[發(fā)明專利]高空太陽能、風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910157339.1
• 申請(qǐng)日: 2009-07-27
• 公開（公告）號(hào): CN101968031A
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉新廣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 劉新廣
• 主分類號(hào): F03D9/00
• 分類號(hào): F03D9/00;F03D1/00;F03D11/00;H02N6/00
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽能、風(fēng)能發(fā)電技術(shù)，特別是一種高空太陽能、風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

由于地表對(duì)風(fēng)的阻滯和空氣的粘滯性，離地表越近，風(fēng)力越小；由于空氣中懸浮微粒對(duì)陽光的阻礙和散射，離地表越近，陽光越弱。現(xiàn)有的太陽能和風(fēng)能發(fā)電裝置，離地表高度不超過180多米，捕獲的太陽能和風(fēng)能不多，所以發(fā)電效率不高。現(xiàn)有的太陽能和風(fēng)能發(fā)電裝置還占據(jù)寶貴的陸地或海域。

研究人員經(jīng)27年研究地球大氣層中風(fēng)能的能量分布發(fā)現(xiàn)，位于9700米高空的風(fēng)的能量密度最高。美國斯坦福大學(xué)的氣候?qū)＜铱死锼沟倌?阿徹和肯.卡爾代拉研究認(rèn)為，在全天任何時(shí)候，高空風(fēng)所具有的能量都高達(dá)全球消耗電能的100倍以上。他表示：“即便僅利用高空風(fēng)能的1％，也可能足以持續(xù)提供全人類所需的能源”。研究人員還發(fā)現(xiàn)，在全球范圍內(nèi)，風(fēng)的能量密度最高的區(qū)域?yàn)槿毡尽⒅袊鴸|部、美國東海岸、澳大利亞南部和非洲東部。可是要建造180多米以上塔桿并安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)，都難以施工，甚至不可能實(shí)現(xiàn)，更不要說建高空風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)了。要實(shí)現(xiàn)高空風(fēng)力發(fā)電，需要?jiǎng)?chuàng)新的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有太陽能和風(fēng)能發(fā)電裝置的缺陷，利用高空的高密度風(fēng)能、高空強(qiáng)烈的太陽光，公開一種高空太陽能、風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)。

本發(fā)明按下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。

如圖1示，為所述高空太陽能、風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。切頭切尾的流線型發(fā)電氣艇I這樣構(gòu)成：渦輪或風(fēng)輪8、渦輪或風(fēng)輪16分別安裝在發(fā)電機(jī)10轉(zhuǎn)軸的左端右端，發(fā)電機(jī)10用支架9、支架15同軸地固定在圓管12內(nèi)圓；在圓管12外圓垂直于圓管12軸線間隔固定若干圓形支架11，所有圓形支架11沿軸向形成的輪廓為流線型，蒙皮13蒙接在所有圓形支架11的外圓和圓管12兩端的外圓形成切頭切尾的流線型體，太陽能光伏發(fā)電膜板14蒙接在蒙皮13表面；現(xiàn)在可彎曲的太陽能光伏發(fā)電膜板(例如非晶硅太陽能光伏發(fā)電膜)已較低成本大量生產(chǎn)出來，并在太陽能光伏發(fā)電工程得到應(yīng)用。在圓管12、圓形支架11、蒙皮13圍成的空間內(nèi)充比空氣輕的氣體(比如氦氣)。

發(fā)電機(jī)10輸出端子、太陽能光伏發(fā)電膜板14輸出端子均用電纜(圖中未畫)連接到可轉(zhuǎn)動(dòng)萬向連接球7，萬向連接球7與發(fā)電氣艇I聯(lián)接；抗拉電纜6有多芯導(dǎo)線，抗拉電纜6具有導(dǎo)電和牽拉功能，抗拉電纜6上端通過萬向連接球7分別與太陽能光伏發(fā)電膜板14、發(fā)電機(jī)10連通，抗拉電纜6依次通過接可轉(zhuǎn)動(dòng)萬向連接球5、固定于基礎(chǔ)的卷揚(yáng)機(jī)3連接到控制器2，控制器2與蓄電池1連接并另有外接供電接口；可轉(zhuǎn)動(dòng)萬向連接球5的外殼固定在系留塔4的頂端，系留塔4固定于基礎(chǔ)。

只要發(fā)電氣艇I的大小設(shè)計(jì)得當(dāng)，當(dāng)其內(nèi)充比空氣輕的氣體(比如氦氣)后，會(huì)上浮到預(yù)定的高空，而且由于抗拉電纜6和系留塔4的牽拉不會(huì)任意漂離，只能繞系留塔4迎風(fēng)漂動(dòng)。

遵循阻力最小原理，發(fā)電氣艇I總是迎風(fēng)漂浮，風(fēng)驅(qū)動(dòng)渦輪或風(fēng)輪8、渦輪或風(fēng)輪16，從而帶轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)10發(fā)電；受陽光輻射發(fā)電氣艇I外表的太陽能光伏發(fā)電膜板14發(fā)電，同時(shí)，攜帶熱能的大量的紅外光能穿過太陽能光伏發(fā)電膜板14的非晶硅發(fā)電薄膜或其它發(fā)電薄膜加熱蒙皮13，蒙皮13相當(dāng)于集熱器，它收集太陽的熱量并通過圓形支架11傳導(dǎo)給圓管12，被加熱的圓管12加熱管內(nèi)的風(fēng)使其增壓，加強(qiáng)驅(qū)轉(zhuǎn)渦輪或風(fēng)輪8、渦輪或風(fēng)輪16的風(fēng)力，增加了發(fā)電機(jī)10的發(fā)電功率，就是說發(fā)電氣艇I也利用太陽熱能發(fā)電。太陽熱能驅(qū)轉(zhuǎn)渦輪或風(fēng)輪8、渦輪或風(fēng)輪16，這象燃油驅(qū)動(dòng)航空渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)電氣艇I發(fā)出的電均通過電纜輸給控制器2，控制器2將輸入的電進(jìn)行整流濾波、電流變換后直接外供或存入蓄電池1。

卷揚(yáng)機(jī)3的作用是：當(dāng)發(fā)電氣艇I需要維護(hù)時(shí)，當(dāng)龍卷風(fēng)(臺(tái)風(fēng))、颶風(fēng)、特大雷雨、冰雹、雪來臨時(shí)，當(dāng)有其它特情時(shí)，卷拉抗拉電纜6，將發(fā)電氣艇I拉近地面采取措施保護(hù)或維修。

本發(fā)明有益的效果：

1、現(xiàn)有的太陽能光伏發(fā)電裝置，由于大量的紅外光穿過其太陽能光伏發(fā)電板，因而太陽能光伏發(fā)電板幾乎無法利用約占陽光輻射到太陽能光伏發(fā)電板總能的43％的紅外光；而現(xiàn)有的太陽能集熱器無法有效的利用太陽光的部分輻射能。本發(fā)明同時(shí)利用比近地面太陽光熱強(qiáng)的高空太陽光熱發(fā)電，充分有效地利用太陽能，提高了利用太陽能的效率，降低了太陽能發(fā)電成本。