[发明专利]一种风光互补发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种风光互补发电系统，尤其是指一种新型垂直轴式风光互补发电系统，特别适用于路灯、灯塔等直流用电设备和交流用电设备。

背景技术

常规能源在利用的过程中，对环境和生态系统的破坏愈发严重。近年来，世界各国逐渐认识到能源对人类发展的重要性，因此各国都在开发利用可再生、无污染的新能源。风光互补发电系统是利用风能和太阳能资源的互补性，弥补了太阳能和风能作为独立资源发电的不平衡性、不稳定性等缺点，是具有较高性价比的一种新型能源发电系统，具有很好的应用前景，特别适用于路灯、灯塔等直流用电设备和交流用电设备。

专利201310171351.4和201210414268.0公布了一种风光互补发电系统，包括风力发电机、太阳能电池板、蓄电池、整流电路、风光互补控制器和逆变器等，其中，201310171351.4将太阳能和风能结合起来发电，输出的电能可以供直流和交流使用，但是该系统没有给出风力机的结构形式，不够全面；201210414268.0利用的是水平轴式风力发电机，一般水平轴风力发电机在风向频繁变化时，风车必须不断调整角度，使其旋转平面与风向垂直，以此获得最大的风能利用率。但是风速频繁变化亦影响水平轴风车的效率，而且也影响设备的使用寿命。在满足基本要求的前提下，应尽量做到简化系统，以达到提高风能利用率、节约设计制造和维护成本的目的。

发明内容

针对风能和太阳能作为独立资源发电的不平衡性、不稳定性等缺点以及水平轴风力发电机在风向多变条件下发电效率低、发电系统设计制造成本高、设备维护不方便等缺点，本发明提供一种风光互补发电系统。

本发明的技术方案是：一种风光互补发电系统，包括垂直轴式风力发电机、太阳能电池板、蓄电池、立柱、传动轴和支撑台，所述立柱与所述支撑台固定连接，所述太阳能电池板固定在所述立柱上；所述传动轴位于所述立柱内部，所述传动轴顶端设有垂直轴式风力发电机，所述传动轴底端设有风力机齿轮，所述传动轴在所述垂直轴式风力发电机的作用下能够绕所述立柱转动；所述支撑台内设有T形架，所述T形架顶部设有若干发电机，所述发电机的输入轴上装有发电机齿轮；所述发电机齿轮与所述风力机齿轮相啮合，所述T形架底部装有风光互补控制器，所述风光互补控制器分别与所述垂直轴式风力发电机、所述太阳能电池板和所述蓄电池电连接。所述的传动轴与发电机通过传动齿轮传递转矩，带动发电机工作，齿轮为增速装置，可提高系统发电量。垂直轴风力发电机能在低风速工况下能启动工作，在低风速区，总发电量高于水平轴风力发电机，启动性能得到提升。

上述方案中，所述垂直轴式风力发电机通过风轮毂固定在所述传动轴上，所述风轮毂上对称设有若干支架，所述每个支架包括上横梁和下横梁，叶片通过销轴铰接在所述上横梁和所述下横梁之间，所述上横梁和所述下横梁一侧凸缘连接有第一限定轴，另一侧凸缘连接有第二限定轴，所述叶片能够通过所述销轴在所述第一限定轴和所述第二限定轴之间转动。同时，垂直轴风力发电机在风向及风速频繁变化时，不需对风装置，系统能照样正常发电，延长了系统装置的使用寿命，提高了风能利用率。

进一步地，所述每个支架上的叶片为矩形叶片，所述销轴位于所述叶片长度方向2/3处。可使垂直轴式风轮可以在风力作用下自动改变叶片的角度，运动过程中，始终有一个叶片垂直于风场，最大限度的利用风能，其余叶片平行于风场，处于自由状态，运动阻力极小。

上述方案中，所述风轮毂和所述立柱之间设有延长套，所述传动轴套在所述延长套内。延长套可以保护传动轴与外界之间接触，防止传动轴与空气雨水接触发生氧化生锈现象。

上述方案中，所述太阳能电池板表面镀有水性二氧化钛膜。能提高发电效率，减少人工维护保养力度，降低异物遮挡带来的输出损耗和热斑隐患。

上述方案中，所述太阳能电池板与地面约成25°~35°，最大程度保证日射量。

上述方案中，所述支撑台上设有检修孔，可以方便设备的检查和维修。