[發(fā)明專利]光漏斗聚光光伏發(fā)電及風(fēng)力發(fā)電復(fù)合裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910088366.8
• 申請日: 2009-07-02
• 公開（公告）號: CN101630856A
• 公開（公告）日: 2010-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭宏飛;陶濤;蘇躍紅;薩法-瑞法特
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02N6/00;F03D9/00;G02B19/00
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心
• 代理人: 張利萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬太陽能與風(fēng)能發(fā)電利用技術(shù)領(lǐng)域。尤其涉及一種光漏斗聚光光伏發(fā)電及其配套的風(fēng)力發(fā)電裝置。是利用光伏電池板與風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出電能，經(jīng)蓄電池儲存，從而給負(fù)載用戶提供電源的裝置。

背景技術(shù)

利用可再生能源是人類社會文明進(jìn)步的表現(xiàn)、是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、是環(huán)保理念的體現(xiàn)，也是一個(gè)地區(qū)環(huán)保的重要指標(biāo)。特別是太陽能、風(fēng)能技術(shù)最為成熟，經(jīng)濟(jì)可行性較高，是一種較理想的發(fā)展能源。

在目前推廣使用的太陽能光伏發(fā)電，包括風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)中，普遍采用的是平板固定式光伏系統(tǒng)，其電池板一般是固定不動。一方面，這沒有把風(fēng)力發(fā)電機(jī)和光伏發(fā)電充分的有機(jī)結(jié)合起來；另一方面光伏電池的最大發(fā)電功率出現(xiàn)在陽光垂直照射其表面時(shí)，固定安裝的光伏發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)際發(fā)電功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到其峰瓦值。因此聚光太陽能光伏發(fā)電可以大幅度降低其發(fā)電成本，用同樣數(shù)量的硅電池，可將實(shí)際輸出電量增加。而目前主要應(yīng)用的拋物面反射式點(diǎn)聚焦系統(tǒng)不但要有精確的跟蹤系統(tǒng)，而且光伏電池板還存在散熱問題，并且其迎風(fēng)面積導(dǎo)致的抵抗大風(fēng)的問題也有待解決。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種將聚光光伏發(fā)電技術(shù)與風(fēng)力發(fā)電技術(shù)相結(jié)合，在聚光器中布置光伏電池板以及風(fēng)力發(fā)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)了太陽能、風(fēng)能的有機(jī)結(jié)合，既提高了光伏發(fā)電效率，又解決單一利用太陽能無法在夜間工作的問題，實(shí)現(xiàn)晝夜供電的連續(xù)性，并解決了其散射問題。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種光漏斗聚光光伏發(fā)電及風(fēng)力發(fā)電復(fù)合裝置：由光漏斗聚光器、光伏電池板、電池板散熱器、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、直流控制器、蓄電池和太陽光自動跟蹤器組成，其連接關(guān)系為：光漏斗聚光器的邊緣裝有太陽光自動跟蹤器，用于自動跟蹤太陽并控制光漏斗始終指向太陽；風(fēng)力發(fā)電機(jī)置于光漏斗聚光器后端的圓柱面之中；風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)軸與光漏斗聚光器的對稱軸在同一條直線上；光伏電池板的中心被置于光漏斗聚光器的焦點(diǎn)附近，電池板散熱器貼在光伏電池板背面；光伏電池板通過直流控制器與蓄電池相連。

本發(fā)明所述光漏斗聚光光伏發(fā)電及風(fēng)力發(fā)電復(fù)合裝置，其工作方式是：太陽光自動跟蹤器控制支座旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)光漏斗聚光器跟蹤太陽，平行于光漏斗聚光器對稱軸的入射光線經(jīng)光漏斗聚光器內(nèi)壁反射并經(jīng)過聚焦照射到光伏電池板表面上，實(shí)現(xiàn)將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，產(chǎn)生的電能通過直流控制器變換后供給蓄電池組儲存；風(fēng)力發(fā)電機(jī)為輔助發(fā)電裝置，光漏斗聚光器中通過的氣流驅(qū)動風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)，從而使風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，產(chǎn)生的電能通過直流控制器變換后供給蓄電池儲存。

本發(fā)明所述光漏斗聚光光伏發(fā)電及風(fēng)力發(fā)電復(fù)合裝置中的光漏斗聚光器可以由旋轉(zhuǎn)拋物面和圓柱面兩部分組成，也可以由組合曲面和圓柱面組成。

光漏斗聚光器上還裝有支撐桿和支座，可由太陽光自動跟蹤器驅(qū)動，用于控制光漏斗聚光器指向太陽。

將支座旋轉(zhuǎn)軸與支撐桿控制光漏斗聚光器對稱軸處于水平狀態(tài)，可提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電量。

光伏電池板還可以貼于光漏斗聚光器圓柱面的內(nèi)壁上端，此時(shí)，太陽光自動跟蹤器控制支座旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)跟蹤太陽。入射光線沿光漏斗聚光器對稱軸方向入射，在聚光半徑內(nèi)的太陽光，大部分將入射到光漏斗聚光器內(nèi)壁上端的光伏電池板上，實(shí)現(xiàn)將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，風(fēng)力發(fā)電機(jī)工作方法不變。

另外，由于光伏電池板與電池板散熱器組合成一體固定安裝在光漏斗聚光器內(nèi)，因此，在日間光伏電池板可以抵抗大風(fēng)干擾。

本發(fā)明的有益效果是，可以將低能流密度的太陽光束會聚，并使陽光始終垂直照射光伏電池板表面，提高了聚光倍數(shù)，從而提高光伏電池板效率，使實(shí)際輸出電量增加，同時(shí)對跟蹤精度的要求也不高。風(fēng)力發(fā)電機(jī)安裝在光漏斗聚光器的后部，只要有一級以上的風(fēng)就可驅(qū)動風(fēng)力發(fā)電機(jī)正常發(fā)電。即使在夜間或是太陽光不足的情況下，依然可以通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)了晝夜供電的連續(xù)性。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

圖1-本發(fā)明裝置的原理圖；

其中：1-光漏斗聚光器；2-光伏電池板；3-電池板散熱器；4-風(fēng)力發(fā)電機(jī)；5-入射光線；6-光漏斗對稱軸；7-聚光半徑；8-焦點(diǎn)；

圖2-本發(fā)明裝置光漏斗聚光器的聚光原理圖；

其中：9-旋轉(zhuǎn)拋物面；10-圓柱面；

圖3-本發(fā)明裝置日間由光伏電池板發(fā)電的實(shí)施例圖；

其中：11-直流控制器；12-蓄電池；13-太陽光自動跟蹤器；14-聚光器支撐桿；15-支座旋轉(zhuǎn)軸；

圖4-本發(fā)明裝置夜間由風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電的實(shí)施例圖；其中：16-風(fēng)；