[發(fā)明專利]風(fēng)能、太陽能能量綜合轉(zhuǎn)換及蓄能動力系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410413792.5
• 申請日: 2014-08-21
• 公開（公告）號: CN104320076A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王振鐸;王金寶
• 申請（專利權(quán)）人: 王振鐸
• 主分類號: H02S50/10
• 分類號: H02S50/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種動力系統(tǒng)，尤其是涉及一種風(fēng)能、太陽能能量綜合轉(zhuǎn)換及蓄能動力系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

能源是人類社會存在的基本需求，隨著人類社會的發(fā)展，對能源的需求總量越來越高，消費(fèi)速度越來越快，對能源質(zhì)量及數(shù)量的要求與日俱增。同時，對能源中的二次能源(如電力、石油等)的人均消費(fèi)量，在某些層面上，與人們的生活水平及幸福指數(shù)成正比例關(guān)系。

然而，由于目前人類社會的科技文明水平還存在一定差距，對于消費(fèi)的絕大部分二次能源，其來源還是源于基本不可再生的化石能源。雖然核能的利用空間也很大，但目前的應(yīng)用技術(shù)水平?jīng)Q定，成本(包括環(huán)境成本)還比較高，運(yùn)行過程中的事故風(fēng)險較大；而且儲存量畢竟有限，基本不可再生。

在化石及核能的轉(zhuǎn)化及消耗過程中，對自然環(huán)境造成的影響很大，尤其是地球大氣環(huán)境的溫度提高，酸雨對植被的破壞，霧霾對人類賴以生存的空氣質(zhì)量及氣候條件的影響等等現(xiàn)象的出現(xiàn)，已經(jīng)給人類社會敲響了警鐘。

人們將目光投向了可再生能源。近幾年，世界范圍內(nèi)的新能源利用技術(shù)及規(guī)模得到了空前的發(fā)展。但目前的可再生能源的規(guī)模利用主要在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)及太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)。

現(xiàn)在的上述兩類主要發(fā)電系統(tǒng)，由于一次能源的低密度、不可控、不穩(wěn)定等固有特性的影響，目前的應(yīng)用技術(shù)水平所限，建設(shè)及運(yùn)行成本過高，電力成本較高，在絕大部分情況下，與常規(guī)發(fā)電系統(tǒng)(火力、水力等)相比較，還只能處在“輔助能源”的位置。

雖然二次能源具有可再生性，甚至與人類的總體需求比較，其總量可謂“無限”，但好的(可低成本利用)資源也是有限的。要想將風(fēng)能、太陽能等可再生能源由輔助能源，逐漸發(fā)展成為主要能源的一部分，甚至全部，除了各國政府高度重視，用資金、政策等扶持以外，用新的技術(shù)解決固有特性帶來的規(guī)模應(yīng)用中的障礙，應(yīng)為主(必)要途徑之一。

對于現(xiàn)有風(fēng)電、太陽能發(fā)電系統(tǒng)中存在的主要問題，分述如下：

1、現(xiàn)行的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)主要是以水平軸、三槳葉風(fēng)力采集方式為主，該方式對風(fēng)力采集用于發(fā)電系統(tǒng)，存在以下主要問題：

1】、風(fēng)能可利用范圍的密度較低，加之該采集方式的固有特點(diǎn)，風(fēng)能利用率較低。

2】、單位風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)占用土地面積及立體空間較大。

3】、對風(fēng)速的適應(yīng)范圍小。

4】、由于風(fēng)力的大小及時間上的不可控性，造成發(fā)出電力的穩(wěn)定性較差。

5】、無儲存及緩沖環(huán)節(jié)，若利用電池或電瓶蓄能，則建設(shè)及運(yùn)行成本會增高許多，規(guī)模有限。

6】、對報廢電池或電瓶的處理成本很高，環(huán)境影響很大。

7】、由于并網(wǎng)之前需要進(jìn)行逆變，有一定的諧波，對電能質(zhì)量有一定影響；電能質(zhì)量也對于電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行造成一定影響。

8】、單位發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)成本較高。

9】、運(yùn)行過程中“廠用電率”及運(yùn)行經(jīng)濟(jì)成本較高。

10】、運(yùn)行維護(hù)成本較高。

11】、對風(fēng)力環(huán)境(如湍流)等的適應(yīng)能力較差。

12】、由于單位發(fā)電系統(tǒng)占據(jù)空間較大，槳葉的運(yùn)動空間立體面積較大，加之電磁輻射、噪聲等影響，生態(tài)影響等，造成環(huán)境成本較高。

13】、一次能源來源單一，在風(fēng)速較低或無風(fēng)情況，系統(tǒng)無任何輸出動力的能力。

14】、缺乏規(guī)模性的蓄能環(huán)節(jié)，對于現(xiàn)行的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，棄風(fēng)現(xiàn)象很普遍，對能源的浪費(fèi)及風(fēng)電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益有較大的影響。

15】、由于現(xiàn)行風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的啟動及進(jìn)入系統(tǒng)穩(wěn)定時間較長，所以應(yīng)急時的“黑啟動”能力較弱。

16】、單位發(fā)電系統(tǒng)(單個風(fēng)力發(fā)電機(jī))容量有限，對于低電壓穿越功能的環(huán)節(jié)建設(shè)成本較高，且由于布局分散，可靠性降低，維護(hù)成本增高。

17】、若用抽水蓄能，除要求水源及儲存(水庫)建設(shè)以外，從風(fēng)能轉(zhuǎn)為再發(fā)電，需經(jīng)過多次轉(zhuǎn)換(風(fēng)能-電能-水的勢能-電能)，效率大大降低；而且環(huán)境要求及建設(shè)成本較高，廣譜性較差。

18】用于風(fēng)力來源規(guī)模與時間的不可控，無大規(guī)模儲存，在電力負(fù)荷較低或無負(fù)荷時，發(fā)出的電力無法上網(wǎng)，棄風(fēng)現(xiàn)象十分普遍，造成資源浪費(fèi)，并影響風(fēng)電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2、現(xiàn)行的太陽能發(fā)電系統(tǒng)