[發明專利]太陽能-風能聯用系統及其應用

在審

• 申請號: 201310119416.0
• 申請日: 2013-04-08
• 公開（公告）號: CN104100452A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發明（設計）人: 彭辰祺
• 申請（專利權）人: 彭辰祺
• 主分類號: F03D9/00
• 分類號: F03D9/00;F24J2/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.太陽能-風能聯用系統，其特征在于：依托樓宇或塔形結構建造一種倒“U”型密閉風道，形成向陽的上升風管3和背陽的下降風管5，它們的頂部設有氣流處理室4，成為水平通道。在上升風管3下部設有防雨的進風口1，在下降風管下端設有風力發電機6。利用太陽幅射熱加熱上升風管3內空氣形成上升熱氣流，通過其底部進風口1把周圍污濁空氣吸入，上升至氣流處理室4受到冷水噴淋而使氣溫驟降氣體密度大增，經氣水分離器11后進入下降風管5而快速下沉，由二根風道內氣體密度差形成的高速氣流驅動下降風管5末端的風力發電機6。

在風力發電機6排風口一定距離處設有擋風墻7，其主要作用為擋風，防止迎面風影響風力發電機6正常運行。

在氣流處理室的水箱9內安裝有水-水換熱器10，它將受到熱氣流加熱的噴淋水冷卻，保證噴淋水溫恒定，達到持續冷卻氣流的作用。此外，換熱器10輸出溫水至再加熱設施向用戶供應熱水。

本發明用于對煙囪排煙的凈化和發電，有可能使一些大城市周邊須化巨資遷址和關仃的工廠得以仃遷和存在，產生很好的經濟效益。使許多工廠的煙囪成為無排煙煙囪。

利用高架路上部空間資源建造本系統。能在不占用城市寶貴的土地資源前提下，取得凈化城市空氣、弱化城市“熱島效應”、供電、或供熱多重效果。

2.根據權利要求1，本發明提出了新的太陽能-風力發電模式。它由向陽面的上升風管3、背陽面的下降風管5、在這二根風管頂部水平設置的氣流處理器4組成的氣流通道。在此通道由太陽能加熱上升氣流，由噴淋水快速冷卻而形成較低溫下降氣流，由于二風管內氣流較大密度差而形成的高速氣流，驅動下降風管5下端的風力發電機6。這一機制可建造低投入的獨立的小、中型發電站。開創了太陽能-風能聯合發電的新模式。

3.根據權利要求1，本發明提出了廉價的太陽能中央熱水系統。它的流程是：太陽幅射熱加熱上升風管3形成熱氣流、熱氣流加熱了噴淋水，使冷卻噴淋水的冷卻器輸出大量溫水，將溫水再加熱便可向整個樓宇供應熱。顯然，再加熱的能耗將十分小。甚至，炎熱季節可不必“再加熱”直接供應用戶。

4.根據權利要求1，在上升風管13的下面部位加裝平板空氣加熱器2等高效太陽能加熱裝置，使管內氣流的溫度更高，密度更低。大大提高系統吸塵和發電功效。

5.根據權利要求1，在風力發電機3排風口一定距離處建造擋風墻7，防止迎面風干擾風力發電機6正常運行。從排風口出來的氣流是較潔凈的，其中一部分經活性碳層吸附處理后可作為高質量新風輸入樓宇內。

6.根據權利要求1，為消除工廠煙氣對大氣的污染，本案在煙囪外圍建造同軸線的園筒形塔體。在煙囪外壁和園筒形塔體內壁形成環形的氣流下降風管22，而煙囪取代了接受太陽能幅射熱的上升風管。在它們的頂端建造環形的煙氣處理室23，對由煙囪內排出的熱態煙氣流進行水噴淋凈化和降溫。由于氣流密度差很大，凈化后的氣流可驅動設置在下降風管22底部的風力發電機24。在其出口一定距離處設置擋風墻25。由于煙氣中大部分有害顆粒物為噴淋水所納污，因而應加強對噴淋水排污和處理。

對于較高的煙囪采用本方案時，有可能產生較強的拔風能力，這會影響原系統的正常工作。為能自動將系統調節到正常工況，在排煙進入煙囪前的通道上開有風量調節風口21。當拔風能力較強而影響正常工況時，可從調節風口引入外部空氣，降低上升煙氣溫度、增加氣流密度和流體阻力來抵消影響，使工況恢復正常。與變頻鼓風機進行匹配程控調節，將取得最佳的節能效果。

7.根據權利要求1，當本系統適當架空在高架路上部空間，將取得最佳的除塵降溫效果。因為高架路二側是條受汽車尾氣污染嚴重的地帶，是尾氣排熱和路面吸收太陽熱幅射最集中的空間，對城市空氣污染和“熱島效應”影響最大的地方。為強化太陽能對上升氣流的加熱，使二股氣流的密度差較大。因而將上升風道32以一定斜角安裝，以增加向陽面積，在其下部裝有氣流加熱器。在頂部安裝冷卻能力較強的空氣處理室31。噴淋水可用二次水或雨水甚至自來水。對噴淋水可采用風冷系統降溫。