专利名称：太阳能风能组合发电装置的制作方法
技术领域：
本发明是一种新能源开发装置，特别是一种改进的太阳能风能发电装置。
现有太阳能发电装置，据郭廷玮著的“太阳能的利用”一书(科学技术文献出版社1987年2月北京第一版)第479页第十三章“太阳能热动力系统”中指出，太阳能发电的主要缺点是发电能力受太阳光照的时间和强弱的限制，特别是夜间和阴雨天，必须有蓄热装置或采用常规能源(煤、石油等)，来提供所需热量，才能正常发电;而现有风能发电装置，据庄耀民编译的“新能源开发方案”一书(水利电力出版社1989年2月第一版)第40页和美国A·W卡尔普著的“能量转换原理”一书(机械工业出版社1987年9月第一版)第252页中指出，风能发电能力受风力大小的影响，而风速的大小和方向总是不稳定的，风速太小不能产生足够的功率而不能发电，风速过大时，不能充分利用高速风能，且交流发电机因输入的动力不稳定而不能正常工作。
本发明的目的是设计一种不受太阳光照时间和强弱的限制，又能充分利用高速风能，不受风力大小和方向不稳定的影响，能够均衡正常工作的太阳能风能组合发电装置。
本发明的目的由以下方法得以实现在太阳能发电装置和风能发电装置之间设置摩擦热交换装置、储热装置和控制装置，当风速过大时，一方面将用不完的高速风能变换成热能储存起来，另一方面自动调节摩擦阻尼力，既保证风能发电装置的正常运行，又可补充太阳能发电装置在夜间和阴雨天所需的热量，当风速大小和方向不稳定时还可自动控制进入汽轮机中的蒸汽使汽轮机同时工作起自动补偿作用，从而使交流发电机驱动扭矩平衡，这样太阳能发电装置和风能发电装置既可单独又可联合驱动一公用输出轴使交流发电机正常工作。
本发明提出的太阳能风能组合发电装置结构合理，能源利用率高，无环境污染，易于推广使用。
现结合附图将本发明所提的太阳能风能组合发电装置作进一步的描述
图1是本发明所提的太阳能风能组合发电装置的示意图;
图2是图1中摩擦热交换装置(Ⅲ)的示意图;
从图1、图2中可看出，太阳能风能组合发电装置由太阳能发电装置(Ⅰ)、风能发电装置(Ⅱ)、摩擦热交换装置(Ⅲ)、储热装置(Ⅳ)、控制装置(Ⅴ)等五部分组成，太阳能发电装置(Ⅰ)主要由汽轮机(1)、可控蒸汽加减阀(2)、冷凝器(3)、工质泵(4)、蒸发器(5)、循环泵(6)、集热器(7)、阀(8)、公用输出轴(25)、交流发电机(24)等组成，风能发电装置(Ⅱ)主要由输出轴(17)、齿轮组(18)、分力箱(19)、立轴式风机(20)、伞形齿轮组(21)、输入轴(22)、棘轮(23)、交流发电机(24)、公用输出轴(25)等组成;摩擦热交换装置(Ⅲ)主要由电磁换向阀(13)、油缸(14)、接手(15)、传动轴(16)、油泵(29)、管路(30)、活塞(31)、载热流体罐(32)、摩擦块(33)、T形块(34)、齿轮付(35)、步进电机(36)、螺杆付(37)、油压阀(38)等组成;储热装置(Ⅳ)主要由带有电热器的储热器(11)、循环泵(10)、(12)、阀(9)、(28)等组成;控制装置(Ⅴ)主要由转速传感器(26)、控制器(27)等组成;当太阳光照正常，风速低于立轴式风机(20)的启动风速时，太阳能发电装置(Ⅰ)独立工作，载热流体(图中未画出)在集热器(7)中被太阳辐射加热，在循环泵(6)的驱动下，通过阀(8)进入蒸发器(5)中，通过热交换将蒸发器(5)中的液体工质(图中未画出)加热汽化成为温度较高、压力较大的可以做功的蒸汽，该蒸汽经过可控蒸汽加减阀(2)进入汽轮机(1)中膨胀做功，驱动公用输出轴(25)旋转从而带动交流发电机(24)运转发电，汽化工质做功后到冷凝器(3)中冷凝成液体，再由工质泵(4)经管路打入蒸发器(5)中重新被加热汽化循环作用，而在蒸发器(5)中热交换以后的载热流体也由循环泵(6)重新打入集热器(7)中加热而循环作用。
在夜间或阴雨天气，当风速大于立轴式风机(20)的启动风速而小于额定风速时，风能发电装置(Ⅱ)开始工作，立轴式风机(20)在风力的驱动下旋转，将动力通过伞形齿轮组(21)经输入轴(22)传至分力箱(19)，然后动力又通过齿轮组(18)传至棘轮(23)带动公用输出轴(25)旋转，但由于风速的大小和方向是不稳定的，所以此时公用输出轴(25)的转速也是不稳定的，必须利用储热器(11)中的热量由太阳能发电装置来配合工作，这时转速传感器(26)把公用输出轴(25)的不稳定的转速变成信号反馈到控制器(27)上，控制器(27)随时调节可控蒸汽加减阀(2)的关闭程度以调节进入汽轮机(1)的蒸汽，使汽轮机(1)相应工作，输出动力以补偿风能发电的不稳定，使公用输出轴(25)均衡旋转，交流发电机(24)正常工作。
在夜间或阴雨天气，当风速大于立轴式风机(20)的额定风速，即风速过大时，摩擦热交换装置(Ⅲ)、储热装置(Ⅳ)、控制装置(Ⅴ)均开始工作，既可把用不完的风能储存起来，又可保证风能发电装置在风速大小、方向不稳定时正常工作，当转速传感器(26)把公用输出轴(25)的不稳定旋转的信号反馈到控制器(27)上，控制器(27)分别控制摩擦热交换装置(Ⅲ)和太阳能发电装置(Ⅰ)工作，一方面控制器(27)通过线路控制步进电动机(36)作正或反旋转，经过齿轮付(35)，带动油压阀(38)中的螺杆付(37)旋转，使螺杆上升或下降，以压缩或放松弹簧，使油泵(29)输出的液压油的压力相应升高或降低，从而实现无级调压，然后该液压油经电磁换向阀(13)进入油缸(14)中，推动活塞(31)左右移动，带动接手(15)和传动轴(16)也左右移动，从而带动T形块(34)作径向伸缩移动。随时使高速旋转的摩擦片(33)与载热流体罐(32)的内壁(固定壁)产生随风速变化的不同程度的摩擦，该摩擦产生的热量被载热流体罐(32)中的载热流体所吸收，这些载热流体在泵(12)驱动下经管路流入储热器(11)中就将用不完的风能转换成热能储存起来，同时摩擦产生随风速变化的摩擦阻尼力消耗了部分高速风力，保证了风速过大时立轴式风机(20)的正常旋转，与此同时，控制器(27)又随时调节可控蒸汽加减阀(2)的开关程度，以调节进入汽轮机(1)中的蒸汽，利用储热器(11)中的热能使汽轮机(1)工作，输出动力来补偿风能发电的不稳定，使公用输出轴(25)均衡旋转，交流发电机(24)正常工作。
当风速小于立轴式风机(20)的启动风速而且又是夜间或阴雨天时，储热器(11)中储存的热能经阀(28)流入蒸发器(5)中使太阳能发电机装置(Ⅰ)正常工作，当储热器(Ⅱ)中热量不足时，可把交流发电机(24)发出的电量反馈一部分使储热器(11)中的电热器工作，加热载热流体，从而保证太阳能风能组合发电装置始终能正常工作。
权利要求
1.太阳能风能组合发电装置由汽轮机(1)、可控蒸汽加减阀(2)、冷凝器(3)、工质泵(4)、蒸发器(5)、循环泵(6)、集热器(7)、阀(8)、输出轴(17)、齿轮组(18)、分力箱(19)、立轴式风机(20)、伞形齿轮组(21)、输入轴(22)、棘轮(23)、公用输出轴(25)、交流发电机(24)等组成，其特征在于a、设置了由电磁换向阀(13)、油缸(14)、接手(15)、传动轴(16)、油泵(29)、管路(30)、活塞(31)、载热流体罐(32)、摩擦块(33)、T形块(34)、齿轮付(35)、步进电机(36)、螺杆付(37)、油压阀(38)等组成的摩擦热交换装置(Ⅲ)，b、设置了由转速传感器(26)、控制器(27)等组成的控制装置(Ⅴ)；c、设置了由带有电热器的储热器(11)、循环泵(10)、(12)、阀(9)、(28)等组成的储热装置(Ⅳ)。
全文摘要
本发明是一种新能源开发装置，它采用摩擦热交换装置、储热装置和控制装置将太阳能发电装置和风能发电装置组合起来，取长补短，互相补偿，能充分利用高速风能，克服风速大小，方向不稳定的因素，不论风速大小还是在夜间或阴雨天均能使太阳能发电装置和风能发电装置既可单独又可联合驱动交流发电机正常工作，既无环境污染而且能源利用率高。
文档编号F03G6/00GK1047722SQ90105688
公开日1990年12月12日 申请日期1990年6月24日 优先权日1990年6月24日
发明者杜经纬 申请人:杜经纬