专利名称：风力发电机叶片及风力发电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种风力发电机叶片、风力发电机及其在路灯中的应用。
背景技术：
目前，传统的燃料能源正在一天天减少，对环境的危害也日益突出，人们越来越关注再生能源，太阳能作为一种绿色能源，以其取之不竭、无污染、不受地域资源限制等优点 越来越受到人们的重视。同时风能由于其蕴量巨大、卡伊再生、分布广泛、没有污染，也同样 收到人们的关注。现有有将两种资源结合起来，实现风光互补发电，但一般风力发电机与太阳能发 电为两个独立的个体，例如风力发电机位于支架顶部，太阳能电池组件位于支架下部，这种 结构占用空间，且连接复杂，浪费成本，且不适合有大量需求的城市使用，同时太阳能组件 也不能得到很好的受光，可能不能充分利用太阳能。
实用新型内容本实用新型克服了现有技术的风力发电机叶片只能带动风力发电机发电，制备的 风力发电机功能单一，且现有技术的风光互补发电装置结构复杂、连接困难，占用空间，浪 费成本的缺点，提供一种功能多样，可同时带动风力发电机发电及受光进行太阳能发电的 风力发电机叶片。本实用新型同时提供了这种能同时进行风力发电和太阳能发电的结构简单、节约 空间的风力发电机。本实用新型的另一个目的是提供了使用上述风力发电机在路灯中的应用，制备的 路灯不仅能同时利用风能和太阳能，而且结构简单、节约空间、特别适合广泛利用。一种风力发电机叶片，其上设有太阳能电池片或太阳能电池组件。一种风力发电机，包括如干叶片、轮毂、与轮毂相配合的输出轴、连接在输出轴上 的发电机构及与发电机构的终端连接用于输出电流的电流输出装置；叶片均勻分布于轮毂上，与轮毂固定连接；其中，叶片为上述风力发电机叶片；叶 片上的太阳能电池片或太阳能电池组件的引出电流与电流输出装置导通。一种上述风力发电机在路灯中的应用，路灯可包括支架、灯、风力发电机及储能装 置；灯通过灯臂固定在支架上；风力发电机的叶片和轮毂组成叶片组固定在支架的顶部； 风力发电机的电流输出装置通过蓄放电控制电路与储能装置和灯连接。本实用新型采用在风力发电机的叶片上设置太阳能电池片，将风力发电和太阳能 发电巧妙的结合在一起，设计为一个整体结构，使结构更简单，连接更经凑，节约了大量空 间，且省去了大量的复杂连接，实现更方便，成本更低廉，同时太阳能电池片能得到很好的 光照，能充分利用太阳能发电，且风力发电机在工作过程中叶片的转动，加速了太阳能电池 片周围的空气流动，可降低太阳能组件工作温度，降低温度对太阳能发电的负影响，提高太 阳能电池片的转化效率，提高了这种风光互补的风力发电机的发电能力及对自然能量的利 用率。使用本实用新型的这种风光互补的风力发电机的路灯，不仅结构简单，而且节约了空间，能得到广泛的应用，特别是对于大量需求的城市的使用，可一定程度上降低支架高 度，节省整体路灯制作成本，同时由于本设计带来支架高度的降低，增加整体系统的抗风等 安全性能。
图1为本实用新型的风力发电机叶片的一种实施方式的结构示意图；图2为本实用新型的风力发电机叶片组的一种实施方式的结构示意图；图3为使用本实用新型风力发电机的路灯的一种实施方式结构示意图。
具体实施方式
本实用新型提供一种功能多样，可同时带动风力发电机发电及受光进行太阳能发 电的风力发电机叶片；及含有此种风力发电机叶片的同时进行风力发电和太阳能发电的结 构简单、节约空间风光互补的风力发电机；同时提供了上述风力发电机在路灯中的应用，能 同时利用风能和太阳能，结构简单、节约空间、适合广泛利用。一种风力发电机叶片，其上含有太阳能电池片或太阳能电池组件。太阳能电池片或太阳能电池组件可以处于传统材料的叶片内部，例如叶片由透光 上盖板、太阳能电池片和下盖板依次组装而成，或由透光上盖板、太阳能电池组件和下盖板 依次组装而成。叶片由透光上盖板、太阳能电池片和下盖板依次组装而成，为防止水分、水气等杂 质的进入，损坏太阳能电池片，优选透光上盖板、太阳能电池片和下盖板依次层压密封，太 阳能电池片的正电场表面位于透光上盖板下表面。同时下盖板也可以采用透光材料，此时 叶片中的太阳能电池片优选采用双面受光的太阳能电池片或两单面受光的太阳能电池片 背光面相对中间采用绝缘材料隔开结合成双面受光的太阳能电池片，更高效率的利用太阳 能，能使叶片不用调节角度也可以全方位的接受太阳能。本实用新型可采用本领域技术人 员公知的各种层压制备太阳能组件的工艺来制备本实用新型的发电机叶片，例如透光上盖 板、太阳能电池片和下盖板间采用EVA胶密封连接，将下盖板/EVA/太阳能电池片/EVA/绝 缘层/EVA/太阳能电池片/EVA/透光上盖板依次从下向上排列后高温层压后制成叶片。太 阳能电池片可以为单个也可以为电极串/并焊接在一起的多个太阳能电池片，根据叶片的 规格大小和太阳能电池片的规格大小进行调节，太阳能电池片的形状或连接形状也可以根 据叶片的相关形状做调整，层压机可以根据叶片的形状采用适合的模型等，使叶片的性能 最优化。此种结构节约了空间，也可以节约重量。此种结构甚至可以不使用传统太阳能组件 所采用的框架结构，降低组件加工成本，同时采用此种架构也可节省风光互补路灯固定太 阳能电池组件结构，节约了成本。透明上、下盖板可以采用发电机叶片常用的强度较高，耐 腐蚀的透明材料，例如可以为透明塑胶件，不透明的下盖板可以采用发电机叶片常用材料， 例如铝合金。当上盖板及下盖板均为透明玻璃时，风力发电机叶片即可等同于太阳能组件， 结构简单，节约工艺。叶片由透光上盖板、太阳能电池组件和下盖板依次组装而成，其中太阳能电池组 件由透光玻璃、太阳能电池片及背板依次层压密封而成，太阳能电池片的正电场表面位于 玻璃内表面，玻璃外表面位于上盖板下表面。太阳能电池组件同样也可以采用双面太阳能电池组件或单面太阳能电池组件背电场相对组成的双面太阳能电池组件，下盖板为透光盖 板，实现叶片的全方位受光。透光上盖板、太阳能电池组件和下盖板的组装可以采用本领域 技术人员公知的各种组装方法，例如将上盖板和下盖板做成适合的空心盒子后将太阳能电 池组件放入，填充透明物质防止太阳能电池组件晃动造成损害，后封装，例如可采用传统滴 胶工艺进行封装。此种结构简单、易实现，不仅节约了空间，而且上、下盖板对太阳能电池组 件实现了一个很好的保护，防止灰尘、水分等对太阳能组件的损害，可以节约清洗太阳能电 池组件，节约了成本，且降低了清洗的损害，增加了太阳能电池组件的使用寿命。透明上、下盖板本实用新型可以采用各种具有刚性较强、透光率高、重量轻等特点 的叶片材料，可以直接采用现有的透明材料制备而成，例如，透明钢化玻璃、透明塑料。也可 以对现有的风力发电机的叶片的材料进行改性后成透明材料后采用常规制备方法制成叶 片状，例如可以对玻璃纤维和碳纤维进行除色的改进后混合制成叶片状上、下盖板，为了减 轻叶片的重量，上、下盖板均较薄，一般为2. 0 4. 0mm，可以通过中间的太阳能电池片或太 阳能电池组件的钢化强度增加叶片的强度。太阳能电池片或太阳能电池组件的厚度也可以 做适当的降低，尽量降低叶片重量，太阳能电池片的厚度一般小于等于0. 2mm。本实用新型也可以在叶片表面固定太阳能电池组件，例如叶片表面设有粘胶层， 粘胶层上固定连接太阳能电池组件；或叶片沿边缘周边方向设有腰子孔，腰子孔与叶片表 面的太阳能组件沿边缘周边方向的螺纹孔配合，叶片与其表面的太阳能组件通过螺栓固定 连接。太阳能电池组件的受光面背离叶片表面。太阳能电池组件采用本领域技术人员公知 的各种太阳能电池组件，叶片采用本领域技术人员公知的各种风力发电机的叶片。风力发 电机叶片呈弯弧形，以便于风机转动发电，叶片可为塑胶件或铝合金件。本实用新型也可优选在发电极的轮毂或轮轴等适合部位设置调节叶片角度的调 节装置，例如连接的螺丝等，能使叶片对风能和太阳能的利用达到最大化。本实用新型同时提供了一种风力发电机，风力发电机包括若干叶片、轮毂、与轮毂 相配合的输出轴、连接在输出轴上的发电机构及与发电机构的终端连接用于输出电流的电 流输出装置；叶片均勻分布于轮毂外侧面沿圆周方向，与轮毂固定连接；其中，叶片为上述 风力发电机叶片；叶片上的太阳能电池片或太阳能电池组件的引出电流与电流输出装置导 通，例如可以通过下述方式实现，叶片上的太阳能电池片或太阳能电池组件内部的太阳能 电池片两表面沿栅线固定有焊带用于引出正负极电流，焊带对应电流极性与电流输出装置 连接，导出电流。风力发电机优选包括多个叶片，对称均勻分布于轮毂外侧面沿圆周方向。 叶片包括叶片端部和叶片连接部，叶片连接部与轮毂外侧面沿圆周方向固定连接，方式可 采用本领域技术人员公知的各种连接方式。优选叶片的端部为标准叶片翼型；叶片连接部 为空心圆柱体，连接方式为叶片连接部上设有若干螺纹孔，螺纹孔均勻分布于叶片连接部 的外侧面的沿圆周方向；同时轮毂沿圆周方向均勻设置有与叶片连接部上的螺纹孔相匹配 的腰子孔；叶片连接部与轮毂通过螺丝固定连接。其中电流输出装置包括导电圈、电刷及与 电刷导通的太阳能电流输出端；导电圈固定在轮毂上，导电圈与轮毂运动一致，导电圈包括 相互绝缘的导出极性相反电流的两导电圈，其中导电圈与太阳能电池片上的焊带对应极性 保持电连接；电刷与导电圈始终保持电连接，其中，电刷相对转动的轮毂处于静态，电流输 出装置根据常规还包括与发电机构的终端相连接的电流输入端及与能量储存装置和用电 器相连的终端电流输出端。轮毂、与轮毂相配合的输出轴及连接在输出轴上的发电机构均采用本领域技术人员公知的各种轮毂、输出轴和发电机构。发电机也可以包括各种优化风 力发电机性能的装置，例如调速器等，本实用新型没有特别限制，可采用本领域技术人员的 公知技术设置和连接其他功能部件。本实用新型同时提供了上述风力发电机在路灯中的应用，其中路灯，可包括支架、 灯、风力发电机及储能装置；灯通过灯臂固定在支架上，高度为本领域技术人员公知，只要 照明即可，与使用环境相关；风力发电机的叶片和轮毂组成叶片组固定在支架的顶部，用于 更好的接受风能和太阳能，风力发电机的发电机构可以固定在支架下，减轻支架的重量，通 过与轮毂带动的旋转的输出轴连接，而接受动力发电，例如可以固定在支架下的地表面下， 输出轴位于支架内心，节约空间；风力发电机的电流输出装置通过蓄放电控制电路与储能 装置和灯连接，储能装置一般固定在风力发电机的下面，可以是任意位置，甚至可以不固定 在支架上，另设机构，例如支架的地表面下，蓄放电控制电路可以设置于贴附支架内表面， 节约空间。本实用新型采用在风力发电机的叶片内部或表面设置太阳能电池片，将风力发电 机和太阳能发电巧妙的结合在一起，设计为一个整体结构，使结构更简单，连接更经凑，节 约了大量空间，且省去了大量的复杂连接，实现更方便，成本更低廉，同时太阳能电池片能 得到很好的光照，能充分利用太阳能发电，且风力发电机在工作过程中叶片的转动，加速了 太阳能电池片周围的空气流动，可降低太阳能组件工作温度，降低温度对太阳能发电的负 影响，提高太阳能电池片的转化效率，提高了这种风光互补的风力发电机的发电能力及对 自然能量的利用率。
以下结合附图对本实用新型做详细说明如附图1为本实用新型的风力发电机叶片1的一种实施方式，由透光下盖板15/ EVA12/太阳能电池片13/EVA12/绝缘层14/EVA/12太阳能电池片13/EVA12/透光上盖板 11依次从下向上排列后高温层压后制得。如附图2为本实用新型的风力发电机的叶片1及轮毂21组成的叶片组的一种实 施方式示意图，叶片1的连接部上设有多个均勻分布于叶片连接部的外侧面的沿圆周方向 螺纹孔16，通过螺栓可与轮毂21上的沿圆周方向均勻设置的腰子孔相匹配固定叶片1在轮 毂21上。如附图3为使用上述风力发电机的路灯的一种实施方式示意图，灯41通过灯臂42 固定在支架6上，支架6的高度为10m，灯41固定的高度为6m，风力发电机的叶片组固定在 支架6的顶部，用于更好的接受风能和太阳能，风力发电机的输出轴位于支架6内心，发电 机构(图中未示出)位于支架下方，储能装置5固定在支架6下方，风力发电机的输出装置 (图中未示出)通过蓄放电控制电路与储能装置6和灯41连接，蓄放电控制电路可以设置 于支架内表面，节约空间。使用本实用新型的这种风光互补的风力发电机的路灯，不仅结构简单，而且节约 了空间，能得到广泛的应用，特别是对于大量需求的城市的使用，可一定程度上降低支架高 度，节省整体路灯制作成本，同时由于本设计带来支架高度的降低，增加整体系统的抗风等 安全性能。本实用新型的路灯，重量轻、成本低、转化效率高、安全性高。
权利要求风力发电机叶片，其特征在于，所述叶片上设有太阳能电池片或太阳能电池组件。
2.根据权利要求1所述的风力发电机叶片，其特征在于，所述叶片由透光上盖板、太阳 能电池片和下盖板依次层压密封。
3.根据权利要求1所述的风力发电机叶片，其特征在于，所述叶片由透光上盖板、太阳 能电池组件和下盖板依次组装而成；
4.根据权利要求1所述的风力发电机叶片，其特征在于，所述叶片表面设有粘胶层，所 述太阳能电池组件通过粘胶层固定在叶片的表面。
5.根据权利要求1所述的风力发电机叶片，其特征在于，所述太阳能电池组件位于叶 片表面，所述叶片与太阳能电池组件通过螺栓固定连接。
6.风力发电机，其特征在于，所述风力发电机包括若干叶片、轮毂、与轮毂相配合的输 出轴、连接在输出轴上的发电机构及与发电机构的终端连接用于输出电流的电流输出装 置；所述叶片均勻分布于轮毂上，与轮毂固定连接；所述叶片为权利要求1-5任意一项所述的风力发电机叶片；所述叶片上的太阳能电池片或太阳能电池组件的引出电流与电流输出装置导通。
7.根据权利要求6所述的风力发电机，其特征在于，所述叶片包括叶片端部和叶片连 接部；所述叶片连接部为空心圆柱体，所述叶片连接部与轮毂通过螺栓固定连接。
8.根据权利要求6所述的风力发电机，其特征在于，所述电流输出装置包括导电圈、电 刷及与电刷导通的太阳能电流输出端；所述导电圈固定在轮毂上，所述导电圈与轮毂运动一致；所述导电圈包括相互绝缘的 导出极性相反电流的两导电圈，所述导电圈与太阳能电池片上的引出电流保持连接；所述电刷与导电圈保持电连接。
专利摘要本实用新型提供了一种风力发电机叶片、使用该叶片的风力发电机及该风力发电机在路灯中的应用。本实用新型的风力发电机叶片上设有太阳能电池片或太阳能电池组件，采用在风力发电机的叶片上设置太阳能电池片，将风力发电和太阳能发电巧妙的结合在一起，设计为一个整体结构，使结构更简单，连接更经凑，节约了大量空间，且省去了大量的复杂连接，实现更方便，成本更低廉，同时太阳能电池片能得到很好的光照，同时叶片转动可降低太阳能组件工作温度，降低温度对太阳能发电的负影响，提高太阳能电池片的转化效率。使用本实用新型的这种风光互补的风力发电机的路灯，不仅结构简单，而且节约了空间，能得到广泛的应用。
文档编号F21S9/00GK201560892SQ200920133388
公开日2010年8月25日 申请日期2009年6月30日 优先权日2009年6月30日
发明者姜占锋, 张亚召, 王胜亚 申请人:比亚迪股份有限公司