专利名称：一种平流式风光能源复合型发电装置及其用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及能源技术领域，确切而言，涉及风能发电和太阳能发电技术领域，是风能发电和太阳能发电两类技术的综合和交叉，是一种平流式风光能源复合型发电装置及其用途。
背景技术：
能源技术是世界经济社会运行发展的基础技术，特别面临后石油时代，如何高效开发利用天然能源技术，是当前国际社会能源战略的重大课题。利用风能通过机械能转换进行发电，以及利用太阳能通过光电转换进行发电，都是目前比较成熟、应用广泛的天然可再生能源利用技术，但是这两类技术也有各自的不足和缺陷，如风能发电在无风或风小的天气及地理条件下就不能运转，而太阳能发电在夜间以及阴天的时间和天气条件下也难以工作，而且，现有的所谓风能和太阳能综合发电系统装置，往往只是把两类技术装置分别设置，各自安装，然后在电路上连接起来，起到互补作用。这样，材料装置的利用效率和天然能源利用效率较低，而土地及空间的利用效率也较低，经济成本和维护成本均较高。本发明人为此开发了一种风光能源复合型发电装置，即中国发明专利申请200710056828.9，在拒风型风车类发电装置上，利用风车矩形桨叶在其上附加安装了太阳能电池膜板构件，从而复合增加了太阳能发电功能，可以在进行风力发电同时进行太阳能发电，提高了材料设备及土地空间的利用效率和发电效率。
但该在先申请由于是单一的拒风型垂直风流式风能利用结构，因而对于风能的利用效率有一定局限性，并且由于安装的太阳电池膜板始终与地面成垂直状态，因而接受阳光辐射的角度也有一定局限性，也影响到光电转换效率的提高。因此，以本发明人的在先申请为现有对比技术，进行改进开发，进一步实现风光能源利用的结构复合和功能复合，进一步提高风电转换效率和光电转换效率，无疑是具有新颖性和创造性的技术课题。
发明内容
本发明的目的正在于提供一种平流式风光能源复合型发电装置及其实际用途，实现了对于在先申请的技术改进。
本发明的特点之一，在于将风能动力结构改进为平流式，即垂直轴水平风流矩形或螺旋桨叶辐射分布构成形式，但是将拒风型风能利用方式和扬风型风能利用方式相结合——在风能结构周边辐圈樑架上，采用安装了风杯或风斗等拒风型风力构件，而在辐射状对称分布的支撑樑架上，采用安装了平流矩形或螺旋桨叶的扬风型风力构件，从而提高了风能利用效率。
本发明的另一特点，在于将光电结构太阳能电池膜板由垂直布置方式改进为水平倾角布置方式——在辐射状对称分布的支撑樑架上设有转动轴，在轴上安装平流矩形或螺旋桨叶架，桨叶架上下两面安装太阳能电池膜板构件，并且该桨叶电池膜板结构可以依轴而进行倾角调节，可以依据不同地区纬度阳光辐射条件和四季阳光风力变化条件进行辐射角和扬风角的平衡调节，并且还以大小不同、角度不同的反光膜镜片通过胶粘材料铺设了反光面层，以利阳光反射，从而较高程度地利用好扬风风力效应和阳光辐射效应，同时提高风电转换效率和光电转换效率。
本发明首先涉及一种平流式风光能源复合型发电装置，其特征在于具有以下结构构成一、风能发电结构为垂直轴水平风流矩形或螺旋桨叶辐射分布构成结构，包括有空心管状固定主轴1，位于主轴上部的辐轮辐樑及辐圈樑架结构2，辐射对称分布的辐樑上安装的上下面有太阳电池的桨叶架扬风构件3，辐樑上安装的调节桨叶架角度的转轴4，固定桨叶架角度的定位紧固件5，辐射对称分布的安装于辐圈周边的拒风型构件6，与主轴连接的机械变速结构及发电转换结构8，用变电结构9，蓄电结构10，连接发电结构用变电结构及蓄电结构的线路12。通过有风时拒风构件及扬风构件的同时运动，带动主轴旋转，从而带动机械变速结构以及发电转换结构运转，实现风能发电功能。
二、光能发电结构为动静态电池膜板倾角可调光电转换结构，通过辐樑上矩形或螺旋桨叶架3上下面安装的太阳能电池膜板，以及地面设施顶面上铺设的反光膜镜片面层11的反射，接受阳光辐射，有风转动下，无风静止下，均可实现光电转换。并通过转轴4及角度固定紧固件5，来选择固定适合纬度阳光辐射及风力扬风的电池膜板倾角。其多组电池的导线通过辐樑引入辐轮进入主轴，通过连接抱合主轴的同在先申请一样的旋转导电结构7，即装有两层导电圆盘13、14及与圆盘分别接触的两个导电滚轮或磁刷构件15、16的滚动或摩擦传导，使同主轴旋转的纵向导线两相电流传入静态的用变电结构及蓄电结构，从而实现光电转换功能和动静态传导的整个过程。
本发明还涉及一种平流式风光能源复合型发电装置的用途，其特征在于平流式风光能源复合型发电装置的用途包括路灯、场地照明灯、动态广告及广告灯箱、车用船用及航空飞机用发电、散居城乡民宅及别墅发电、商住两用楼顶及阳台发电、商业及工业特别是农业装置设施发电、海上移动或固定设施钻井平台灯塔浮标勘测器具的发电、陆上水上及山上固定设施设备用发电、军民两用野外及战地发电、民用及工业用电的配套补充应急发电、本装置多台套多组合矩阵式并网型风场发电，以及本装置与其它类型风能或太阳能发电装置的配套组合发电。
附图1，为本发明平流式风光能源复合型发电装置总体结构及风电转换结构示意图1空心管状固定主轴、2位于主轴上部的辐轮辐樑及辐圈樑架结构、3辐射对称分布的辐樑上安装的上下面有太阳电池的桨叶架扬风构件、4辐樑上安装的调节桨叶架角度的转轴、5固定桨叶架角度的定位紧固件、6辐射对称分布的安装于辐圈周边的拒风型构件、7旋转导电结构、8与主轴连接的机械变速结构及发电转换结构、9用变电结构、10蓄电结构、11反光面层、12连接发电结构用变电结构及蓄电结构的导电线路。
附图2，为本发明平流式风光能源复合型发电装置光电转换结构示意图3辐樑上上下面安装太阳电池膜板的桨叶架、4选择电池膜板倾角的转轴、5角度固定紧固件、7旋转导电结构、13-14导电圆盘、15-16与圆盘分别接触的导电构件。
本发明的改进特点是明显的，在提高风能利用效率方面，本发明采取了拒风型和扬风型两种形式的结合，在提高光电转换效率方面，本发明设置了太阳电池膜板倾角可调节功能，并增加了有利光电转换的反光面层，因而对比在先申请，材料和能源利用效率以及发电效率的提高是确定无疑的。
实施方式实施例1、本实施例平流式风光复合型发电装置总体结构及风能光能结构如附图1、附图2所示风能发电结构为垂直轴水平风流矩形桨叶辐射分布构成结构，包括有空心管状固定主轴1，位于主轴上部的辐轮辐樑及辐圈樑架结构2，辐射对称分布的6个辐樑上安装的上下面有太阳电池的6个桨叶架扬风构件3，辐樑上安装的调节桨叶架角度的转轴4，固定桨叶架角度的定位紧固件5，辐射对称分布的安装于辐圈周边的6组共18个风杯形拒风型构件6(附图1中仅示意画出4组)，与主轴连接的机械变速结构及采用直驱永磁发电机的发电转换结构8，用变电结构9，采用阀控式密封铅酸蓄电池组的蓄电结构10，连接发电结构用变电结构及蓄电结构的线路12。通过有风时拒风构件风杯及扬风构件桨叶的同时运动，带动主轴旋转，从而带动机械变速结构以及发电转换结构运转，实现风能发电功能。
光能发电结构为动静态电池膜板倾角可调光电转换结构，通过辐樑上6个桨叶架3上下面安装的18套太阳电池膜板，采用多晶硅太阳电池硅片组件，以及地面设施顶面上铺设的反光膜镜片面层11的反射，接受阳光辐射，有风转动下，无风静止下，均可实现光电转换。并通过转轴4及角度固定紧固件5，来选择固定适合纬度阳光辐射及风力扬风的电池膜板倾角。其多组电池的导线通过辐樑引入辐轮进入主轴，通过连接抱合主轴的旋转导电结构7，即装有两层铜质导电圆盘13、14及与圆盘分别接触的两个铜质滚轮15、16的传导，使同主轴旋转的纵向导线两相电流传入静态的用变电结构及蓄电结构，从而实现光电转换功能和动静态传导的整个过程。
本实施例装置应用于城乡散居民宅的日常生活及小机械设施等用电。
实施例2、本实施例平流式风光复合型发电装置总体结构及风能光能结构基本如实施例1风能发电结构为垂直轴水平风流螺旋桨叶辐射分布构成结构，包括有空心管状固定主轴，位于主轴上部的辐轮辐樑及辐圈樑架结构，辐射对称分布的18个辐樑上安装的上下面有太阳电池的18个螺旋形桨叶架扬风构件，辐樑上安装的调节桨叶架角度的转轴，固定桨叶架角度的定位紧固件，辐射对称分布的安装于辐圈周边的18组共64个风斗形拒风型构件，与主轴连接的机械变速结构及采用直驱永磁发电机的发电转换结构，用变电结构，采用阀控式密封铅酸蓄电池组的蓄电结构，连接发电结构用变电结构及蓄电结构的线路。通过有风时拒风构件风斗及扬风构件螺旋形桨叶的同时运动，带动主轴旋转，从而带动机械变速结构以及发电转换结构运转，实现风能发电功能。
光能发电结构为动静态电池膜板倾角可调光电转换结构，通过辐樑上18个桨叶架上下面安装的36套太阳电池膜板，采用多晶硅太阳电池硅片组件，以及地面设施顶面上铺设的反光膜镜片面层的反射，接受阳光辐射，有风转动下，无风静止下，均可实现光电转换。并通过转轴及角度固定紧固件，来选择固定电池膜板倾角。其多组电池的导线通过连接抱合主轴的旋转导电结构7，即装有两层铜质导电圆盘及与圆盘分别接触的两个导电磁刷的传导，使同主轴旋转的纵向导线两相电流传入静态的用变电结构及蓄电结构，从而实现光电转换功能和动静态传导的整个过程。
本实施例装置可设置于工商及住宅楼楼顶平台等处，可应用于工商业及住宅设施的配套补充用电以及应急用电。
本实施例装置的纵向紧凑型式，即主轴较短，风能光能整个旋转结构与反光层面距离较近的型式，可安装于汽车车顶、船舱平台、飞机机翼及机舱顶部等空间条件有限制的区域，用于汽车、轮船、飞机等的动力或补充发电。
或由9×9＝81套本发明单套装置组成阵列组合，置于陆地或海上风场，再以网络线路与用变电结构和蓄电结构蓄电池组相连接，作为风光能源复合型发电站网，可进入并网发电。
权利要求
1.一种平流式风光能源复合型发电装置，其特征在于具有以下结构构成1)、风能发电结构为垂直轴水平风流矩形或螺旋桨叶辐射分布构成结构，包括有空心管状固定主轴(1)，位于主轴上部的辐轮辐樑及辐圈樑架结构(2)，辐射对称分布的辐樑上安装的上下面有太阳电池的矩形或螺旋桨叶架扬风构件(3)，辐樑上安装的调节桨叶架角度的转轴(4)，固定桨叶架角度的定位紧固件(5)，辐射对称分布的安装于辐圈周边的拒风型构件(6)，与主轴连接的机械变速结构及发电转换结构(8)，用变电结构(9)，蓄电结构(10)，连接发电结构用变电结构及蓄电结构的线路(12)，通过有风时拒风构件及扬风构件的同时运动，带动主轴旋转，从而带动机械变速结构以及发电转换结构运转，实现风能发电功能；2)、光能发电结构为动静态电池膜板倾角可调光电转换结构，通过辐樑上矩形或螺旋桨叶架(3)上下面安装的太阳电池膜板，以及地面设施顶面上铺设的反光膜镜片面层(11)的反射，接受阳光辐射，有风转动下，无风静止下，均可实现光电转换；并通过转轴(4)及角度固定紧固件(5)，来选择固定适合纬度阳光辐射及风力扬风的电池膜板倾角；其多组电池的导线通过辐樑引入辐轮进入主轴，通过连接抱合主轴的旋转导电结构(7)，即装有两层导电圆盘(13)、(14)及与圆盘分别接触的两个导电滚轮或磁刷构件(15)、(16)的滚动或摩擦传导，使同主轴旋转的纵向导线两相电流传入静态的用变电结构及蓄电结构，从而实现光电转换功能和动静态传导整个过程。
2.本发明还涉及一种平流式风光能源复合型发电装置的用途，其特征在于平流式风光能源复合型发电装置的用途包括路灯、场地照明灯、动态广告及广告灯箱、车用船用及航空飞机用发电、散居城乡民宅及别墅发电、商住两用楼顶及阳台发电、商业及工业特别是农业装置设施发电、海上移动或固定设施钻井平台灯塔浮标勘测器具的发电、陆上水上及山上固定设施设备用发电、军民两用野外及战地发电、民用及工业用电的配套补充应急发电、本装置多台套多组合矩阵式并网型风场发电，以及本装置与风能或太阳能发电装置的配套组合发电。
全文摘要
本发明为一种平流式风光能源复合型发电装置及其用途，其特征在于风能发电结构为垂直轴平流矩形或螺旋桨叶辐射分布结构，通过有风时拒风构件及扬风构件的同时运动，带动主轴旋转，从而带动机械变速结构以及发电转换结构运转，实现风能发电功能；光能发电结构为动静态电池膜板倾角可调光电转换结构，通过辐梁矩形或螺旋桨叶上下面安装的太阳电池膜板，以及地面设施上铺设的反光膜镜片面层的反射，接受阳光辐射，并通过转轴及角度固定紧固件，来选择固定适合纬度阳光辐射及风力扬风的电池膜板倾角。可以实现光电转换功能和动静态传导的整个过程。
文档编号H02J7/14GK101016884SQ200710056848
公开日2007年8月15日 申请日期2007年2月28日 优先权日2007年2月28日
发明者马元威 申请人:马元威