一种利用高铁行进风光热电互补型风力发电系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种利用高铁行进风光热电互补型 风力发电系统。
【背景技术】
[0002] 高铁铁路是人类实用新型的首项公共交通工具，在十九世纪初期便在英国出现。 在20世纪初前期，当时火车"最高速率"超过时速200公里者寥寥无几。直到1964年日本 的东京一名古屋一京都一大阪的东海道新干线，营运速度每小时271公里，营运最高时速 300公里。
[0003] 从90年代开始，亚洲（韩国、中国台湾、中国）、北美洲（美国）、澳洲（澳大利亚） 世界范围内掀起了建设高速铁路的热潮。主要体现在：一是修建高速铁路得到了各国政府 的大力支持，一般都有了全国性的整体修建规划，并按照规划逐步实施；二是修建高速铁路 的企业经济效益和社会效益，得到了更广层面的共识，特别是修建高速铁路能够节约能源、 减少土地使用面积、减少环境污染、交通安全等方面的社会效益显著，以及能够促进沿线地 区经济发展、加快产业结构的调整等等。
[0004] 而中国作为发展中国家，重点发展高铁建设已经成为既定的事实，可以直接拉动 内需，促进就业，同城效应促进产业转移和服务业发展，缓解铁路压力，便利人民出行，以电 力机车取代汽车和飞机，降低交通能耗，减少中国对石油的需求，缓解能源危机。中国投入 运营的高速铁路营运里程达到8358千m，居世界第一位。到2012年低，高铁建成通车合计 13000千m以上。
[0005] 中国《"十二五"综合交通运输体系发展规划》提出，到2015年中国快速铁路营业 里程达4. 5万公里，五年增长率达438. 4%。由此可见未来五年铁路建设仍将是中国交通运 输体系建设的重头戏。根据《规划》，"十二五"中国铁道建设要完成贯通北京至哈尔滨（大 连）、北京至上海、上海至深圳、北京至深圳、青岛至太原、徐州至兰州、上海至成都、上海至 昆明等"四纵四横"客运专线。在未来30年，将形成五纵六横七连线格局，同时，随着高铁建 设的全面启动，高铁土建工程及高铁设备需求将大规模增长，高铁行业整个产业链将受益。
[0006] 人类利用太阳能已有3000多年的历史。20世纪70年代以来，太阳能科技突飞猛 进，太阳能利用日新月异。太阳能是一种清洁、高效和永不衰竭的新能源。在新实际中，各 国政府都将太阳能资源利用作为国家可持续发展战略的重要内容。
[0007] 人类利用在生活中利用风力渊源已久，如利用风车来进行汲水、灌溉、磨碎谷物等 各种费力的工作。自从电能被广泛使用之后，就有人开始利用风车作为发电装置。世界风 能理事会（GWEC)日前汇总的调查数据显示，截至2011年底，世界风电装机容量达到2. 38 亿kw，同比增长20. 6%。2001到2011年期间年均增长约28%。
[0008] 随着人类社会的逐渐发展，人们对于大自然环境的破坏也愈加剧烈，化石燃料的 燃烧严重污染空气，加大温室效应。而中国对煤炭的严重依赖，使中国在应对气候变化和保 护环境方面面对巨大压力。国家能源局表示，中国应尽量通过鼓励使用清洁燃料而调整这 种依赖性。
[0009] 国家能源局于2011年3月6日表示，中国计划到2015年使非化石燃料占一次能 源总使用量比例提高到11.4%。这一目标已被列入第十二个五年计划草案，并且是强制性 的，在2020年达15%的目标。
[0010] 高铁在中国交通网络中扮演着举足轻重的作用，其速度可达350km/h，快速，便捷， 舒适，并且中国在未来30年，还将大力完善高铁网络。高铁高速行驶中对周围环境产生平 均25m/s的风速，利用刚要停车时的速度，既不消耗系统内部自身能量，又能利用风能。目 前风力主要用来发电，而风力发电的优点是占用土地少、无污染、取用不尽且兼具观光作 用，适合拥有稳定强劲的风速的地区。缺点是一年四季地面风向的变化大，风力不稳定，且 风力机启动风速有一定门坎，风能并不能得到很好的利用，加上风力发电机的设备余热也 不能够好好的利用导致发电效率过低，除了少部份终年有风的地区，风力发电只能作为季 风时节的辅助性发电设备。
[0011] 针对目前的研宄来看，有高速列车风能发电的研宄，确定了车头车尾风的可利用 性，提出了安装风力发电装置的可行性，只是对于其可利用性进行了分析，并没有利用高铁 在停车时行进风的深入研宄，也没有利用高速列车行进风光热电发电系统的研宄改进。而 我国目前的研宄，大都停留在车辆层次，对于马路上安装光电互补型装置，很少涉及到高速 运行交通工具，忽视了这一可利用能源。 【实用新型内容】
[0012] 针对以上问题，本实用新型提供了一种结构设计简单、合理，具有风能利用率高、 成本低、节能环保等特点的利用高铁行进风光热电互补型风力发电系统。
[0013] 本实用新型是通过以下技术方案实现的：
[0014] 上述的利用高铁行进风光热电互补型风力发电系统，其设在高铁轨道旁侧，尤其 为列车即将停车时，此时并不消耗列车系统自身能量，包括风力发电机和匹配设于所述风 力发电机前侧的喷管；所述喷管采用渐缩式喷管，其前端增设有喇叭且在曲面上设有"鱼 鳞"状的通风孔；所述喷管的外部表面设有一层光能集热材料，以收集光的热能并传递到所 述喷管内壁。
[0015] 所述利用高铁行进风光热电互补型风力发电系统，其中：所述喷管是通过三脚架 固定于所述风力发电机的前侧地面。
[0016] 所述利用高铁行进风光热电互补型风力发电系统，其中：所述风力发电机采用功 率范围71kW的水平轴或垂直轴风力发电机，其扇叶大小5. 5m，正常风速允许范围为20m/ s~40m/s〇
[0017] 所述利用高铁行进风光热电互补型风力发电系统，其中：所述喷管的出口直径为 4. 3m，进口截面直径为5m，长度为6. 5m。
[0018] 本实用新型利用高铁行进风光热电互补型风力发电系统结构设计简单、合理，具 有风能利用率高、成本低、节能环保等特点，其采用喷管收集风能，对风力起到一个很好的 加速作用，提高利用率；在喷管外壁设有均匀的鱼鳞状小孔，这样能够起到接收不同方向的 风的作用；喷管前端设计"喇叭口"，最大化收集风能，再经过"渐缩式喷管"对风进行加速， 在喷管上设有"鱼鳞"状小孔，减小侧向风的影响；喷管表面涂有太阳能吸热材料，日照时吸 收热量对喷管进行加热。将高铁行进风最大化的加速，增大风密度，使风力发电机接收更大 的风量，提尚风能利用率。
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