[发明专利]一种新型太阳能热气流风力发电方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力发电方法，尤其是一种太阳能热气流风力发电方法。

背景技术

随着工业的发展各国对能源的需求日益增大，一次性能源的消耗也越来越大，而且对全球的环境影响也越来越大，温室效应，地球变暖，为此，人们正在大力发展可再生的清洁能源，如风能。现有的风力发电技术已经比较成熟，即利用风力推动风叶转动，产生的机械能带动连接的发电装置动作而产生可供利用的电能；这种风车式的风力发电装置已经得到了广泛应用。

然而，传统的风力发电装置都是依靠自然风运作的，因此，这种风力发电装置必须建设在风力资源丰富的地方，对风场选址要求较高；此外，自然风的风力时强时弱，常常是在阴雨天气时伴随有强风，而在天气晴好的时候风力较弱，有时甚至会停止。这种风力的间歇性使得发电机的输出波动很大，严重影响了发电机的暂态稳定、系统频率控制和负荷潮流，同时，其发电效率及设备的利用率也不高，造成了资源浪费。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种新型的太阳能热气流风力发电方法，不仅能够利用自然风力发电，而且还可在天气晴好的时候利用太阳能集热装置和导风筒产生的热气流驱动风力发电机发电。天气晴好伴有较强风时，自然风和导风筒产生的热气流通过风力发电机的齿轮箱同时驱动风力发电机发电。在建造风电站时，有时甚至可降低对风场的苛刻要求。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种新型太阳能热气流风力发电方法，包括如下步骤：

1)风力发电机在自然风能驱动发电机发电的基础上通过风力发电机机舱内部的齿轮箱叠加热气流的风能驱动发电机发电。

2)热气流的风能是利用太阳光照射，加热太阳能集热装置内部空间的空气，热空气上升流动形成风，温度越高，风速越大；

3)将上述热空气形成的热气流汇集在塔架的导风筒内，利用烟囱效应提高风速；

4)利用上述自然风和热气流分别推动风力发电机的风叶和设置于塔架导风筒内部的涡轮旋转，通过风力发电机机舱内部齿轮箱将两种旋转运动的叠加，驱动机舱内部的发电机发电。

上述技术方案中，当天气遇强风或天气不太晴好时主要是自然风力驱动风力发电机的风叶发电，导风筒内部的热气流驱动涡轮辅助发电；当天气晴好的风力较弱，有时甚至会停止时，主要是热气流驱动的塔架导风筒内部的涡轮发电，此时如果有较弱的风力，自然风力驱动发电机风叶辅助发电；夜间无太阳光时，主要是自然风力通过风力发电机风叶发电。不仅进一步充分利用自然资源，还提高了本装置的利用率。

上述技术方案中，所述步骤1中的风力发电机系统的齿轮箱内部通过两个一级、两个二级或两个三级齿轮传动分别将风力发电机的风叶的传动轴和热气流驱动的塔架导风筒内部的涡轮的传动轴与机舱内部的发电机连接。风力发电机风叶的旋转运动和热气流驱动的涡轮的旋转运动在两个一级、两个二级或两个三级齿轮传动中其中某一级进行两个旋转运动的叠加。

上述技术方案中，所述步骤3中的太阳能集热装置由太阳能集热板组成的上下开口呈圆台锥面结构；其顶部开口与塔架导风筒部分的下端开口匹配相连，集热板经太阳光照射，将太阳能转化为热能，加热集热板下面周围的空气。

本发明的技术构思是：天气遇强风时，风力发电机主要是自然风发电；天气晴好无风的时，风力发电机主要是利用太阳能集热装置和导风筒产生的热气流驱动风力发电机发电；天气晴好伴有较强风时，自然风和导风筒内部的热气流通过风力发电机的齿轮箱同时驱动风力发电机发电；夜晚，风力发电机主要是自然风发电。

由于上述技术方案的使用，本发明与现有技术相比，具有下列优点：

1.由于本发明将利用自然风发电和利用风力发电机塔架下面的太阳能集热装置和塔架导风筒部分所形成的热气流发电在风力发电机齿轮箱内部进行了叠加，可保证发电装置稳定运行，提高发电效率。

2.本发明同时以自然风了发电和以太阳能热气流发电为主，因此其装置的建设选址不受地域的限制，有利于推广应用。

3.本发明在一天中的大部分自然天气条件下发电系统均可以发电，不仅充分利用了清洁的自然资源，还大大提高了设备的利用率，具有良好的经济效益。

附图说明

图1是本发明实施例一的结构示意图；

图2是本发明实施例一的齿轮箱9原理结构图；

图3是本发明实施例二的结构示意图；

其中：