[發(fā)明專利]一種風光互補發(fā)電系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410114452.2
• 申請日: 2014-03-26
• 公開（公告）號: CN103929116A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設計）人: 謝方偉;柯俊;王存堂;張凱;宣芮;盛剛
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: H02S10/12
• 分類號: H02S10/12;F03D3/06
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發(fā)明涉及一種風光互補發(fā)電系統(tǒng)，尤其是指一種新型垂直軸式風光互補發(fā)電系統(tǒng)，特別適用于路燈、燈塔等直流用電設備和交流用電設備。

背景技術

常規(guī)能源在利用的過程中，對環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的破壞愈發(fā)嚴重。近年來，世界各國逐漸認識到能源對人類發(fā)展的重要性，因此各國都在開發(fā)利用可再生、無污染的新能源。風光互補發(fā)電系統(tǒng)是利用風能和太陽能資源的互補性，彌補了太陽能和風能作為獨立資源發(fā)電的不平衡性、不穩(wěn)定性等缺點，是具有較高性價比的一種新型能源發(fā)電系統(tǒng)，具有很好的應用前景，特別適用于路燈、燈塔等直流用電設備和交流用電設備。

專利201310171351.4和201210414268.0公布了一種風光互補發(fā)電系統(tǒng)，包括風力發(fā)電機、太陽能電池板、蓄電池、整流電路、風光互補控制器和逆變器等，其中，201310171351.4將太陽能和風能結合起來發(fā)電，輸出的電能可以供直流和交流使用，但是該系統(tǒng)沒有給出風力機的結構形式，不夠全面；201210414268.0利用的是水平軸式風力發(fā)電機，一般水平軸風力發(fā)電機在風向頻繁變化時，風車必須不斷調整角度，使其旋轉平面與風向垂直，以此獲得最大的風能利用率。但是風速頻繁變化亦影響水平軸風車的效率，而且也影響設備的使用壽命。在滿足基本要求的前提下，應盡量做到簡化系統(tǒng)，以達到提高風能利用率、節(jié)約設計制造和維護成本的目的。

發(fā)明內容

針對風能和太陽能作為獨立資源發(fā)電的不平衡性、不穩(wěn)定性等缺點以及水平軸風力發(fā)電機在風向多變條件下發(fā)電效率低、發(fā)電系統(tǒng)設計制造成本高、設備維護不方便等缺點，本發(fā)明提供一種風光互補發(fā)電系統(tǒng)。

本發(fā)明的技術方案是：一種風光互補發(fā)電系統(tǒng)，包括垂直軸式風力發(fā)電機、太陽能電池板、蓄電池、立柱、傳動軸和支撐臺，所述立柱與所述支撐臺固定連接，所述太陽能電池板固定在所述立柱上；所述傳動軸位于所述立柱內部，所述傳動軸頂端設有垂直軸式風力發(fā)電機，所述傳動軸底端設有風力機齒輪，所述傳動軸在所述垂直軸式風力發(fā)電機的作用下能夠繞所述立柱轉動；所述支撐臺內設有T形架，所述T形架頂部設有若干發(fā)電機，所述發(fā)電機的輸入軸上裝有發(fā)電機齒輪；所述發(fā)電機齒輪與所述風力機齒輪相嚙合，所述T形架底部裝有風光互補控制器，所述風光互補控制器分別與所述垂直軸式風力發(fā)電機、所述太陽能電池板和所述蓄電池電連接。所述的傳動軸與發(fā)電機通過傳動齒輪傳遞轉矩，帶動發(fā)電機工作，齒輪為增速裝置，可提高系統(tǒng)發(fā)電量。垂直軸風力發(fā)電機能在低風速工況下能啟動工作，在低風速區(qū)，總發(fā)電量高于水平軸風力發(fā)電機，啟動性能得到提升。

上述方案中，所述垂直軸式風力發(fā)電機通過風輪轂固定在所述傳動軸上，所述風輪轂上對稱設有若干支架，所述每個支架包括上橫梁和下橫梁，葉片通過銷軸鉸接在所述上橫梁和所述下橫梁之間，所述上橫梁和所述下橫梁一側凸緣連接有第一限定軸，另一側凸緣連接有第二限定軸，所述葉片能夠通過所述銷軸在所述第一限定軸和所述第二限定軸之間轉動。同時，垂直軸風力發(fā)電機在風向及風速頻繁變化時，不需對風裝置，系統(tǒng)能照樣正常發(fā)電，延長了系統(tǒng)裝置的使用壽命，提高了風能利用率。

進一步地，所述每個支架上的葉片為矩形葉片，所述銷軸位于所述葉片長度方向2/3處。可使垂直軸式風輪可以在風力作用下自動改變葉片的角度，運動過程中，始終有一個葉片垂直于風場，最大限度的利用風能，其余葉片平行于風場，處于自由狀態(tài)，運動阻力極小。

上述方案中，所述風輪轂和所述立柱之間設有延長套，所述傳動軸套在所述延長套內。延長套可以保護傳動軸與外界之間接觸，防止傳動軸與空氣雨水接觸發(fā)生氧化生銹現(xiàn)象。

上述方案中，所述太陽能電池板表面鍍有水性二氧化鈦膜。能提高發(fā)電效率，減少人工維護保養(yǎng)力度，降低異物遮擋帶來的輸出損耗和熱斑隱患。

上述方案中，所述太陽能電池板與地面約成25°~35°，最大程度保證日射量。

上述方案中，所述支撐臺上設有檢修孔，可以方便設備的檢查和維修。