式发电结构
技术领域
本发明涉及太阳能发电及风力发电设备的技术领域，尤其是指一种既可以实现随太阳入射光变化而进行旋转定位的高倍聚光太阳能模组双轴跟踪支架结构，也可以实现风力发电的跟踪机构。
背景技术
众所周知，太阳能是最洁净的一种能源，取之不尽，用之不竭，而太阳能发电是一种持续的可再生能源发电技术。高倍聚光太阳能发电技术是把一定面积上的太阳光汇聚在一个狭小的太阳能电池上，通过光电转换产生电能。这就要求太阳光能垂直入射太阳能电池板，因而支架设计要求采用可跟踪太阳入射光的支架系统。
风是一种潜力很大的新能源。把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再通过增速机将旋转的速度提升，促使发电机发电。
可跟踪太阳入射光的支架系统和风力发电均需要实现水平方向的旋转，且均为偏心结构，因此可在单根立柱上实现两种发电形式。
有鉴于此，本设计人将现有的太阳能模组双轴跟踪支架结构和风力发电机构相结合，并进行了研究改进，本案由此产生。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、实用、稳定、可靠、高效的既可光伏发电又可以风力发电的一种风光互补一体式发电结构。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种风光互补一体式发电结构，包括水平回转减速机构、带斜向支撑立柱、高倍聚光太阳能发电机构、风力发电机构。所述水平回转减速机构，可带动带斜向支撑立柱及其安装结构整体进行水平旋转，以满足高倍聚光发电水平方向旋转和风力发电偏航方向的需要。所述带斜向支撑立柱，一侧装有高倍聚光太阳能发电机构，用于太阳能发电。所述带斜向支撑立柱的顶端装有风力发电机构，用于风力发电。
所述高倍聚光太阳能发电机构俯仰方向可采用推杆驱动或蜗轮蜗杆减速机构实现旋转，使太阳能发电模组达到最大的工作效率。所述风力发电机构带有变桨机构，可实现最佳风力发电效率。
所述水平回转减速机构，动盘安装到地基的法兰盘上，不动盘安装在带斜向支撑立柱上，可带动带斜向支撑立柱及其安装结构整体进行水平旋转，以满足高倍聚光发电机构水平方向旋转和风力发电机构偏航方向的需要。
所述带斜向支撑立柱成树杈结构，分杈一侧装有高倍聚光太阳能发电机构，顶端装有风力发电机构，高倍聚光太阳能发电机构与风力发电机构成对面布置，便于达到重心和力矩平衡。
所述高倍聚光太阳能发电机构，水平方向可通过水平回转减速机构实现旋转，俯仰方向可通过推杆驱动或蜗轮蜗杆减速机构实现旋转，使得高倍聚光太阳能模组的跟踪精度可达到±0.30以内，从而使太阳能发电模组达到最大工作效率。
所述的风力发电机构偏航旋转方向可通过水平回转减速机构实现旋转，发电机构同时带有变桨机构，可实现最佳风力发电效率。
所述风光互补一体式发电结构由一套电控系统进行控制，在太阳辐照（DNI）值达到300W/m2时，太阳能发电优先，水平回转减速器按照太阳能发电要求轨迹运动。在一天中，当DNI小于300W/m2时，风力发电优先，水平回转减速器按照风力发电偏航轨迹运动。
本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
1、带斜向支撑立柱上既安装有光伏发电机构同时安装有风力发电机构。白天可进行光伏发电，夜晚可进行风力发电，最大限度地利用了当地的风光资源；
2、光伏发电机构和风力发电机构采用同一个水平回转减速机进行水平回转和偏航运动，使水平回转减速器可实现全天的运动；
3、光伏发电机构和风力发电机构成对面布置，便于达到重心和力矩平衡，增加了立柱的抗风性能；
4、光伏发电机构和风力发电机构采用同一套电控系统，可同时在光伏发电和风力发电之间互换，优化了风力发电和光伏发电效率。
附图说明
图1为本发明所述一种风光互补一体式发电结构的立体示意图。
图2为本发明所述高倍聚光太阳能发电机构的结构示意图。
图3为本发明所述风力发电机构的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
本实施例所述的一种风光互补一体式发电结构，如图1所示，包括水平回转减速机构1、带斜向支撑立柱2、高倍聚光太阳能发电机构3、风力发电机构4。所述水平回转减速机构1，动盘安装到地基的法兰盘上，不动盘安装在带斜向支撑立柱2上，可带动带斜向支撑立柱2及其安装结构整体进行水平旋转，以满足高倍聚光太阳能发电机构3水平方向旋转和风力发电机构4偏航方向的需要。所述带斜向支撑立柱2成树杈结构，分杈一侧装有高倍聚光太阳能发电机构3，用于太阳能发电。带斜向支撑立柱2的顶端装有风力发电机构4，用于风力发电。所述高倍聚光太阳能发电机构3与风机发电机构4成对面布置，便于达到重心和力矩平衡。如图2所示，所述高倍聚光太阳能发电机构3，由支座301、主横梁302、支撑纵梁303、模组安装横梁304及电动推杆305组成。主横梁302与支撑纵梁303成工字形，保持了模组安装平面的稳定性。电动推杆305带动模组平面整体进行俯仰方向的旋转运动。从而实现了高倍聚光的双轴跟踪系统运动。如图3所示，所述风力发电机构4由主发电机箱401和桨叶402组成。主发电机箱401中有发电机、齿轮增速器、联轴器、变桨系统，可实现桨叶402的变桨运动，从而实现了风力发电的偏航变桨运动。
在采用以上方案后，工作时，本发明的高倍聚光太阳能发电机构可进行水平旋转和俯仰运动，使得高倍聚光太阳能模组的跟踪精度可达到±0.30以内，从而使太阳能发电模组达到最大的工作效率。本发明的风力发电机构可实现变桨偏航运动，可实现最佳风力发电效率。该风光互补一体式发电结构由一套电控系统进行控制，在白天DNI值达到300W/m2时，太阳能发电优先，水平回转减速器按照太阳能发电要求轨迹运动。在一天中DNI小于300W/m2时，风力发电优先，水平回转减速器按照风力发电偏航轨迹运动。这相比现有技术，本发明的结构简单、稳定可靠、效率高，是一款理想实用的一种风光互补一体式发电结构，值得推广。
以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种风光互补一体式发电结构，其特征在于：包括水平回转减速机构(1)、带斜向支撑立柱(2)、高倍聚光太阳能发电机构(3)、风力发电机构(4)；所述水平回转减速机构(1)，可带动带斜向支撑立柱(2)及其安装结构整体进行水平旋转，以满足高倍聚光发电水平方向旋转和风力发电偏航方向的需要；所述带斜向支撑立柱(2)，一侧装有高倍聚光太阳能发电机构(3)，用于白天发电；所述带斜向支撑立柱(2)的顶端装有风力发电机构(4)，用于晚上发电；所述高倍聚光太阳能发电机构(3)俯仰方向可采用推杆驱动或蜗轮蜗杆减速机构实现旋转，使太阳能发电模组达到最大的工作效率；所述风力发电机构(4)带有变桨机构，可实现最佳风力发电效率。
2.根据权利要求1所述的一种风光互补一体式发电结构，其特征在于：所述水平回转减速机构(1)，动盘安装到地基的法兰盘上，不动盘安装在带斜向支撑立柱(2)上，可带动带斜向支撑立柱(2)及其安装结构整体进行水平旋转，以满足高倍聚光发电水平方向旋转和风力发电偏航方向的需要。
3.根据权利要求1所述的一种风光互补一体式发电结构，其特征在于：所述带斜向支撑立柱(2)成树杈结构，分杈一侧装有高倍聚光太阳能发电机构(3)，顶端装有风力发电机构(4)，高倍聚光太阳能发电机构(3)与风力发电机构(4)成对面布置，便于达到重心和力矩平衡。
4.根据权利要求1所述的一种风光互补一体式发电结构，其特征在于：高倍聚光太阳能发电机构(3)的水平方向可通过水平回转减速机构(1)实现旋转，俯仰方向可通过推杆驱动或蜗轮蜗杆减速机构实现旋转，使得高倍聚光太阳能模组的跟踪精度可达到±0.3°以内，从而使太阳能发电模组达到最大的工作效率。
5.根据权利要求1所述的一种风光互补一体式发电结构，其特征在于：风力发电机构(4)偏航旋转方向可通过水平回转减速机构(1)实现旋转，风力发电机构(4)同时带有变桨机构，可实现最佳风力发电效率。
6.根据权利要求1所述的一种风光互补一体式发电结构，其特征在于：风光互补一体式发电结构由一套电控系统进行控制，在白天太阳辐照的DNI值达到300W/m2时，太阳能发电优先，水平回转减速机构(1)按照太阳能发电要求轨迹运动；在一天中，当太阳辐照的DNI值小于300W/m2时，风力发电优先，水平回转减速机构(1)按照风力发电偏航轨迹运动。
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CN106911181A (zh) * 2017-03-08 2017-06-30 李士明 风、光、电池三组合的发、供电系统

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