[發(fā)明專利]太陽能-風(fēng)能聯(lián)用系統(tǒng)及其應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310119416.0
• 申請日: 2013-04-08
• 公開（公告）號: CN104100452A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭辰祺
• 申請（專利權(quán)）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

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及利用較高樓宇或高塔設(shè)置太陽能-風(fēng)能聯(lián)用系統(tǒng)，用于發(fā)電、除塵排熱。其核心原理是以太陽能加熱上升風(fēng)管內(nèi)氣流，使其溫度上升和密度下降，在風(fēng)管頂端的氣流處理室內(nèi)使氣流溫度驟降和密度加大而進(jìn)入下降風(fēng)管形成高速氣流，這不僅強(qiáng)化了上升風(fēng)管底部進(jìn)風(fēng)口對空氣的吸入能力，也形成對位于下降風(fēng)管底部的風(fēng)力發(fā)電機(jī)更大的驅(qū)動力。具體是利用樓宇或高塔的向陽面為基礎(chǔ)安裝薄形上升風(fēng)管，在陽光照射到的表面為黑化處理過的鋁合金薄板，這些黑化表面接受太陽的幅射熱后加熱管內(nèi)空氣，產(chǎn)生“煙囪效應(yīng)”而使熱氣流上升，將上升風(fēng)管下部進(jìn)風(fēng)口附近的空氣“吸”上來。氣流進(jìn)入樓宇或高塔頂部的氣流處理室后經(jīng)冷水噴淋和氣水分離后，迅速變?yōu)榈蜏氐妮^高密度的清新空氣排入下降風(fēng)管，在其下部出口處驅(qū)動風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。為防止迎面風(fēng)干擾風(fēng)力發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，距風(fēng)力發(fā)電機(jī)排風(fēng)口一定距設(shè)有擋風(fēng)墻。為強(qiáng)化太陽光對上升風(fēng)管內(nèi)氣流加熱，在上升風(fēng)管下面部位安裝平板空氣加熱器。為增加其吸塵效果，上升管底部進(jìn)氣口優(yōu)先設(shè)置在馬路二側(cè)，這里是汽車尾氣污染最嚴(yán)重地帶；也是產(chǎn)生“熱島效應(yīng)”最集中地帶，因?yàn)檫@里不僅有黑色路面，更有汽車排出的大量熱量。

當(dāng)建造的太陽能-風(fēng)能聯(lián)用系統(tǒng)附近是建筑群時(shí)，可將風(fēng)力發(fā)電機(jī)排出口的清新排風(fēng)經(jīng)活性碳層吸附處理除去殘留的有害物后，作為新風(fēng)補(bǔ)入空調(diào)送風(fēng)管。這不僅有高品質(zhì)的新風(fēng)而且節(jié)能。

工廠的煙囪是重要的大氣污染源。利用上述原理，以煙囪代替太陽能加熱的上升風(fēng)管，只要再建造下降風(fēng)道、對煙氣進(jìn)行水噴淋凈化和降溫的氣流處理室、配有風(fēng)力發(fā)電機(jī)的下降風(fēng)道就不僅能更徹底凈化煙氣，而且能利用其能量發(fā)電、節(jié)能。

此外，城市是“寸金地”，利用高架路上空建造本系統(tǒng)是一種很好的選擇。

背景技術(shù)

隨著國民經(jīng)済快速發(fā)展，使我國能源需求大幅增加和生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重?fù)p害。對于這二大亟待解決的難題，應(yīng)采取有效而低成本的應(yīng)對措施。

當(dāng)前為緩解能源需求的增長，采用了光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電等措施，但往往受掣于投資巨大，成本回收期長，抵消了利用太陽能和風(fēng)能帶來的經(jīng)濟(jì)效益。本案采用太陽能-風(fēng)能聯(lián)用發(fā)電模式，是一種可廣為布點(diǎn)的小電站，其成本的投入較低，有助于解決上述難題。

經(jīng)濟(jì)發(fā)展對生態(tài)環(huán)境造成的負(fù)面影響是眾所周知的。發(fā)達(dá)國家以數(shù)十年投入巨資和轉(zhuǎn)移污染源才達(dá)到當(dāng)前優(yōu)化的生態(tài)環(huán)境。面對當(dāng)前我國嚴(yán)重的空氣污染問題，本案所述太陽能和風(fēng)能聯(lián)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)凸顯其優(yōu)越的除塵降溫效能。如能廣泛實(shí)施將對肆虐半個(gè)中國、每年超過半年的大氣嚴(yán)重污染具有較強(qiáng)的壓制作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一個(gè)全新的太陽能-風(fēng)能聯(lián)用系統(tǒng)，它是集太陽能-風(fēng)能聯(lián)用發(fā)電、污濁空氣凈化、降低城市“熱島效位”于一體的低投入技術(shù)方案。該系統(tǒng)主要由上升風(fēng)管、氣流處理室、下降風(fēng)管、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、擋風(fēng)墻組成。

當(dāng)本系統(tǒng)可依托樓宇建造，上升風(fēng)管貼樓宇向陽外墻安裝，其黑化后的管壁受陽光幅照后管內(nèi)空氣被加熱而上升，進(jìn)入與其頂端相連的氣流處理室而受到水的噴淋清洗使其溫度和塵埃大幅下降，經(jīng)汽水分離后氣流進(jìn)入下降風(fēng)管，由于上升風(fēng)管和下降風(fēng)管內(nèi)氣流密度有較大的差異，使二管內(nèi)空氣流速很大，足以驅(qū)動下降風(fēng)管末端設(shè)置的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，而源源不斷的風(fēng)量是靠上升風(fēng)管下方設(shè)置的進(jìn)風(fēng)口把其四周的污濁空氣吸入而補(bǔ)充。為加強(qiáng)上升風(fēng)管內(nèi)氣流的加熱，在適當(dāng)部位敷設(shè)了太陽能加熱器件。在氣流處理室水箱二側(cè)按氣流的流向安裝有導(dǎo)風(fēng)板和氣水分離器。它們保障氣流被高效淋洗和氣水分離；氣流處理室下部水箱內(nèi)裝有水-水換熱器，它將受熱空氣加熱的循環(huán)噴淋水迅速冷卻，保證噴淋水溫恒定和防止噴淋水大量汽化。同時(shí)換熱器內(nèi)的冷卻水被加熱后供用戶使用。進(jìn)入下降風(fēng)管末端的氣流驅(qū)動風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電后，一部分經(jīng)吸附處理后除去氣流中殘存的有害物質(zhì)成為高質(zhì)量的新風(fēng)供樓宇內(nèi)人群呼吸，一部分向外排放。為此擋風(fēng)墻迎風(fēng)面設(shè)有吸附層和新風(fēng)機(jī)。

工廠煙囪排煙是大氣污染的重要根源。把煙囪作為塔體和上升風(fēng)管建造本系統(tǒng)不僅較徹底凈化煙氣，而且可利用下降風(fēng)管氣流發(fā)電。但需建造水處理系統(tǒng)，防止對大氣的污染轉(zhuǎn)嫁為對地表水體污染。本模型有可能使許多煙囪變?yōu)闊o排煙煙囪。

在城市高架路上方空間建造太陽能除塵和發(fā)電系統(tǒng)，能有效降低機(jī)動車對環(huán)境的污染，因?yàn)楦呒苈费鼐€是車流最大的地方，汽車尾汽不僅排出大量有害氣體，也排出大量熱量。這一方案有效地利用了城市的可利用空間資源。

由上概述可知，本發(fā)明具有以下特點(diǎn)：

1、提出了太陽能-風(fēng)能聯(lián)用系統(tǒng)。可建造低成本的太陽能-風(fēng)能發(fā)電站。