CN2477853Y - 立式太阳能、风能组合发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于动力机械领域,主要特征是太阳能发电装置位于绝热透明罩与基础之间,基础及各构件表面均为黑色吸热材料。风力发电装置位于透明罩上方立柱的周围。分别利用风通过风翼和日光加热罩内空气产生流动的动能,各自驱动发电机。综合利用太阳能和风能。功率比同类普通风力机提高近一倍,总的建造费用更低。常年利用率高,应用地区更广,产生功率从不足仟瓦至数十仟瓦,更适合多台联网供电,成为新型、廉价、无污染的电源。

Description

立式太阳能、风能组合发电装置

本实用新型属于动力机械领域。

目前已有的太阳能发电装置，只能利用太阳能，已有的风能发电装置只能利用风能，这两者所利用的能源单一，不能同时综合利用太阳能和风能，因而总的发电量较小，受气候影响大，总的建设费用较高。

本实用新型--立式太阳能、风能组合发电装置的目的是，提供一种综合利用太阳能和风能的装置，无风有阳光利用太阳能，无阳光有风可利用风能，既有风又有阳光同时利用这两者双能源发电、总发电量更大，而且受气侯的影响较小，总的占地面积小，设备费用低。

本实用新型的目的是这样实现的，整个装置分两部份，其中一部分太阳能发电涡轮及其传动、太阳发电机装在基础中心的机架上，并位于绝热透明罩及底部基础之间，基础及太阳能装置表面均涂有黑色吸热材料，当阳光透过透明帘射到基础及机架等构件上，被其表面黑体吸收加热，附近空气升温向上流过发电涡轮，经传动装置带动太阳发电机发电。

另一部分风力发电装置是这样实现的，立柱垂直地装在机架中心上方，立柱上装有风轮、风轮臂、其外缘周围均布装有若干垂直的风翼，当风流过时，作用于翼面的升力驱动风翼，风轮臂，使风轮传动风力发电机旋转输出电力。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明

图1是本实用新型结构总图，其中A-A是其垂直方向一个剖面图。

图2是图1中位于风翼内下部的凸轮限位机构。

图3是本实用新型装置运转时风力发电的原理图。

图中：1、基础；2、太阳能发电机；3、传动装置(如带式、链式等传动)4、涡轮；5、机架；6、绝热透明罩；7、空心立柱；8、风轮轴承；9、风机传动装置(如带式、链式传动)10、风翼；11、风翼轴；12、风翼轴承；13、风翼轮及臂；14、凸轮限位机构；15、风力发电机；16、凸轮；17、弹簧；18、离心重块；19、转臂；20、凸轮轴。

图1中，太阳能发电部份，由基础(1)，太阳能发电机(2)，传动装置(3)，涡轮(4)，机架(5)，绝热透明罩(6)，空心立柱(7)组成。其中空心立柱(7)呈空心管状，涡轮(4)即位于空心立柱内部下方，并垂直支承于机架(5)中，其传动装置(3)太阳能发电机(2)等个太阳能部份均位于绝热透明罩(6)与基础(1)之间，当阳光以图1的S方向(虚线箭头所出)通过绝热透明罩(6)射入时被基础，及这些部份构件表面黑体材料吸收，转换为热能加热附近空气，使其膨胀上升，流过涡轮(4)推动涡轮旋转经传动装置(3)带动太阳能发电机(2)发电，基础(1)与绝热透明罩(6)间外围的冷空气则不断流入，其中一小部份从基础专门通道流过发电机，进行冷却。

风力发电部份由空心立柱(7)，风轮轴承(8)，风机传动装置(9)，风翼(10)，风翼轴(11)，风翼轴承(12)，风翼轮及臂(13)，凸轮限位机构(14)风力发电机(15)组成。风翼轮及臂(13)通过风翼轴承(12)同心地装在空心立柱(7)上，若干个风翼(10)以风翼轴(11)，风翼轴承(12)均布装于风翼轮及臂(13)外围，彼此平行。风翼轮及臂下部装有风机传动装置(9)与风力发电机(15)相连。

图2是每个风翼下方内部的凸轮限位机构(14)。它由凸轮(16)弹簧(17)，离心重块(18)，转臂(19)，凸

图2是每个风翼下方内部的凸轮限位机构(14)。它由凸轮(16)弹簧(17)，离心重块(18)，转臂(19)，凸轮轴(20)组成。每个风翼可能摆动角度位置均受其内特定形状的凸轮(16)转动位置所限定。而凸轮(16)的转动位置又由离心重块(18)，弹簧(17)各自的高心力和弹簧力的平衡条件所决定，当风速过大，风翼绕立柱转速过高，离心力增大克服弹簧力推动转臂(19)，凸轮轴(20)，凸轮(16)转过一定角度，仗风翼相对风力方向的攻角α值(图3)为零，作用于风翼上的升力L及合力R大减，驱动风轮也随之大减使转速下降，如此进行调速，限制过载。

图3是本装置风力驱动的原理，当风以W方向流过的特定翼型的翼片时。作用于翼片的空气动力中心为O₂，翼面的升力分别为L₁、L₂、L₃、L₄、。其合力分别为R₁、R₂、R₃、R₄、，均作用于点O₂上。沿旋转方向(图4中向)O₂位于的翼片支点(即翼片轴中心)O₁之后，这样在翼片位置1时，使翼片后缘摆向立柱中心。与其内部限制凸轮接触于A点，造成攻角为α。而合力R1与风机旋转中心O的距离为r。驱动力矩为R₁r，推动风翼轮臂绕O₁旋转。当翼片处于其他2、3、4等位置。受力原理与此类似。但各力的大小、方向位置不同。分别以其不同的合力R₂、R₃、R₄推动风翼轮臂13旋转。通过其下部风机传动装置9(图1)，带动风力发电机发出电力，其翼型、气动布局，原理与目前已有的摆翼式立轴风力机相同。

以下是本组合发电装置的一个实施例：

名称：立式太阳能、风能组合发电装置。

型式：立式太阳能、风能各自独立发电，并入电网。

隔热透明罩外形尺寸：正方形。10米×10米＝100平方米

立柱高度：5米

风翼轮臂外径：8米

风翼数：4

风力发电功率：(当风速为8米/秒时额定值)2.5千瓦

太阳有发电功率：(当日光照射强度为0.6千瓦/平方米时额定值)1.1千瓦

当风速和日光照射强度同时达到上述额定值时发电总功率：3.6千瓦

本装置的优点是：

1、本装置既比普通太阳能发电装置简单，又比普通风能发电装置简单。紧凑可靠。整个设备总投资低于上述普通这两者装置一半以上。比普通太阳能电池投资费用更低得多。特别是将其装于其他建筑物顶部时，可部份代替屋顶，降低建造费用，整体更加壮观。

2、本装置可随时单独利用或同时综合利用风能、太阳能、受气候的影响波动较小，常年工作利用率很高，并大大扩展了其应用地区和范围。

3、由于利了风能、太阳能、使其功率比同类型普通风力机提高近1倍。这在多风干旱地区效果尤其

显著。

4、本装置风能，太阳能发电无污染，没有能源消耗费用，一般不需要特别维护，奉命长达15年以上，总的占地面积小，两种能源并入同一电网供电，使用控制方便。

本发明的发电功率小至千瓦以下，大至数十、数百千瓦。可组成标准化、系列化、通用化产品、应用广泛，更适于较大功率多台联网发电供电。成为更清洁，无污染绿色电源。普遍用于工农业国民生产。

Claims (4)

1、立式太阳能、风能组合发电装置，特征是中空的立柱与绝热透明罩和机架连成一体，固定于基础上，太阳能发电装置位于绝热透明罩与基础间，风力发电装置位于绝热透明罩上方的立柱周围。

2、根据权利要求1所述的立式太阳能、风能组合发电装置，其特征是绝热透明罩由绝热透明材料构成，其内基础及各构件表面涂有专用黑体材料，涡轮位于立柱内部下方与立柱同心布置。

3、根据权利要求1所述的立式太阳能、风能组合发电装置，其特征是若干个风翼通过风翼轴位于上下风翼轮臂的轴承中间，彼此平行均布于风轮的外围。

4、根据权利要求1所述的立式太阳能、风能组合发电装置，其特征是限位凸轮位于中空的翼片下面内部，凸轮轴支承风翼轮臂上，并与重块臂，离心重块连成一体，重块臂与风翼轮臂之间以弹簧连接。

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