專利名稱：聚光太陽(yáng)能風(fēng)力發(fā)電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電方法，特別涉及一種聚光太陽(yáng)能風(fēng)力發(fā)電方法。
背景技術(shù)：
風(fēng)是沒有公害的能源之一。而且它取之不盡，用之不竭；其是一種潛 力很大的新能源，有人估計(jì)過，地球上可用來(lái)發(fā)電的風(fēng)力資源約有ioo億 千瓦，幾乎是現(xiàn)在全世界水力發(fā)電量的10倍。目前全世界每年燃燒煤所 獲得的能量，只有風(fēng)力在一年內(nèi)所提供能量的三分之一。因此，國(guó)內(nèi)外都 很重視利用風(fēng)力來(lái)發(fā)電，開發(fā)新能源。我國(guó)風(fēng)能資源豐富，可開發(fā)利用的風(fēng)能儲(chǔ)量約10億kW，其中，陸地 上風(fēng)能儲(chǔ)量約2.53億kW (陸地上離地10m高度資料計(jì)算)，海上可開發(fā) 和利用的風(fēng)能儲(chǔ)量約7.5億kW，共計(jì)10億kW。把風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苁秋L(fēng)能利用中最基本的一種方式。風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般 有風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)(包括裝置)、調(diào)向器(尾翼)、塔架、限速安全機(jī)構(gòu)和 儲(chǔ)能裝置等構(gòu)件組成。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作原理比較簡(jiǎn)單，風(fēng)輪在風(fēng)力的作 用下旋轉(zhuǎn)，它把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)輪軸的機(jī)械能。發(fā)電機(jī)在風(fēng)輪軸的帶動(dòng) 下旋轉(zhuǎn)發(fā)電。風(fēng)輪是集風(fēng)裝置，它的作用是把流動(dòng)空氣具有的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)?風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能。 一般風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪由2個(gè)或3個(gè)葉片構(gòu)成。在風(fēng) 力發(fā)電機(jī)中，已采用的發(fā)電機(jī)有3種，即直流發(fā)電機(jī)、同步交流發(fā)電機(jī)和 異步交流發(fā)電機(jī)。目前，風(fēng)力發(fā)電由于風(fēng)力不穩(wěn)定，風(fēng)向和風(fēng)風(fēng)力時(shí)常改變，能量無(wú)法 集中。由于自然風(fēng)的間歇性，實(shí)際發(fā)電能力是受制于風(fēng)能無(wú)常行為的安裝 容量的0% 100%不等。風(fēng)力發(fā)電存在的主要缺點(diǎn)如下:l.風(fēng)力發(fā)電站建設(shè)過程當(dāng)中風(fēng)電場(chǎng)的選址是風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)首先應(yīng)解決的 問題，也是風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)過程當(dāng)中十分關(guān)鍵的一步，直接關(guān)系到風(fēng)電場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益的好壞。因?yàn)轱L(fēng)況決定風(fēng)電機(jī)的發(fā)電量，風(fēng)況是風(fēng)電場(chǎng)選址必須考慮 的主要因素。2. 風(fēng)資源特點(diǎn)決定設(shè)備年利用小時(shí)僅2500 3400h。造成設(shè)備的利用 率低，給生產(chǎn)造成損失。3. 由于自然風(fēng)的間歇性，風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出波動(dòng)較大，波動(dòng)時(shí)間范圍從 數(shù)秒至數(shù)年。時(shí)間從數(shù)秒到數(shù)分鐘的波動(dòng)可能在短時(shí)間內(nèi)影響常規(guī)發(fā)電設(shè) 備的暫態(tài)穩(wěn)定、系統(tǒng)頻率控制和負(fù)荷潮流。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種新型的聚光太陽(yáng)能風(fēng)力發(fā) 電方法，不僅能夠提供較為穩(wěn)定的風(fēng)速驅(qū)動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，而且建造風(fēng)電站 不對(duì)風(fēng)場(chǎng)有苛刻的要求，在任何有太陽(yáng)光的地方就可以建造。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種聚光太陽(yáng)能風(fēng)力發(fā)電方法，利用聚光太陽(yáng)能產(chǎn)生的熱量對(duì)筒狀高 塔下面的空氣加熱，熱空氣沿高塔內(nèi)腔上升，產(chǎn)生對(duì)流，空氣對(duì)流產(chǎn)生的 風(fēng)力去驅(qū)動(dòng)位于高塔頂端口的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。進(jìn)一步，所述的太陽(yáng)能聚光采用一集熱板，其為一上下開口呈錐形筒 結(jié)構(gòu)；其頂部開口與所述的高塔下端開口相匹配；該集熱板采用透光材料 制成。所述的集熱板由內(nèi)外兩層玻璃組成，內(nèi)外層玻璃之間為真空；在內(nèi)層 玻璃的外表面涂有光譜選擇性吸收涂層用來(lái)最大限度的吸收太陽(yáng)輻射能； 經(jīng)太陽(yáng)光照射，光子撞擊涂層，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能，加熱集熱板錐形筒內(nèi) 壁即內(nèi)層玻璃表面周圍的空氣。所述的集熱板下還設(shè)一支柱，以支撐所述的集熱板和高塔?；蛘?，本發(fā)明所述的集熱板下還設(shè)一圓臺(tái)，用以支撐所述的集熱板和 高塔，圓臺(tái)側(cè)壁開有供空氣進(jìn)入的槽孔。另外，本發(fā)明所述的集熱板下還設(shè)一底座，其為框架結(jié)構(gòu)，用以支撐 所述的集熱板和高塔，下部可供空氣進(jìn)入。所述的高塔為一個(gè)上下開口的筒狀結(jié)構(gòu)，其內(nèi)徑上小下大。再有，本發(fā)明所述的高塔高度大于等于2米。所述的集熱板高度大于等于1米;集熱板錐形筒上端口半徑大于等于0. 5.；下端口半徑大于等于1.6米；集熱板錐形筒錐度為24 160度。本發(fā)明利用聚集太陽(yáng)能，聚集的太陽(yáng)能加熱高塔底部周圍的空氣。被 烘熱的空氣密度小，輕而上升，筒狀高塔內(nèi)部上層較冷的空氣密度大，重 而下沉，形成了筒狀高塔內(nèi)部空氣的上下對(duì)流。這種筒狀高塔內(nèi)部上下空 氣的交換，使高塔內(nèi)部風(fēng)速逐漸增大，越熱，上下熱對(duì)流越厲害，風(fēng)速越 大。在有太陽(yáng)光的情況下，筒狀高塔內(nèi)部就形成穩(wěn)定的風(fēng)速。利用高塔內(nèi) 部所形成的穩(wěn)定風(fēng)速，驅(qū)動(dòng)高塔頂部的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。夜晚，風(fēng)力發(fā)電機(jī)縱向旋轉(zhuǎn)90° ，按照常規(guī)風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行。第二天白天，有太陽(yáng)光線時(shí)，風(fēng) 力發(fā)電機(jī)縱向反向旋轉(zhuǎn)90° ，利用高塔內(nèi)部穩(wěn)定的風(fēng)速驅(qū)動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)。 本發(fā)明的有益效果1. 本發(fā)明能夠給產(chǎn)生較為穩(wěn)定的風(fēng)速，該穩(wěn)定的風(fēng)速驅(qū)動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)。2. 特別適合建造在沙漠等太陽(yáng)光較為充足的地域。3. 解決了風(fēng)力發(fā)電機(jī)在沒有自然風(fēng)，而有太陽(yáng)光的時(shí)段內(nèi)可以正常發(fā)電 的技術(shù)問題。設(shè)備年利用小時(shí)大于4500小時(shí)。造成設(shè)備的利用率提高。4. 風(fēng)力發(fā)電站可以建造在任何有太陽(yáng)光的地方，不對(duì)風(fēng)場(chǎng)有過多要求。5. 白天風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出波動(dòng)較小。避免了時(shí)間從數(shù)秒到數(shù)分鐘的風(fēng)力發(fā) 電機(jī)輸出的波動(dòng)，不會(huì)影響常規(guī)發(fā)電設(shè)備的暫態(tài)穩(wěn)定、系統(tǒng)頻率控制 和負(fù)荷潮流。


圖1為本發(fā)明的實(shí)施示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本發(fā)明的聚光太陽(yáng)能風(fēng)力發(fā)電方法，利用聚光太陽(yáng)能產(chǎn) 生的熱量對(duì)筒狀高塔1下面的空氣加熱，熱空氣沿高塔1內(nèi)腔上升，產(chǎn)生 對(duì)流，空氣對(duì)流產(chǎn)生的風(fēng)力去驅(qū)動(dòng)位于高塔頂端口的風(fēng)力發(fā)電機(jī)2。所述的太陽(yáng)能聚光采用一集熱板3，其為一上下開口呈錐形筒結(jié)構(gòu)；其頂部開口與所述的高塔1下端開口相匹配；集熱板3采用透光材料制成。 所述的集熱板3由內(nèi)外兩層玻璃組成，內(nèi)外層玻璃之間為真空；在內(nèi)層玻璃的外表面涂有光譜選擇性吸收涂層用來(lái)最大限度的吸收太陽(yáng)輻射能；經(jīng)太陽(yáng)光照射，光子撞擊涂層，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能，加熱集熱板3錐形筒內(nèi)壁即內(nèi)層玻璃表面周圍的空氣。所述的集熱板3下還設(shè)一圓臺(tái)4，其側(cè)壁開有供空氣進(jìn)入的槽孔，以 支撐所述的集熱板和高塔?；蛘?，所述的集熱板3下也可以設(shè)支柱或框架結(jié)構(gòu)的底座，以支撐所 述的集熱板和高塔。所述的高塔1為一個(gè)上下開口的筒狀結(jié)構(gòu)，其內(nèi)徑上小下大；該高塔1高度Hl大于等于2米。所述的集熱板高度H2大于等于1米；集熱板錐形筒上端口半徑R1大于等于0.5米；下端口半徑R2大于等于1.6米；錐形筒錐度為24~160度。底座高度H3大于等于3米。在筒狀高塔的底部安裝太陽(yáng)能集熱板，筒狀高塔頂部安裝一風(fēng)力發(fā)電 機(jī)。太陽(yáng)能集熱板由內(nèi)外兩層玻璃組成，內(nèi)外層玻璃之間為真空。在內(nèi)層 玻璃的外表面涂有光譜選擇性吸收涂層用來(lái)最大限度的吸收太陽(yáng)輻射能；經(jīng)太陽(yáng)光照射，光子撞擊涂層，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能。內(nèi)層玻璃的內(nèi)表面周 圍的空氣從涂層處吸熱，空氣的密度減小，熱空氣輕而向上運(yùn)動(dòng)。筒狀高 塔內(nèi)部上層較冷的空氣密度大，重而下沉，形成了筒狀高塔內(nèi)部空氣的上 下對(duì)流。這種筒狀高塔內(nèi)部上下空氣的交換，使高塔內(nèi)部風(fēng)速逐漸增大， 越熱，上下熱對(duì)流越厲害，風(fēng)速越大。在有太陽(yáng)光的情況下，筒狀高塔內(nèi)部就形成穩(wěn)定的風(fēng)速。利用高塔內(nèi) 部所形成的穩(wěn)定風(fēng)速，驅(qū)動(dòng)高塔頂部的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。夜晚，風(fēng)力發(fā)電機(jī)縱向旋轉(zhuǎn)90° ，按照常規(guī)風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行。白天，有太陽(yáng)光線時(shí)，風(fēng)力發(fā)電 機(jī)縱向反向旋轉(zhuǎn)90。，利用高塔內(nèi)部穩(wěn)定的風(fēng)速驅(qū)動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)。綜上所述，本發(fā)明利用聚光太陽(yáng)能產(chǎn)生的熱量讓空氣產(chǎn)生對(duì)流，空氣 對(duì)流產(chǎn)生的風(fēng)力去驅(qū)動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，避免了在有太陽(yáng)光沒有風(fēng)的情況下風(fēng) 力發(fā)電機(jī)不發(fā)電的情況。下部被烘熱了的空氣密度小，輕而上升，上層較 冷的空氣密度大，重而下沉，形成了空氣的上下對(duì)流。這種上下空氣的交 換，使風(fēng)速逐漸增大，下部空氣越熱，上下熱對(duì)流越厲害，風(fēng)速越大。解 決了風(fēng)力發(fā)電機(jī)在沒有自然風(fēng)，而有太陽(yáng)光的時(shí)段內(nèi)可以正常發(fā)電的技術(shù) 問題；設(shè)備年利用小時(shí)大于4500小時(shí)。設(shè)備利用率大幅度提高。
權(quán)利要求
1.聚光太陽(yáng)能風(fēng)力發(fā)電方法，利用聚光太陽(yáng)能產(chǎn)生的熱量對(duì)筒狀高塔下面的空氣加熱，熱空氣沿高塔內(nèi)腔上升，產(chǎn)生對(duì)流，空氣對(duì)流產(chǎn)生的風(fēng)力去驅(qū)動(dòng)位于高塔頂端口的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
2. 如權(quán)利要求1所述的聚光太陽(yáng)能風(fēng)力發(fā)電方法，其特征在是，所述的 太陽(yáng)能聚光采用一集熱板，其為一上下開口呈錐形筒結(jié)構(gòu)；其頂部開 口與所述的高塔下端開口相匹配；該集熱板采用透光材料制成。
3. 如權(quán)利要求2所述的聚光太陽(yáng)能風(fēng)力發(fā)電方法，其特征是，所述的集 熱板由內(nèi)外兩層玻璃組成，內(nèi)外層玻璃之間為真空；在內(nèi)層玻璃的外 表面涂有光譜選擇性吸收涂層用來(lái)最大限度的吸收太陽(yáng)輻射能；經(jīng)太 陽(yáng)光照射，光子撞擊涂層，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能，加熱集熱板錐形筒內(nèi) 壁即內(nèi)層玻璃表面周圍的空氣。
4. 如權(quán)利要求2所述的聚光太陽(yáng)能風(fēng)力發(fā)電方法，其特征是，所述的集 熱板下還設(shè)一支柱，以支撐所述的集熱板和高塔。
5. 如權(quán)利要求2所述的聚光太陽(yáng)能風(fēng)力發(fā)電方法，其特征是，所述的集 熱板下還設(shè)一圓臺(tái)，以支撐所述的集熱板和高塔，圓臺(tái)側(cè)壁開有供空 氣進(jìn)入的槽孔。
6. 如權(quán)利要求2所述的聚光太陽(yáng)能風(fēng)力發(fā)電方法，其特征是，所述的集 熱板下還設(shè)一底座，其為框架結(jié)構(gòu)，以支撐所述的集熱板和高塔，下 部可供空氣進(jìn)入。
7. 如權(quán)利要求1所述的聚光太陽(yáng)能風(fēng)力發(fā)電方法，其特征是，所述的高 塔為一個(gè)上下開口的筒狀結(jié)構(gòu)，其內(nèi)徑上小下大。
8. 如權(quán)利要求1或7所述的聚光太陽(yáng)能風(fēng)力發(fā)電方法，其特征是，所述 的高塔高度大于等于2米。
9. 如權(quán)利要求2所述的聚光太陽(yáng)能風(fēng)力發(fā)電方法，其特征是，所述的集 熱板高度大于等于1米。
10. 如權(quán)利要求2所述的聚光太陽(yáng)能風(fēng)力發(fā)電方法，其特征是，所述的集 熱板錐形筒上端口半徑大于等于0.5米；下端口半徑大于等于1.6米。
11. 如權(quán)利要求2所述的聚光太陽(yáng)能風(fēng)力發(fā)電方法，其特征是，所述的集 熱板錐形筒錐度為24 160度。
全文摘要
聚光太陽(yáng)能風(fēng)力發(fā)電方法，利用聚光太陽(yáng)能產(chǎn)生的熱量對(duì)筒狀高塔下面的空氣加熱，熱空氣沿高塔內(nèi)腔上升，產(chǎn)生對(duì)流，空氣對(duì)流產(chǎn)生的風(fēng)力去驅(qū)動(dòng)位于高塔頂端口的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。太陽(yáng)能聚光采用集熱板，其為一上下開口呈錐形筒；頂部開口與高塔下端開口相匹配；集熱板由內(nèi)外兩層玻璃組成，內(nèi)外層玻璃之間為真空；內(nèi)層玻璃外表面涂有光譜選擇性吸收涂層吸收太陽(yáng)輻射能；經(jīng)太陽(yáng)光照射，光子撞擊涂層，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能。聚集的太陽(yáng)能加熱高塔底部空氣，熱空氣密度小，輕而上升，筒狀高塔內(nèi)部上層較冷的空氣密度大，重而下沉，形成了空氣上下對(duì)流，使高塔內(nèi)部風(fēng)速逐漸增大，越熱，上下熱對(duì)流越厲害，風(fēng)速越大；形成穩(wěn)定的風(fēng)速，驅(qū)動(dòng)頂部的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
文檔編號(hào)F03D9/00GK101225800SQ20081003343
公開日2008年7月23日 申請(qǐng)日期2008年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月1日
發(fā)明者王瑞明 申請(qǐng)人:王瑞明