聚光太阳能风力发电方法
【专利摘要】聚光太阳能风力发电方法，利用聚光太阳能产生的热量对筒状高塔下面的空气加热，热空气沿高塔内腔上升，产生对流，空气对流产生的风力去驱动位于高塔顶端口的风力发电机。太阳能聚光采用集热板，其为一上下开口呈锥形筒；顶部开口与高塔下端开口相匹配；集热板由内外两层玻璃组成，内外层玻璃之间为真空；内层玻璃外表面涂有光谱选择性吸收涂层吸收太阳辐射能；经太阳光照射，光子撞击涂层，太阳能转化为热能。聚集的太阳能加热高塔底部空气，热空气密度小，轻而上升，筒状高塔内部上层较冷的空气密度大，重而下沉，形成了空气上下对流，使高塔内部风速逐渐增大，越热，上下热对流越厉害，风速越大；形成稳定的风速，驱动顶部的风力发电机。
【专利说明】
聚光太阳能风力发电方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种风力发电方法，特别涉及一种聚光太阳能风力发电方法。
【背景技术】
[0002]风是没有公害的能源之一。而且它取之不尽，用之不竭;其是一种潜力很大的新能源，有人估计过，地球上可用来发电的风力资源约有100亿千瓦，几乎是现在全世界水力发电量的10倍。目前全世界每年燃烧煤所获得的能量，只有风力在一年内所提供能量的三分之一。因此，国内外都很重视利用风力来发电，开发新能源。
[0003]我国风能资源丰富，可开发利用的风能储量约10亿kW，其中，陆地上风能储量约2.53亿kW(陆地上离地1m高度资料计算)，海上可开发和利用的风能储量约7.5亿kW，共计10亿欣。
[0004]把风能转变为电能是风能利用中最基本的一种方式。风力发电机一般有风轮、发电机(包括装置)、调向器(尾翼)、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。风力发电机的工作原理比较简单，风轮在风力的作用下旋转，它把风的动能转变为风轮轴的机械能。发电机在风轮轴的带动下旋转发电。风轮是集风装置，它的作用是把流动空气具有的动能转变为风轮旋转的机械能。一般风力发电机的风轮由2个或3个叶片构成。在风力发电机中，已采用的发电机有3种，即直流发电机、同步交流发电机和异步交流发电机。
[0005]目前，风力发电由于风力不稳定，风向和风风力时常改变，能量无法集中。由于自然风的间歇性，实际发电能力是受制于风能无常行为的安装容量的0%?100%不等。
[0006]风力发电存在的主要缺点如下:
1.风力发电站建设过程当中风电场的选址是风电场建设首先应解决的问题，也是风电场建设过程当中十分关键的一步，直接关系到风电场经济效益的好坏。因为风况决定风电机地发电量，风况是风电场选址必须考虑的主要因素；
2.风资源特点决定设备年利用小时仅2500?3400h。造成设备的利用率低，给生产造成损失;
3.由于自然风的间歇性，风力发电机输出波动较大，波动时间范围从数秒至数年。时间从数秒到数分钟的波动可能在短时间内影响常规发电设备的暂态稳定、系统频率控制和负荷潮流。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于克服上述不足，提供一种新型的聚光太阳能风力发电方法，不仅能够提供较为稳定的风速驱动风力发电机，而且建造风电站不对风场有苛刻的要求，在任何有太阳光的地方就可以建造。
[0008]为达到上述目的，本发明的技术方案是:一种聚光太阳能风力发电方法，利用聚光太阳能产生的热量对筒状高塔下面的空气加热，热空气沿高塔内腔上升，产生对流，空气对流产生的风力去驱动位于高塔顶端口的风力发电机。
[0009]进一步，所述的太阳能聚光采用集热板，其为上下开口呈锥形筒结构;其顶部开口与所述的高塔下端开口相匹配;该集热板采用透光材料制成。
[0010]所述的集热板由内外两层玻璃组成，内外层玻璃之间为真空;在内层玻璃的外表面涂有光谱选择性吸收涂层用来最大限度的吸收太阳辐射能;经太阳光照射，光子撞击涂层，太阳能转化为热能，加热集热板锥形筒内壁即内层玻璃表面周围的空气。
[0011 ]所述的集热板下还设支柱，以支撑所述的集热板和高塔。
[0012]所述集热板下还设圆台，用以支撑所述的集热板和高塔，圆台侧壁开有供空气进入的槽孔。
[0013]所述集热板下还设底座，其为框架结构，用以支撑所述的集热板和高塔，下部可供空气进入。
[0014]所述的高塔为一个上下开口的筒状结构，其内径上小下大。
[0015]所述高塔高度大于等于2米。
[0016]所述集热板高度大于等于I米;集热板锥形筒上端口半径大于等于0.5米;下端口半径大于等于1.6米;集热板锥形筒锥度为24?160度。
[0017]本发明利用聚集太阳能，聚集的太阳能加热高塔底部周围的空气。被烘热的空气密度小，轻而上升，筒状高塔内部上层较冷的空气密度大，重而下沉，形成了筒状高塔内部空气的上下对流。这种筒状高塔内部上下空气的交换，使高塔内部风速逐渐增大，越热，上下热对流越厉害，风速越大。在有太阳光的情况下，筒状高塔内部就形成稳定的风速。利用高塔内部所形成的稳定风速，驱动高塔顶部的风力发电机。夜晚，风力发电机纵向旋转90°，按照常规风力发电机运行。第二天白天，有太阳光线时，风力发电机纵向反向旋转90°，利用高塔内部稳定的风速驱动风力发电机。
[0018]本发明的有益效果:1.本发明能够给产生较为稳定的风速，该稳定的风速驱动风力发电机;2.特别适合建造在沙漠等太阳光较为充足的地域;3.解决了风力发电机在没有自然风，而有太阳光的时段内可以正常发电的技术问题，设备年利用小时大于4500小时，造成设备的利用率提高;4.风力发电站可以建造在任何有太阳光的地方，不对风场有过多要求;5.白天风力发电机输出波动较小。避免了时间从数秒到数分钟的风力发电机输出的波动，不会影响常规发电设备的暂态稳定、系统频率控制和负荷潮流。
【附图说明】
[0019]
图1为本发明的实施示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0021]如图1所示，本发明的聚光太阳能风力发电方法，利用聚光太阳能产生的热量对筒状高塔I下面的空气加热，热空气沿高塔I内腔上升，产生对流，空气对流产生的风力去驱动位于高塔顶端口的风力发电机2。
[0022]所述的太阳能聚光采用一集热板3，其为一上下开口呈锥形筒结构;其顶部开口与所述的高塔I下端开口相匹配;集热板3采用透光材料制成。
[0023]所述的集热板3由内外两层玻璃组成，内外层玻璃之间为真空;在内层玻璃的外表面涂有光谱选择性吸收涂层用来最大限度的吸收太阳辐射能;经太阳光照射，光子撞击涂层，太阳能转化为热能，加热集热板3锥形筒内壁即内层玻璃表面周围的空气。
[0024]所述的集热板3下还设圆台4，其侧壁开有供空气进入的槽孔，以支撑所述的集热板和高塔。
[0025]或者，所述的集热板3下也可以设支柱或框架结构的底座，以支撑所述的集热板和高塔。
[0026]所述的高塔I为一个上下开口的筒状结构，其内径上小下大；该高塔I高度Hl大于等于2米。所述的集热板高度H2大于等于I米;集热板锥形筒上端口半径Rl大于等于0.5米；下端口半径R2大于等于1.6米;锥形筒锥度为24?160度。底座高度H3大于等于3米。
[0027]在筒状高塔的底部安装太阳能集热板，筒状高塔顶部安装风力发电机。太阳能集热板由内外两层玻璃组成，内外层玻璃之间为真空。在内层玻璃的外表面涂有光谱选择性吸收涂层用来最大限度的吸收太阳辐射能;经太阳光照射，光子撞击涂层，太阳能转化为热能。内层玻璃的内表面周围的空气从涂层处吸热，空气的密度减小，热空气轻而向上运动。筒状高塔内部上层较冷的空气密度大，重而下沉，形成了筒状高塔内部空气的上下对流。这种筒状高塔内部上下空气的交换，使高塔内部风速逐渐增大，越热，上下热对流越厉害，风速越大。
[0028]在有太阳光的情况下，筒状高塔内部就形成稳定的风速。利用高塔内部所形成的稳定风速，驱动高塔顶部的风力发电机。夜晚，风力发电机纵向旋转90°，按照常规风力发电机运行。白天，有太阳光线时，风力发电机纵向反向旋转90°，利用高塔内部稳定的风速驱动风力发电机。
[0029]综上所述，本发明利用聚光太阳能产生的热量让空气产生对流，空气对流产生的风力去驱动风力发电机，避免了在有太阳光没有风的情况下风力发电机不发电的情况。下部被烘热了的空气密度小，轻而上升，上层较冷的空气密度大，重而下沉，形成了空气的上下对流。这种上下空气的交换，使风速逐渐增大，下部空气越热，上下热对流越厉害，风速越大。解决了风力发电机在没有自然风，而有太阳光的时段内可以正常发电的技术问题;设备年利用小时大于4500小时。设备利用率大幅度提尚。
【主权项】
1.聚光太阳能风力发电方法，利用聚光太阳能产生的热量对筒状高塔下面的空气加热，热空气沿高塔内腔上升，产生对流，空气对流产生的风力去驱动位于高塔顶端口的风力发电机。2.如权利要求1所述的聚光太阳能风力发电方法，其特征在是，所述的太阳能聚光采用集热板，其为上下开口呈锥形筒结构;其顶部开口与所述的高塔下端开口相匹配;该集热板采用透光材料制成。3.如权利要求2所述的聚光太阳能风力发电方法，其特征是，所述的集热板由内外两层玻璃组成，内外层玻璃之间为真空;在内层玻璃的外表面涂有光谱选择性吸收涂层用来最大限度的吸收太阳辐射能;经太阳光照射，光子撞击涂层，太阳能转化为热能，加热集热板锥形筒内壁即内层玻璃表面周围的空气。4.如权利要求2所述的聚光太阳能风力发电方法，其特征是，所述的集热板下还设支柱，以支撑所述的集热板和高塔。5.如权利要求2所述的聚光太阳能风力发电方法，其特征是，所述的集热板下还设圆台，以支撑所述的集热板和高塔，圆台侧壁开有供空气进入的槽孔。6.如权利要求2所述的聚光太阳能风力发电方法，其特征是，所述的集热板下还设底座，其为框架结构，以支撑所述的集热板和高塔，下部可供空气进入。7.如权利要求1所述的聚光太阳能风力发电方法，其特征是，所述的高塔为一个上下开口的筒状结构，其内径上小下大。8.如权利要求1或7所述的聚光太阳能风力发电方法，其特征是，所述的高塔高度大于等于2米。9.如权利要求2所述的聚光太阳能风力发电方法，其特征是，所述的集热板高度大于等于I米。10.如权利要求2所述的聚光太阳能风力发电方法，其特征是，所述的集热板锥形筒上端口半径大于等于0.5米;下端口半径大于等于1.6米。
【文档编号】F24J2/00GK106014863SQ201610419317
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月16日
【发明人】杨晶
【申请人】昆山诃德新能源科技有限公司