CN215595785U - 风光一体式发电系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种风光一体式发电系统，其包括高倍聚光太阳能发电机构和风力发电机构互补发电，风力发电机构还包括：类喇叭形的引风筒，风机叶片可旋转套装在引风筒内，引风筒的进风口大于出风口，在出风口的中部设置有倾斜向下的隔板，隔板将出风口分隔成上开口和下开口；用于固定支撑风机发电机箱和引风筒的立柱；高倍聚光太阳能发电机构通过支撑臂设置在立柱上，高倍聚光太阳能发电机构位于引风筒下开口的下后方，用于给引风筒下开口的风力对吹高倍聚光太阳能发电机构的电池板表面。本实用新型可以缩短叶片长度，减少叶片磨损断裂几率，同时实现对太阳能电池板表面的清灰和克服高倍聚光带来的高温影响，提高发电效率。

Description

风光一体式发电系统
技术领域
本实用新型涉及太阳能发电和风力发电设备的技术领域，更具体地说，本实用新型涉及一种风光一体式发电系统。
背景技术
在偏远地区，人烟稀少，但是用电是生活必须资源，通过水利工程输水输管线及引接电网线路架设长度长，安装困难，并且偏远地区的设备和工作人员短缺，维检维修成本高。因此风能和光能一体式发电系统因运而生，其能克服水利工程输水输管线及引接电网线路架设长度长带来的安装维检修成本高的问题，但是目前的风能和光能一体式发电系统存在以下不足：
1、风机叶片通常设计很长以获取较大的风量，以带动风机发电机发电。但是较长的叶片在受到强风负荷、雨水沙粒冲刷的影响时，叶片容易受到磨损、断裂损害，偏远地区设备和工作人员短缺，受到损害的风叶更换困难，影响发电供应。2、太阳能电池板露天使用，表面容易有落叶、灰尘等，影响太阳能电池板接收器表面对光线的接受，影响太阳能电池板的发电效率。现有的太阳能电池板的清灰装置通常为清扫刷或刮板，对太阳能电池板表面容易造成磨损刮花，不利于对光线的接受。3、为了提高对太阳能光线的利用，太阳能电池板通常设置为高倍聚光，高倍聚光太阳能电池板带来高温，高温下的太阳能电池会影响光电转换效率和太阳能电池寿命。
实用新型内容
本实用新型的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本实用新型还有一个目的是提供一种风光一体式发电系统，其通过在风机叶片外围套装类喇叭形引风筒，使较小叶片长度获得较大风量，提高风机转速，减少叶片磨损断裂几率。并且还可以通过将类喇叭形引风筒的出风口设置向下开口，实现对太阳能电池板表面的落叶、灰尘等清除，提高发电效率。而且风力清灰的同时，有利于克服高倍聚光带来的高温影响，进一步提高光电转换效率和延长太阳能电池寿命。
为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种风光一体式发电系统，其包括高倍聚光太阳能发电机构和风力发电机构互补发电，所述风力发电机构包括风机叶片和由风机叶片驱动发电的风机发电机箱；风力发电机构还包括：
引风筒，其为类喇叭形的风筒，所述风机叶片可旋转套装在引风筒内，所述引风筒的进风口大于出风口，在所述出风口的中部设置有倾斜向下的隔板，所述隔板将出风口分隔成上开口和下开口；
立柱，其用于固定支撑风机发电机箱和引风筒；
其中，所述高倍聚光太阳能发电机构通过支撑臂设置在所述立柱上，所述高倍聚光太阳能发电机构位于引风筒下开口的下后方，用于给引风筒下开口的风力对吹高倍聚光太阳能发电机构的电池板表面。
优选的是，还包括：
风向传感器，其设置在引风筒的外围上，用于检测引风筒周围的风向；
水平旋转机构，其包括动盘和不动盘，所述动盘安装到地基的法兰盘上，所述不动盘安装在立柱的底部上，用于驱动立柱旋转；
控制器，其分别与风向传感器和水平旋转机构电连接，用于根据风向传感器检测的风向控制引风筒的进风口迎接对向来风，驱动风机叶片旋转。
优选的是，高倍聚光太阳能发电机构采用电动推杆实现竖直方向的转动，所述电动推杆与控制器电连接。
优选的是，还包括太阳辐照DNI值监测装置，所述太阳辐照DNI值监测装置与控制器电连接，当日间太阳能风能均能发电时，启动太阳辐照DNI值监测装置，在太阳辐照DNI值大于300W/m 2时，高倍聚光太阳能发电机构优先发电；当太阳辐照DNI值小于300W/m 2时，风力发电机构优先发电；当高倍聚光太阳能发电机构优先发电时，启动水平旋转机构和电动推杆带动高倍聚光太阳能发电机构跟随光照转动；当风力发电机构优先发电时，启动水平回旋转机构带动风力发电机构跟随风向转动。
优选的是，引风筒为透明材料制成。
优选的是，法兰盘为类似盘状的金属体，沿其径向剖切面为倒梯形结构，法兰盘的底部均匀设置有用于与地基固定的垂直通孔，法兰盘的侧壁上均匀设置有与地基固定的倾斜向下通孔。
优选的是，还包括暖气管道，所述水平旋转机构和立柱为空心结构，所述暖气管道穿设在水平旋转机构和立柱内，在所述立柱的上端设置有与引风筒连通的通气孔，用于将暖气管道的热量传递给引风筒内的风机叶片和风机发电机箱。
优选的是，隔板的中上部与出风口的中上部铰接，隔板通过铰接的铰接轴能在出风口处自由摆动，且隔板的下端位于出风口外，隔板的上端位于出风口内，铰接轴到隔板的下端的距离大于铰接轴到隔板的上端的距离，所述隔板为轻质透明板体。
优选的是，隔板与出风口下壁形成倾斜向下的扁长下开口，扁长的下开口横跨高倍聚光太阳能发电机构的电池板表面上端的长度。
本实用新型至少包括以下有益效果：
一、本实用新型在偏远地区根据人员居住分布情况，在居住地附近安装风光一体式发电系统，即可以方便供电，减少输管线及引接电网线路的架设。本实用新型通过通过在风机叶片外围套装类喇叭形引风筒，使较小叶片长度获得较大风量，提高风机转速，减少叶片磨损断裂几率。并且还可以通过将类喇叭形引风筒的出风口设置向下开口，实现对太阳能电池板表面的落叶、灰尘等清除，提高发电效率。而且风力清灰的同时，有利于克服高倍聚光带来的高温影响，进一步提高光电转换效率和延长太阳能电池寿命。
二、本实用新型通过在法兰盘侧壁设置倾斜向下通孔，提高法兰盘与地基的固定效果，保证不同地质环境的稳定固定。
三、本实用新型本实用新型通过在空心立柱内设置暖气管道，有利于北方地区在冬天低温气候时，将暖气管道的热量带入引风筒内，有助于风力发电机构和高倍聚光太阳能发电机构的正常运行。
四、本实用新型通过隔板的中上部与出风口的中上部铰接，并且隔板通过铰接的铰接轴能在出风口处自由摆动，隔板的下端位于出风口外，隔板的上端位于出风口内，从而使得在无风的时候减少热量从引风筒内散发。在有风的时候可以将相对温热的气体吹在高倍聚光太阳能发电机构上，减少高倍聚光太阳能发电机构的冰雪堆积，有利于高倍聚光太阳能发电机构的正常运行。
本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本实用新型的风光一体式发电系统的一种实现形式的结构示意图；
图2为本实用新型的风光一体式发电系统的另一种实现形式的结构示意图；
图3为本实用新型法兰盘的放大结构示意图。
其中，立柱1；水平旋转机构2；支撑臂3；电动推杆4；高倍聚光太阳能发电机构5；出风口6；隔板7；风机发电机箱8；风机叶片9；引风筒10；风向传感器11；进风口12；上开口13；下开口14；暖气管道15；法兰盘16；垂直通孔17；倾斜向下通孔18。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
需要说明的是，在本实用新型的描述中，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
如图1所示的风光一体式发电系统的一种实现形式，其包括高倍聚光太阳能发电机构5和风力发电机构互补发电，所述风力发电机构包括风机叶片9和由风机叶片9驱动发电的风机发电机箱8；风力发电机构还包括：
引风筒10，其为类喇叭形的风筒，所述风机叶片9可旋转套装在引风筒10内，所述引风筒10的进风口12大于出风口6，在所述出风口6的中部设置有倾斜向下的隔板7，所述隔板7将出风口6分隔成上开口13和下开口14；
立柱1，其用于固定支撑风机发电机箱8和引风筒10；
其中，所述高倍聚光太阳能发电机构5通过支撑臂3设置在所述立柱1上，所述高倍聚光太阳能发电机构5位于引风筒10下开口14的下后方，用于给引风筒10下开口14的风力对吹高倍聚光太阳能发电机构5的电池板表面。
根据偏远地区的居住分布情况，安装在每个集中居住点附近的山顶上，选择山顶安装点为采光和风量较优的位置。本实用新型的工作原理是通过在风机叶片9外围套装类喇叭形引风筒10，引风筒10的进风口12大于出风口6，有助于引导风力进入引风筒10内，带动引风筒10内的风机叶片9转动。在同等风力环境下，本实用新型可以缩短风机叶片9长度获得同等的风机转速，保证风机发电效率，较短的风机叶片9可以减少叶片磨损断裂几率。与此同时，本实用新型通过将类喇叭形引风筒10的出风口6设置向下开口14，高倍聚光太阳能发电机构5位于下开口14的下后方，实现对太阳能电池板表面的落叶、灰尘等风力清除，提高发电效率。而且风力清灰的同时，有利于克服高倍聚光带来的高温影响，进一步提高光电转换效率和延长太阳能电池寿命。
在上述实现形式的基础上，还包括：
风向传感器11，其设置在引风筒10的外围上，用于检测引风筒10周围的风向；
水平旋转机构2，其包括动盘和不动盘，所述动盘安装到地基的法兰盘16上，所述不动盘安装在立柱1的底部上，用于驱动立柱1旋转；
控制器，其分别与风向传感器11和水平旋转机构2电连接，用于根据风向传感器11检测的风向控制引风筒10的进风口12迎接对向来风，驱动风机叶片9旋转。
在上述实现形式的基础上，高倍聚光太阳能发电机构5采用电动推杆4实现竖直方向的转动，所述电动推杆4与控制器电连接。
在上述实现形式的基础上，还包括太阳辐照DNI值监测装置，所述太阳辐照DNI值监测装置与控制器电连接，当日间太阳能风能均能发电时，启动太阳辐照DNI值监测装置，在太阳辐照DNI值大于300W/m 2时，高倍聚光太阳能发电机构5优先发电；当太阳辐照DNI值小于300W/m 2时，风力发电机构优先发电；当高倍聚光太阳能发电机构5优先发电时，启动水平旋转机构2和电动推杆4带动高倍聚光太阳能发电机构5跟随光照转动；当风力发电机构优先发电时，启动水平回旋转机构带动风力发电机构跟随风向转动。该控制方法采用现有的控制技术即可以实现，比如公告号为CN106936372B中的控制技术。
在上述实现形式的基础上，引风筒10为透明材料制成。
在上述实现形式的基础上，如图2所示风光一体式发电系统的一种实现形式，其还包括暖气管道15，所述水平旋转机构2和立柱1为空心结构，所述暖气管道15穿设在水平旋转机构2和立柱1内，在所述立柱1的上端设置有与引风筒10连通的通气孔，用于将暖气管道15的热量传递给引风筒10内的风机叶片9和风机发电机箱8。本实用新型还包括以下技术细节：空心立柱1为保温材料制成，位于空心立柱1上端的暖气管道15为散热材料制成且设置有散热片，空心立柱1的上端设置与引风筒10连通的通气孔的孔径为4-5cm，均匀密集分布在立柱1的上端，并且穿设的暖气管路为家用与热力公司连接的尾端，要求的热量温度不高，保持温度为30-10℃就可以满足本实用新型的要求。
本实用新型通过在空心立柱1内设置暖气管道15，有利于北方地区在冬天低温气候时，将暖气管道15的热量带入引风筒10内，有助于风力发电机构和高倍聚光太阳能发电机构5的正常运行。
在上述实现形式的基础上，隔板7的中上部与出风口6的中上部铰接，隔板7通过铰接的铰接轴能在出风口6处自由摆动，且隔板7的下端位于出风口6外，隔板7的上端位于出风口6内，铰接轴到隔板7的下端的距离大于铰接轴到隔板7的上端的距离，所述隔板7为轻质透明板体。本实用新型通过隔板7的中上部与出风口6的中上部铰接，并且隔板7通过铰接的铰接轴能在出风口6处自由摆动，隔板7的下端位于出风口6外，隔板7的上端位于出风口6内，从而使得在无风的时候减少热量从引风筒10内散发。在有风的时候可以将相对温热的气体吹在高倍聚光太阳能发电机构5上，减少高倍聚光太阳能发电机构5的冰雪堆积，有利于高倍聚光太阳能发电机构5的正常运行。
在上述实现形式的基础上，隔板7与出风口6下壁形成倾斜向下的扁长下开口14，扁长的下开口14横跨高倍聚光太阳能发电机构5的电池板表面上端的长度。
在上述实现形式的基础上，如图3所示，法兰盘16为类似盘状的金属体，沿其径向剖切面为倒梯形结构，法兰盘16的底部均匀设置有用于与地基固定的垂直通孔17，法兰盘16的侧壁上均匀设置有与地基固定的倾斜向下通孔18，图3中空心箭头为连接件穿过通孔与地基连接的分布方向，展现了本实用新型通过在法兰盘16侧壁设置倾斜向下通孔18，提高法兰盘16与地基的固定效果，保证不同地质环境的稳定固定。
尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.风光一体式发电系统，其包括高倍聚光太阳能发电机构和风力发电机构互补发电，所述风力发电机构包括风机叶片和由风机叶片驱动发电的风机发电机箱；其特征在于，所述风力发电机构还包括：
引风筒，其为类喇叭形的风筒，所述风机叶片可旋转套装在引风筒内，所述引风筒的进风口大于出风口，在所述出风口的中部设置有倾斜向下的隔板，所述隔板将出风口分隔成上开口和下开口；
立柱，其用于固定支撑风机发电机箱和引风筒；
其中，所述高倍聚光太阳能发电机构通过支撑臂设置在所述立柱上，所述高倍聚光太阳能发电机构位于引风筒下开口的下后方，用于给引风筒下开口的风力对吹高倍聚光太阳能发电机构的电池板表面。
2.如权利要求1所述的风光一体式发电系统，其特征在于，还包括：
风向传感器，其设置在引风筒的外围上，用于检测引风筒周围的风向；
水平旋转机构，其包括动盘和不动盘，所述动盘安装到地基的法兰盘上，所述不动盘安装在立柱的底部上，用于驱动立柱旋转；
控制器，其分别与风向传感器和水平旋转机构电连接，用于根据风向传感器检测的风向控制引风筒的进风口迎接对向来风，驱动风机叶片旋转。
3.如权利要求2所述的风光一体式发电系统，其特征在于，所述高倍聚光太阳能发电机构采用电动推杆实现竖直方向的转动，所述电动推杆与控制器电连接。
4.如权利要求3所述的风光一体式发电系统，其特征在于，还包括太阳辐照DNI值监测装置，所述太阳辐照DNI值监测装置与控制器电连接，当日间太阳能风能均能发电时，启动太阳辐照DNI值监测装置，在太阳辐照DNI值大于300W/m 2时，高倍聚光太阳能发电机构优先发电；当太阳辐照DNI值小于300W/m 2时，风力发电机构优先发电；当高倍聚光太阳能发电机构优先发电时，启动水平旋转机构和电动推杆带动高倍聚光太阳能发电机构跟随光照转动；当风力发电机构优先发电时，启动水平回旋转机构带动风力发电机构跟随风向转动。
5.如权利要求2所述的风光一体式发电系统，其特征在于，所述引风筒为透明材料制成。
6.如权利要求2所述的风光一体式发电系统，其特征在于，所述法兰盘为类似盘状的金属体，沿其径向剖切面为倒梯形结构，法兰盘的底部均匀设置有用于与地基固定的垂直通孔，法兰盘的侧壁上均匀设置有与地基固定的倾斜向下通孔。
7.如权利要求2所述的风光一体式发电系统，其特征在于，还包括暖气管道，所述水平旋转机构和立柱为空心结构，所述暖气管道穿设在水平旋转机构和立柱内，在所述立柱的上端设置有与引风筒连通的通气孔，用于将暖气管道的热量传递给引风筒内的风机叶片和风机发电机箱。
8.如权利要求7所述的风光一体式发电系统，其特征在于，所述隔板的中上部与出风口的中上部铰接，隔板通过铰接的铰接轴能在出风口处自由摆动，且隔板的下端位于出风口外，隔板的上端位于出风口内，铰接轴到隔板的下端的距离大于铰接轴到隔板的上端的距离，所述隔板为轻质透明板体。
9.如权利要求8所述的风光一体式发电系统，其特征在于，所述隔板与出风口下壁形成倾斜向下的扁长下开口，扁长的下开口横跨高倍聚光太阳能发电机构的电池板表面上端的长度。
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