專利名稱：風(fēng)光一體化發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新能源發(fā)電裝置，尤其是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)和垂直軸風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)集成一體的風(fēng)光一體化發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著傳統(tǒng)化石能源的大量使用，地球上的化石能源存儲(chǔ)量減少，全球各國政府和很多公司為尋找新的能源作了大量的嘗試，其中太陽能和風(fēng)能以自身來源的無限性、安裝地點(diǎn)可選擇性好、工作過程安全環(huán)保、發(fā)電裝置能環(huán)?；厥昭h(huán)利用等優(yōu)點(diǎn)成為新能源中優(yōu)先發(fā)展的技術(shù)。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)需要一定光照強(qiáng)度的陽光照射就能工作發(fā)電，白天太陽光照在太陽能組件就能把太陽光能轉(zhuǎn)換為電能。光照強(qiáng)度不足的白天、夜晚將不能發(fā)電。風(fēng)能利用目前主流的是水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，風(fēng)葉安裝在離地一百多米高的塔架上端的水平軸上，材料應(yīng)力等因素對(duì)發(fā)電系統(tǒng)的各部件的材料性能要求比較高，葉片等部件是整體結(jié)構(gòu)，對(duì)運(yùn)輸車輛及安裝要求比較高。系統(tǒng)在風(fēng)速低于啟動(dòng)風(fēng)速時(shí)不能正常發(fā)電。目前太陽能光伏發(fā)電裝置只能利用太陽光發(fā)電，風(fēng)能發(fā)電裝置只能利用風(fēng)力發(fā)電，一般情況下，這兩者資源是共存的，在風(fēng)力不足、光線不足時(shí)就無法正常發(fā)電，系統(tǒng)利用效率低。上述目前的現(xiàn)狀最終都表現(xiàn)為發(fā)電成本比較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所提供一種集成太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)和垂直軸風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)一體化的發(fā)電系統(tǒng)，解決目前太陽能光伏和風(fēng)能發(fā)電成本較高的問題，能有效控制發(fā)電成本在每度一元以內(nèi)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是提供一種集成太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)和垂直軸風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)的風(fēng)光一體化發(fā)電系統(tǒng)。風(fēng)光一體化系統(tǒng)中，太陽能光伏系統(tǒng)和風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)有部分部件是共用的。在垂直軸風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)中，垂直于地面的旋轉(zhuǎn)軸上通過圓形框架安裝多組葉片， 葉片是以多個(gè)太陽能組件通過組合框架互相鏈接形成一個(gè)整體平面，旋轉(zhuǎn)軸整體放置在系統(tǒng)承重軌道上，減少旋轉(zhuǎn)軸的應(yīng)力，旋轉(zhuǎn)軸與齒輪箱連接將風(fēng)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，齒輪箱與傳動(dòng)軸連接將機(jī)械能進(jìn)行傳導(dǎo)，傳動(dòng)軸與風(fēng)力發(fā)電機(jī)連接講機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能，發(fā)電機(jī)與控制器、逆變器連接將電能轉(zhuǎn)換市電，通過安裝的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將實(shí)時(shí)信息傳遞給相關(guān)單位，電力通過變電站升壓后并入電網(wǎng)；在太陽能光伏系統(tǒng)中，太陽能光伏組件的組合框架的上端安裝在頂部連接圓形框架上，太陽能光伏組件組合框架的下端安裝在底部的連接圓形框架上，太陽能光伏組件組合框架與水平面有一定的夾角，當(dāng)光照照射到太陽能光伏組件表面，光能轉(zhuǎn)化成電能，通過
3匯流箱、控制器、逆變器將電能轉(zhuǎn)化成市電，通過安裝的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將實(shí)時(shí)信息傳遞給相關(guān)單位，電力通過變電站升壓后并入電網(wǎng)。在太陽能光伏系統(tǒng)中，支架由垂直軸風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)的葉片結(jié)構(gòu)代替，而垂直軸風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)中，葉片由太陽能光伏組件組合框架來代替。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是1 有陽光的時(shí)候利用太陽能光伏系統(tǒng)發(fā)電，有風(fēng)的時(shí)候利用垂直軸風(fēng)能系統(tǒng)發(fā)電，有陽光又有風(fēng)的時(shí)候系統(tǒng)同時(shí)發(fā)電，只有當(dāng)風(fēng)能低于啟動(dòng)風(fēng)速，陽光的光照強(qiáng)度低于一定閥值的時(shí)候，系統(tǒng)才無法發(fā)電，因此設(shè)備利用效率高，總發(fā)電量增加。2:太陽能光伏組件作為垂直軸風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)的葉片，而垂直軸風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)的葉片結(jié)構(gòu)作為太陽能光伏組件的框架，本風(fēng)光一體化發(fā)電系統(tǒng)總體成本比各建一個(gè)發(fā)電系統(tǒng)成本要低，垂直軸風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)部件的要求要低于水平軸對(duì)部件的要求，減少了設(shè)備投資的成本。3:在垂直軸風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)工作過程中，太陽能光伏組件面圍繞軸進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)， 降低組件表面溫度，有利于增加太陽能光伏的發(fā)電量。4 設(shè)備總的占地面積少，對(duì)安裝的地點(diǎn)要求不苛刻，同時(shí)各個(gè)部件是組合而成的， 系統(tǒng)易于安裝及拆卸，系統(tǒng)拆卸后運(yùn)輸方便，對(duì)運(yùn)輸車輛及公路沒有苛刻要求，降低了運(yùn)輸及安裝成本。


圖1為本發(fā)明電連接原理圖；圖2為本發(fā)明的風(fēng)光一體化裝置立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1頂部連接圓形框架；2連接桿；3輔助支架；4葉片(太陽能組件組合框架)；5底部連接圓形框架；6太陽能匯流箱；7連接桿；8系統(tǒng)承重軌道；9系統(tǒng)承重立柱；10 旋轉(zhuǎn)軸；11控制器；12逆變器；13監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及保護(hù)開關(guān)；14齒輪箱；15電纜；16傳動(dòng)軸；17 風(fēng)力發(fā)電機(jī)；18控制器；19逆變器；20監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及保護(hù)開關(guān)；21變電站；22電網(wǎng)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。圖1為本發(fā)明電路連接原理圖，圖2為本發(fā)明的風(fēng)光一體化發(fā)電系統(tǒng)立體結(jié)構(gòu)示意圖。由圖2所示可見，風(fēng)光一體化發(fā)電系統(tǒng)，具體的連接結(jié)構(gòu)如下太陽能電池組件4通過匯流箱6/控制器11/逆變器12/監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及保護(hù)開關(guān)13 串聯(lián)/變電站21電網(wǎng)22相連；垂直軸風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)的葉片4/旋轉(zhuǎn)軸10/齒輪箱/傳動(dòng)軸 16/風(fēng)力發(fā)電機(jī)17/控制器18/逆變器19/監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及保護(hù)開關(guān)20串聯(lián)/變電站21電網(wǎng) 22連接。系統(tǒng)工作時(shí)太陽能、風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能的過程如下風(fēng)吹過系統(tǒng)時(shí)，太陽能光伏組件組合框架構(gòu)成的葉片3沿順時(shí)針方向圍繞旋轉(zhuǎn)軸 7旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)軸7將風(fēng)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，旋轉(zhuǎn)軸7將機(jī)械能通過齒輪箱14并經(jīng)過傳動(dòng)軸16 接入風(fēng)能發(fā)電機(jī)17，從而將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)過控制器18/逆變器19/監(jiān)控系統(tǒng)及保護(hù)開關(guān)20接入變電站21，由變電站21升壓到規(guī)定要求后并入電網(wǎng)22 ；太陽光照射在葉片 3上后，隨著光伏效應(yīng)而產(chǎn)生電流，通過控制器11/逆變器12/監(jiān)控系統(tǒng)及保護(hù)開關(guān)13接入變電站21，由變電站21升壓到規(guī)定要求后并入電網(wǎng)22。
權(quán)利要求
1.風(fēng)光一體化發(fā)電系統(tǒng)，包括頂部連接圓形框架、底部連接圓形框架、葉片(太陽能組件組合框架)、旋轉(zhuǎn)軸、輔助支架、系統(tǒng)承重軌道、系統(tǒng)承重立柱、太陽能匯流箱、控制器、逆變器、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及保護(hù)開關(guān)、齒輪箱、傳動(dòng)軸、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、變電站、電網(wǎng)。其特征在于所述太陽能光伏組件、風(fēng)能發(fā)電機(jī)分別與控制器/逆變器電連接，電站發(fā)電系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)由監(jiān)測(cè)系統(tǒng)記錄并加入保護(hù)開關(guān)，再由變電站接入電網(wǎng)成并網(wǎng)系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述風(fēng)光一體化發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述頂部圓形連接框架和底部圓形連接框架以旋轉(zhuǎn)軸為圓心，在旋轉(zhuǎn)軸的頂部和底部通過連接桿與旋轉(zhuǎn)軸連接為一體，并圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，太陽能光伏組件框架安置在兩個(gè)圓形連接框架上，太陽能組件框架用輔助支架連接到旋轉(zhuǎn)軸上，用系統(tǒng)承重軌道承受太陽能光伏系統(tǒng)和垂直軸風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的重量。
3.如權(quán)利要求1所述風(fēng)光一體化發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽能光伏組件框架與水平面形成一定夾角，夾角范圍為0 90度，太陽能組件框架旋轉(zhuǎn)一定夾角，夾角范圍為 0 90度，所述太陽能組件框架作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)的受風(fēng)葉片。
4.如權(quán)利要求1所述風(fēng)光一體化發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，連接桿和輔助支架是規(guī)則的扁形截面，連接太陽能光伏組件框架與旋轉(zhuǎn)軸，風(fēng)吹過輔助支架時(shí)，促進(jìn)葉片旋轉(zhuǎn)，增加機(jī)械能輸出。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種集成太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)和垂直軸風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)一體化的發(fā)電系統(tǒng)，太陽能光伏系統(tǒng)與匯流箱連接，匯流箱與控制器連接，控制器與逆變器連接，逆變器與變電站連接，風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)與控制器連接，控制器與逆變器連接，逆變器與變電站連接，最后由變電站統(tǒng)一升壓后并入電網(wǎng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是雙系統(tǒng)提高利用率；系統(tǒng)部分結(jié)構(gòu)共用，降低整體采購成本；垂直軸風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)對(duì)部件的設(shè)計(jì)要求要低于水平軸風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)對(duì)部件的設(shè)計(jì)要求，減少了系統(tǒng)投資的成本；太陽能光伏組件圍繞旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)降低組件表面溫度，增加太陽能光伏系統(tǒng)的發(fā)電量；系統(tǒng)易于安裝及拆卸，系統(tǒng)拆卸后運(yùn)輸方便，降低了運(yùn)輸及安裝成本，綜合上述有益效果促成發(fā)電成本降低，低于一元每度。
文檔編號(hào)F03D3/06GK102447264SQ20101050235
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者張玉輝 申請(qǐng)人:張玉輝