[發明專利]太陽能和風能集合發電裝置

有效

• 申請號: 200810027552.6
• 申請日: 2008-04-15
• 公開（公告）號: CN101260866A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發明（設計）人: 蘇偉民
• 申請（專利權）人: 蘇偉民
• 主分類號: F03D9/00
• 分類號: F03D9/00;F03D1/00;F03D1/06;F03D1/04;H02N6/00
• 代理公司: 汕頭市潮睿專利事務有限公司
• 代理人: 丁德軒

技術領域

本發明涉及一種利用太陽能和風能發電的太陽能和風能集合發電裝置。

背景技術

太陽能和風能均是清潔且取之不盡的能源，利用太陽能和風能進行發電，成了緩解目前世界能源緊缺狀況的有效途徑。但目前已有的太陽能發電裝置只能利用太陽能發電，風能發電裝置只能利用風能發電，不能同時綜合利用太陽能和風能，因此總的發電量較少，且受氣候影響大。

目前設于室外場所(如道路、廣場等)的照明燈，尤其是路燈，基本上都是通過專用電力線路供電，照明時耗費大量的電能，給電網造成沉重的負擔。

現有的一種燈柱，燈柱上設有發電機和扇葉，扇葉安裝于燈柱上端并與發電機的轉子傳動連接，扇葉在外界自然風的作用下旋轉，并帶動發電機的轉子旋轉，將風能轉換為電能，供燈柱上的照明燈使用。這種燈柱的發電機利用外界自然風進行發電，為室外場所的照明燈提供電能，可減少室外場所的照明燈給電網造成的負擔，但是，這種燈柱的發電機只能利用風能發電，并且由于外界自然風的風向和風速均不斷發生變化，因此發電量較少，在風力較小或無風時甚至不發電，而且風能的利用率不高。另外，由于扇葉安裝于燈柱上端，當燈柱作為路燈使用時，旋轉的扇葉會干擾司機的視線，可能引發交通事故。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠利用太陽能并且能夠充分利用由煙囪效應產生的上升氣流進行發電的太陽能和風能集合發電裝置。采用的技術方案如下：

一種太陽能和風能集合發電裝置，包括發電機，發電機包括定子和轉子，其特征是：所述太陽能和風能集合發電裝置還包括一支座，支座中設有上下走向的氣流通道；支座上安裝有太陽能電池板，氣流通道內設有電風扇，太陽能電池板與電風扇電連接；氣流通道內設有至少一個扇葉，扇葉與發電機的轉子傳動連接。

上述氣流通道是煙囪效應通道，其下端為氣流入口，其上端為氣流出口，氣流自下端的氣流入口進入氣流通道，在氣流通道中形成上升氣流，上升氣流推動扇葉旋轉，扇葉帶動發電機的轉子旋轉，進行發電。在太陽光照射下，太陽能電池板發電，并向電風扇供電，電風扇運轉，可增加進入氣流通道的氣流量，增強煙囪效應，增強氣流通道內上升氣流的速度，從而使扇葉捕獲更多的風能，增加發電量。

優選上述電風扇設于扇葉的下方。通常電風扇設于接近氣流通道下端氣流入口的位置，這樣更利于吸入更多氣流。

上述發電機的定子通常固定安裝在支座上，也可安裝在地面上。

上述扇葉可通過傳動機構(如齒輪組)與發電機的轉子傳動連接，也可直接安裝在發電機的轉子上。

在優選方案中，上述氣流通道的橫截面面積自下至上逐漸減小，扇葉設于氣流通道的上部。這樣，越往上，氣流速度越大，扇葉所能捕獲的風能越多。

在優選方案中，在上述氣流通道的內壁設有集風管段，集風管段內部設有供氣流通過的通道，該通道的橫截面面積自下至上逐漸減小；上述扇葉可設于集風管段下方的氣流通道內或集風管段上方的氣流通道內。集風管段內部的通道是支座中氣流通道的一部分。優選集風管段下端的開口面積等于同一高度處氣流通道的橫截面面積，集風管段上端的開口面積等于同一高度處氣流通道的橫截面面積，從而使集風管段內壁與其下方及其上方的氣流通道內壁均平滑過渡，減少風能損失。集風管段通常設于氣流通道的上部。通常可將集風管段內部的通道設計成下大上小的圓錐臺狀。

在優選方案中，上述氣流通道內設有兩個扇葉，兩個扇葉均與發電機的轉子傳動連接，其中一個扇葉設于集風管段的下方，另一個扇葉設于集風管段的上方。優選上述兩個扇葉均安裝在發電機的轉子上，這樣的發電裝置結構更簡單，更易于制造，且成本更低。氣流通道中的上升氣流推動集風管段下方的扇葉旋轉，然后繼續上升，經過集風管段時，氣流速度得到大幅度增大，然后從集風管段上端的開口吹出，并推動集風管段上方的扇葉旋轉，從而更加充分利用煙囪效應通道產生的氣流；兩個扇葉共同帶動發電機的轉子旋轉，可提高發電機的發電量。

在優選方案中，所述支座上方設有外部扇葉，外部扇葉通過單向軸承與發電機的轉子連接。外部扇葉可受外界自然風推動而旋轉。由于單向軸承的作用，當外界自然風的作用大于氣流通道內上升氣流的作用時，即由外界自然風引起的外部扇葉轉速大于由氣流通道內上升氣流引起的扇葉轉速時，外部扇葉帶動發電機轉子和扇葉一起旋轉；反之，當扇葉的轉速大于外部扇葉的轉速時，扇葉脫離外部扇葉的牽制而獨立旋轉，并帶動發電機轉子旋轉。