綜合利用自然能高效發(fā)電方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種清潔可再生能源發(fā)電。
【背景技術(shù)】
[0002]目前太陽能電與發(fā)電普遍存在并網(wǎng)不穩(wěn)定的缺陷,如何利用清潔可再生能源高效發(fā)電是一項(xiàng)重要課題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的,是為了提供一種綜合利用清潔可再生自然能1,包括太陽能2和空氣能3互補(bǔ),實(shí)現(xiàn)長時間、滿負(fù)荷、大功率穩(wěn)定發(fā)電方法,突破目前太陽能1、空氣能2包括風(fēng)能31發(fā)電和風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電的不穩(wěn)定或小功率的局限。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題的解決方案是:
綜合利用自然能高效發(fā)電方法,其特征在于:大量吸收清潔可再生自然能I包括太陽能2,風(fēng)能31、冷氣流32、靜止空氣質(zhì)能33和空氣熱能34,通過聚合、壓縮、加速和高溫液化膨脹,形成三種模式全天候發(fā)電:
其一是通過吸收太陽能2形成冷熱對流,同時吸收空氣能3包括風(fēng)能31、冷氣流32和靜止空氣質(zhì)能33,通過聚合、壓縮、加速和循環(huán)作用,將大量天然不穩(wěn)定低速動能聚合,在一定容積內(nèi)形成持續(xù)穩(wěn)定的高速氣流動能41達(dá)到40-70m/s,驅(qū)動渦輪強(qiáng)流發(fā)電機(jī)組9發(fā)電;由于高速氣流動能41速度比自然風(fēng)力增加數(shù)倍,發(fā)電機(jī)輸出功率呈三次方增加,發(fā)電功率增加數(shù)十倍,達(dá)到全天候大功率穩(wěn)定發(fā)電,簡稱風(fēng)/光/強(qiáng)流發(fā)電;
其二是吸收靜止空氣質(zhì)能33壓縮儲存,通過高溫、高壓、液化膨脹產(chǎn)生高溫高壓膨脹氣體動能51驅(qū)動空氣能活塞發(fā)電機(jī)組11發(fā)電,簡稱空氣能3發(fā)電;
其三是利用太陽能2光熱和吸收空氣熱能34,通過將水高溫氣化產(chǎn)生蒸汽動能61驅(qū)動空氣能熱泵蒸汽發(fā)電機(jī)組12發(fā)電,簡稱光熱/空氣能3發(fā)電;
在沒有太陽能2、風(fēng)能31的狀況下,通過吸收空氣能靜止空氣質(zhì)能33、空氣熱能34,利用冷熱對流聚合容器9余熱、空氣壓縮裝置12儲存的壓縮氣體5和儲存的蒸汽動能61,作為動能繼續(xù)維持滿負(fù)荷發(fā)電;在并網(wǎng)用電的低峰期,可將多余發(fā)電電能8供應(yīng)空壓機(jī)122儲存壓縮氣體5和加熱熱水6儲存蒸汽動能61 ;
本發(fā)明遵循能量守恒定律,所獲得的能量大于自身能耗,通過大量吸收清潔可再生自然能1,即吸收太陽能2和空氣能3加速、壓縮和加溫膨脹其耗電量,僅為獲得發(fā)電量的40% ;本發(fā)電裝置由四部分組成,分別是:
渦輪強(qiáng)流發(fā)電機(jī)組9,由冷熱對流聚合容器91、氣流聚合室92、高速氣流室93、渦輪機(jī)94、回流管95、強(qiáng)流發(fā)電機(jī)96、調(diào)控電機(jī)97、傳動離合器98組成;所述冷熱對流聚合容器91,采用金屬框架結(jié)構(gòu),透明玻璃外形,可設(shè)計(jì)不同形狀,冷熱對流聚合容器91底部設(shè)置冷空氣采風(fēng)口,頂層設(shè)置冷熱對流出口,出口內(nèi)置冷熱對流抽風(fēng)機(jī),出口連接氣流聚合室92底部,將冷熱空氣對流動能21加速輸送到氣流聚合室92 ;所述氣流聚合室92,金屬圓盤形狀,設(shè)置在冷熱對流聚合容器91頂層,與渦輪機(jī)94底部連接;氣流聚合室92圓形外圍不同方向設(shè)置風(fēng)能喇叭進(jìn)風(fēng)口,風(fēng)能喇叭進(jìn)風(fēng)口的里端設(shè)置電動進(jìn)風(fēng)抽風(fēng)機(jī),連接高速氣流室93 ;所述氣流聚合室92中部設(shè)置圓柱形半封閉高速氣流室93,高速氣流室93底部設(shè)置冷熱對流抽風(fēng)機(jī),頂部設(shè)置高速氣流泵;
空氣能活塞發(fā)電機(jī)組10,包括高溫高壓液化膨脹泵101,膨脹液102,活塞驅(qū)動機(jī)103,高速發(fā)電機(jī)104 ;
空氣能熱泵蒸汽發(fā)電機(jī)組11,包括太陽能吸熱組板111,碳纖維熱導(dǎo)裝置112,熱水池113,加熱加壓泵114,工質(zhì)封閉循環(huán)系統(tǒng)115,蒸汽爐116,蒸汽渦輪機(jī)117,蒸汽發(fā)電機(jī)118 ;
空氣壓縮裝置12,設(shè)置壓縮罐121,空壓機(jī)122,壓縮氣體輸送管123 ;所述靜止空氣質(zhì)能33通過空壓機(jī)122壓縮,形成壓縮氣體5動能,并在壓縮罐121內(nèi)儲存;所述的壓縮氣體5通過壓縮氣體輸送管123,一方面連接渦輪強(qiáng)流發(fā)電機(jī)組9渦輪機(jī)9的高壓氣流噴嘴,并將其輸送進(jìn)入渦輪室內(nèi),另一方面輸送到空氣能活塞發(fā)電機(jī)組10的高壓高溫液化膨脹泵101。
[0005]本發(fā)明的有益效果是:
綜合利用清潔可再生能源自然能I互補(bǔ),實(shí)現(xiàn)長時間、滿負(fù)荷、大功率穩(wěn)定發(fā)電,突破了目前風(fēng)電、太陽能電、空氣能發(fā)電和風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電的局限,較好地解決并網(wǎng)難題,整個發(fā)電過程為O排碳。
[0006]在結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明的實(shí)施方式的詳細(xì)描述后,本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。
【附圖說明】
[0007]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0008]圖1是本發(fā)明發(fā)電方法示意圖;
圖2是渦輪發(fā)電機(jī)組裝置示意圖;
圖3是空氣能活塞發(fā)電機(jī)組裝置示意圖;
圖4是空氣能熱泵蒸汽發(fā)電機(jī)組裝置示意圖。
[0009]圖中I自然能,2太陽熱能,21冷熱空氣對流動能,3空氣能,31風(fēng)能,32冷氣流,33靜止空氣質(zhì)能,34空氣熱能,35高壓高溫氣體,4聚合氣流,41高速氣流動能,42渦輪回流,5壓縮氣體,51高溫高壓膨脹氣體動能,6熱水,61蒸汽動能,7渦輪機(jī)械能,71活塞機(jī)械能,8電能,9渦輪強(qiáng)流發(fā)電機(jī)組,91冷熱對流聚合容器,92氣流聚合室,93高速氣流室,94渦輪機(jī),95回流管,96強(qiáng)流發(fā)電機(jī),97調(diào)控電機(jī),98傳動離合器,10空氣能活塞發(fā)電機(jī)組,101高溫高壓液化膨脹泵,102膨脹液,103活塞驅(qū)動機(jī),104高速發(fā)電機(jī),11空氣能熱泵蒸汽發(fā)電機(jī)組,111太陽能吸熱組板,112碳纖維熱導(dǎo)裝置,113熱水池,114加熱加壓泵,115工質(zhì)封閉循環(huán)系統(tǒng),116蒸汽爐,117蒸汽渦輪機(jī),118蒸汽發(fā)電機(jī),12空氣壓縮裝置,121壓縮罐,122空壓機(jī),123壓縮氣體輸送管。
【具體實(shí)施方式】
[0010]參照附圖1,綜合利用自然能高效發(fā)電方法,其特征在于:大量吸收清潔可再生自然能I包括太陽能2,風(fēng)能31、冷氣流32、靜止空氣質(zhì)能33和空氣熱能34,通過聚合、壓縮、加速和高溫液化膨脹,形成三種模式全天候發(fā)電:
其一是吸收太陽能2、空氣能3包括風(fēng)能31和靜止空氣質(zhì)能33,通過互補(bǔ)聚合、壓縮、加速,產(chǎn)生持續(xù)高速氣流動能41驅(qū)動渦輪強(qiáng)流發(fā)電機(jī)組10發(fā)電,簡稱風(fēng)/光/強(qiáng)流發(fā)電;其二是吸收靜止空氣質(zhì)能33壓縮儲存,通過高溫、高壓液化膨脹產(chǎn)生高溫高壓膨脹氣體動能51驅(qū)動空氣能活塞發(fā)電機(jī)組11發(fā)電,簡稱空氣能3發(fā)電;
其三是利用太陽能2光熱和吸收空氣熱能34,通過將水高溫氣化產(chǎn)生蒸汽動能61驅(qū)動空氣能熱泵蒸汽發(fā)電機(jī)組12發(fā)電,簡稱光熱/空氣能3發(fā)電;
本發(fā)明遵循能量守恒定律,所獲得的能量大于自身能耗,通過大量吸收清潔可再生自然能1,即吸收太陽能2和空氣能3加速、壓縮和加溫膨脹其耗電量,僅為獲得發(fā)電量的40% ;參照附圖2-—圖4,本發(fā)明的發(fā)電裝置由四部分組成,分別是:
渦輪強(qiáng)流發(fā)電機(jī)組9,由冷熱對流聚合容器91、氣流聚合室92、高速氣流室93、渦輪機(jī)94、回流管95、強(qiáng)流發(fā)電機(jī)96、調(diào)控電機(jī)97、傳動離合器98組成;所述冷熱對流聚合容器91,采用金屬框架結(jié)構(gòu),透明玻璃外形,可設(shè)計(jì)不同形狀,冷熱對流聚合容器91底部設(shè)置冷空氣采風(fēng)口,頂層設(shè)置冷熱對流出口,出口內(nèi)置冷熱對流抽風(fēng)機(jī),出口連接氣流聚合室92底部,將冷熱空氣對流動能21加速輸送到聚合室92 ;所述氣流聚合室92,金屬圓盤形狀,設(shè)置在冷熱對流聚合容器91頂層,與渦輪機(jī)94底部連接;氣流聚合室92圓形外圍不同方向設(shè)置風(fēng)能喇叭進(jìn)風(fēng)口,風(fēng)能喇叭進(jìn)風(fēng)口的里端設(shè)置電動進(jìn)風(fēng)抽風(fēng)機(jī),連接高速氣流室93 ;所述氣流聚合室92中部設(shè)置圓柱形半封閉高速氣流室93,高速氣流室93底部設(shè)置冷熱對流抽風(fēng)機(jī),頂部設(shè)置高速氣流泵;
空氣能活塞發(fā)電機(jī)組10,包括高溫高壓液化膨脹泵101,膨脹液102,活塞驅(qū)動機(jī)103,高速發(fā)電機(jī)103 ;
空氣能熱泵蒸汽發(fā)電機(jī)組11,包括太陽能吸熱組板111,碳纖維熱導(dǎo)裝置112,熱水池113,加熱加壓泵114,工質(zhì)封閉循環(huán)系統(tǒng)115,蒸汽爐116,蒸汽渦輪機(jī)117,蒸汽發(fā)電機(jī)118 ;
空氣壓縮裝置12,設(shè)置壓縮罐121,空壓機(jī)122,壓縮氣體輸送管123 ;所述靜止空氣質(zhì)能33通過空壓機(jī)122壓縮,形成壓縮氣體5動能,并在壓縮罐121內(nèi)儲存;所述的壓縮氣體5 一方面通過壓縮氣體輸送管123連接渦輪機(jī)的高壓氣流噴嘴,并將其輸送進(jìn)入渦輪室內(nèi),另一方面通過壓縮氣體輸送管123輸送到空氣能活塞發(fā)電機(jī)組10的高壓高溫液化膨脹泵101。
[0011]本發(fā)明分別通過吸收多種自然能I包括太陽能I和空氣能2,加上高壓氣流泵、電控電動機(jī)、熱泵等輔助動力,保證三種發(fā)電方式實(shí)施:
首先,渦輪強(qiáng)流發(fā)電機(jī)組9利用風(fēng)/光/強(qiáng)流發(fā)電,通過以下方式實(shí)施:
A.冷熱對流聚合容器91吸收太陽光熱1,形成容器91內(nèi)外溫差,隨著冷氣流32的不斷補(bǔ)充進(jìn)入,容器內(nèi)91熱氣流上升,產(chǎn)生冷熱空氣對流動能21 ;低速風(fēng)能31,靜止空氣質(zhì)能32、冷熱空氣對流動能21,加上在渦輪機(jī)94做功后的渦輪回流42,引導(dǎo)到氣流聚合室92內(nèi)形成聚合氣流4,通過高壓氣流泵加速形成高速氣流動能41,通過高速氣流室93向上牽引到渦輪室內(nèi);