[發明專利]反射式聚光聚風單元、太陽能風能一體發電組件及系統

有效

• 申請號: 201210330069.1
• 申請日: 2012-09-07
• 公開（公告）號: CN102868324A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 章佳鋒;劉文;楊露;王雙保;官成鋼
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H02N6/00
• 分類號: H02N6/00;H01L31/052;F03D9/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

技術領域

本發明屬于太陽能光伏發電和風能發電領域，更具體地，涉及一種反射式聚光聚風單元、太陽能風能一體發電組件及系統。

背景技術

面向21世紀，人類文明將永無止境地繼續向前發展，在文明發展的過程中，能源科學和技術是保障文明發展的重要的科學技術之一。太陽能和風能將是我們所需要的對地球環境無害且取之不盡用之不竭的綠色能源。盡管近年來太陽能和風能發電都得到了很大的發展，但兩邊都是各自為營。

普通的聚光型太陽能光伏發電組件在有風的情況下整個裝置運行的穩定性和精確性都會下降，當風力實在太大時，有些廠家的產品甚至將聚光器放平，放棄發電。而這樣就造成了發電的不連續性，尤其是在夜晚和陰雨天氣。另一方面，普通的風能發電組件，雖然在大多數情況下能夠連續發電，但在微風的時候不容易發出電來，特別是對大功率的風能發動機，啟動風力需要足夠大。而且在裝了這些大功率風能發電機的地方，太陽能發電組件往往不方便同時安裝。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供反射式聚光聚風單元、太陽能風能一體發電組件及系統，旨在解決現有技術中發電不連續、聚光太陽能和聚風風能不能同時同地利用的問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種反射式聚光聚風單元，包括反射聚光器、位于所述反射聚光器外圍且與所述反射聚光器構成環形聚風風道的聚風罩；所述聚風罩的內徑大于所述反射聚光器的外徑；所述反射聚光器包括反射鏡和與所述反射鏡的中心線呈平行放置的導風側壁；所述導風側壁與所述反射鏡的開口沿相連且朝所述反射鏡的底部方向延伸。

更進一步地，所述聚風罩包括內表面、外表面、尾豎面和尾斜面；所述聚風罩的內表面與所述導風側壁構成所述環形聚風風道，所述內表面前端位于來流側且與所述外表面前端相連，所述尾豎面與所述反射鏡的中心線垂直，所述尾豎面與外表面尾端連接，所述尾豎面的尾端與內表面的尾端之間所張的面為聚風罩的尾斜面。

更進一步地，所述反射鏡為拋物線形、雙曲線形或者半球形的碟狀或槽狀結構。

更進一步地，所述導風側壁的長度為所述反射鏡深度的1-5倍。

更進一步地，所述聚風風道尾部呈半喇叭形出口。

更進一步地，所述反射式聚光聚風單元還包括設置于所述環形聚風風道內且將所述聚風風道分割成多個分區的聚風導流板。

本發明還提供了一種太陽能風能一體發電組件，包括聚光聚風單元以及與所述聚光聚風單元連接的光伏發電模塊和風能發電模塊；所述聚光聚風單元為上述的聚光聚風單元。

本發明還提供了一種太陽能風能一體發電系統，還包括切換控制模塊，分別與所述切換控制模塊連接的并聯輸出單元、追日傳感模塊、風能監控模塊和跟蹤控制模塊；所述跟蹤控制模塊還與聚光聚風單元連接，所述并聯輸出單元的一端與光伏發電模塊和風能發電模塊連接，另一端用于連接外部電路；當系統處于追日模式時，所述切換控制模塊根據所述風能監控模塊提供的風力大小數據計算切換到追風模式后產生的風能發電量，并與當時實際所產生的光伏發電量和風能發電量的總和進行比較，根據比較結果確定是否切換到追風模式；當系統處于追風模式時，所述切換控制模塊根據所述追日傳感模塊提供的太陽方位及強弱數據計算切換到追日模式后產生的光伏發電量與風能發電量的總和，并與當時實際所產生的風能發電量進行比較，根據比較結果確定是否切換到追日模式。

本發明將聚光太陽能發電和聚風風能發電巧妙結合，共用一套跟蹤系統和支架系統，有效提高了空間利用率；在風力較大時，聚風單元可以有效減輕對聚光反射單元機械結構的強度要求，這樣既減小了系統造價，也改善了系統對安裝環境的適應性。另一方面因為聚風單元的導風作用，風力被有效會聚，只需要較小的扇葉就可以有效捕獲風能，即便是風很小的時候，風道出口處也可以有風電產生，克服了光伏和風機發電間歇性的缺點。另外，本發明中的光伏發電模塊、風能發電模塊可以共享同一套輸變電系統或者蓄能電池，在有效延長了平均發電時間的同時使得本發明的單位發電成本得到有效下降。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的反射式聚光聚風單元的正面結構示意圖；

圖2為本發明實施例提供的反射式聚光聚風單元的反面結構示意圖；

圖3為本發明實施例提供的風和光的路徑示意圖；

圖4為本發明實施例提供的太陽能風能一體發電系統處于追日模式的運行示意圖；

圖5為本發明實施例提供的太陽能風能一體發電系統處于追風模式的運行示意圖；