[發(fā)明專利]一種風(fēng)力發(fā)電方法及其設(shè)備

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710191669.3
• 申請日: 2007-12-13
• 公開（公告）號: CN101182833A
• 公開（公告）日: 2008-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊貽方;葉海英
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州市南極風(fēng)能源設(shè)備有限公司
• 主分類號: F03D9/00
• 分類號: F03D9/00;F01D15/10;H02K44/08
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電方法及其設(shè)備，尤其是熱泵式風(fēng)力發(fā)電方法及其設(shè)備。

背景技術(shù)

目前的風(fēng)力發(fā)電機(jī)有并網(wǎng)型、離網(wǎng)型兩種。因為風(fēng)電的不穩(wěn)定性，所以并網(wǎng)型風(fēng)電所占的電力比例不能超過10％，不能作為主力電源，否則對電網(wǎng)沖擊比較大；而離網(wǎng)型的，基本是采用化學(xué)電池來進(jìn)行能量儲存，然后逆變成電力進(jìn)行供應(yīng)，這樣儲存的成本相對比較高，超過500元/千瓦時，所以制約著風(fēng)電的普及利用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的任務(wù)是提供一種成本低，能做為主力電源的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備及其方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的方案是：

一種風(fēng)力發(fā)電方法及其設(shè)備，包括風(fēng)葉和發(fā)電機(jī)，由風(fēng)力推動風(fēng)葉，增速后帶動發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，其特征在于由風(fēng)力推動一級或者多級熱泵，將熱量從低溫的空氣中轉(zhuǎn)移到高溫的液體水內(nèi)吸收和儲存，液體水，設(shè)置于保溫的、耐高壓的容器內(nèi)，在電力輸出時采用內(nèi)循環(huán)的噴汽輪機(jī)進(jìn)行將熱量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，并驅(qū)動發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電的方法，以及由此方法得到的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備。

由上述辦法，相比于目前的技術(shù)而言，由于能量進(jìn)行必要的儲存和緩沖，輸出功率相對比較平穩(wěn)，這樣可以用于主力電源；而且用水做能量吸收工作物質(zhì)，這樣實現(xiàn)了設(shè)備低成本化和運行經(jīng)濟(jì)性。

具體實施方式

具體實施中，風(fēng)葉可以采用水平軸，也可以采用垂直軸，大功率機(jī)時一般采用水平軸。

熱泵可以采用一級結(jié)構(gòu)，其工質(zhì)量環(huán)境溫差比為300攝氏度以上，熱泵效率為1∶1.1以上，內(nèi)循環(huán)發(fā)電機(jī)效率在35～40％左右，能源還原率為45～50％左右。

熱泵采用二級結(jié)構(gòu)時，每級環(huán)境溫差為130攝氏度以上，這樣兩級就可以提高到250攝氏度以上的溫度差，這樣使內(nèi)部熱量儲存處于比較穩(wěn)定的低位，不用通過多級來降低熱泵效率，內(nèi)部還可以設(shè)置熔解溫度在200(±10％)攝氏度左右的高溶解熱物質(zhì)，以來溶解熱來提高能量儲存量，能源還原率為50～60％左右。

熱泵也可以采用三級結(jié)構(gòu)，溫差比為100攝氏度以上，熱泵效率比為1∶3，能量還原率為60～70％左右，但系統(tǒng)節(jié)點過多，設(shè)備故障率比較高。

儲存也可以采用混合型，在內(nèi)部液體水溫超過200攝氏度以上時，可以停止熱泵運行，接通補(bǔ)償發(fā)電機(jī)，將風(fēng)葉的機(jī)械能極大地轉(zhuǎn)化為電能，并通過電熱絲對水進(jìn)行加熱，這樣可以將溫度極限提高到600度以內(nèi)，能量還原率為20～50％之間。

在高壓保溫容器內(nèi)，一般根據(jù)水溫上限來設(shè)計壓力標(biāo)準(zhǔn)，混合型的設(shè)計為20MPa，采用耐高溫特種鋼材。

保溫結(jié)構(gòu)中，在溫度差比較低時，可以采用發(fā)泡聚脂類，或者巖棉，在高溫及結(jié)構(gòu)比較大時，可以采用真空膽結(jié)構(gòu)。

其次，噴汽輪的爆沸工作物質(zhì)沸點在0～50攝氏度，爆沸點在180～220攝氏度之間的液體，例如二乙醚。

另外，使爆沸工質(zhì)帶電(或者加電解質(zhì)帶電)，噴射時切割外圍磁場，產(chǎn)生電流，再進(jìn)行整流還原，提高能量轉(zhuǎn)化效率。

本結(jié)構(gòu)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，適合60KW-20MW機(jī)型，能維持24小時發(fā)電，5MW機(jī)組的投資為5000萬左右，年發(fā)電量為4000萬千瓦時，年產(chǎn)值為2000萬人民幣，3年收回投資。