[发明专利]一种以风能和太阳能为动力来源的发电方法

说明书

技术领域

本发明涉及能源技术领域，具体是一种以风能和太阳能为动力来源的发电方法。

背景技术

再生能源包括太阳能、水力、风力、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能等。它 们在自然界可以循环再生。经过多年的发展，我国可再生能源的开发利用已取得了很大进 展。风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，全球的 风能约为2.74×10^9MW，其中可利用的风能为2×10^7MW，比地球上可开发利用的水能总 量还要大10倍。国家能源局2015年9月21日发布数据显示，到2015年7月底，纳入海 上风电开发建设方案的项目已建成投产2个、装机容量6.1万千瓦，核准在建9个、装机 容量170.2万千瓦，核准待建6个，装机容量154万千瓦。这与2014年末国家能源局《全 国海上风电开发建设方案(2014-2016)》规划的总装机容量1053万千瓦的44个项目相 距甚远。为此，国家能源局要求，进一步做好海上风电开发建设工作，加快推动风电发展。 太阳能发电主要分为太阳能光伏发电和太阳能热能发电两种，2011年全球新增太阳能发电 装机容量约2800万千瓦。累计装机容量达6900万千瓦，当年全球太阳能产值为930亿美 元。欧盟在太阳能发电方面居于领先地位，但美国和中国的发展势头迅猛。2015年3月美 国太阳能产业协会和GTM市场调研公司共同发布的报告预计，到2016年美国占全球太阳 能板市场的份额将由2011年7％提升至15％。届时，美国与中国可能将成为全球两大领先 的太阳能市场。

尽管我国可再生能源产业发展取得了很大进展，但与发达国家相比还有很大的差距， 还远远不能适应我国能源发展战略的要求。可再生能源发展缓慢客观上是风力发电、太阳 能发电的成本难以与化石能源去竞争，但从国外的经验来看，关键是促进可再生能源发展 的政策力度不够所至。现有的太阳能发电装置复杂，且环境发生变化时，发电效果差。风 能发电方法是直接通过风机、发电机将风能转换成电能，然后通过蓄电池储存起来或者通 过电处理装置处理成可并网的电后供应到电网上。此种方法由于风的风速、大小是变化 不定的，导致电能的质量是非常之不稳定，将这些质量不稳定的电能转换成质量稳定的电 能需要投入结构复杂的变电设备，而且技术上也不容易满足上述的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种质量稳定、安全运行、灵活性操作的以风能和太阳能为动 力来源的发电方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种以风能和太阳能为动力来源的发电方法，依序包括利用太阳能发电过程、风能抽 水过程、水力发电过程，具体步骤如下：

1)利用太阳能发电过程：采用轴流式压缩机增压后的空气，送入太阳能聚热装置的 腔体式接收器吸收热量，产生的高温空气驱动高温空气涡轮机，拖动发电机发电，从而将 太阳能转换为电能，高温空气涡轮机排出的空气通过风机转成风能；

2)风能抽水过程：环境中的风能还能与高温空气涡轮机排出的空气共同通过该风机 转换成机械转动能，利用机械转动能带动水泵动作，将低海拔的水库的水抽送到高海拔的 水库中；

3)水力发电过程：将高海拔的水库的水通过水道回流回低海拔的水库中并利用在水 道上的水力发电装置将水的重力势能转换成电能。

作为本发明进一步的方案：将低海拔的水库的水抽送到高海拔的水库的过程是由三级 以上抽送过程构成。

作为本发明进一步的方案：太阳能聚热装置上还包括高温蓄热器与低温蓄热器；在太 阳辐射能量不足时，轴流式压缩机增压后的压缩空气，经低温蓄热器、高温蓄热器加热后， 产生的高温空气，驱动高温空气涡轮机拖动发电机发电。

作为本发明进一步的方案：水泵采用轴流泵。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明使得太阳能热发电的效率高，运行调节灵活方便，无需配备传统燃气-蒸汽联 合循环发电机组中的冷凝器，机组的公用工程用水量有较大幅度的降低，设备大为简化。 将高温空气涡轮机排出的空气与质量不稳定的风能转换而成的机械能转换成质量稳定的 水的势能，使水力发电所产生的电能的质量稳定，以方便人们的使用。本发明的自保能力 强，当太阳能与风能都比较弱的情况下，还能通过调节运行方式，确保安全运行，增强了 安全操作的灵活性。