[發明專利]一種高空風能捕捉系統

在審

• 申請號: 201410487957.3
• 申請日: 2014-09-19
• 公開（公告）號: CN104295453A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 阿倆艾·穆罕穆德·弗基·穆罕穆德·埃布加拜倫
• 申請（專利權）人: 阿倆艾·穆罕穆德·弗基·穆罕穆德·埃布加拜倫
• 主分類號: F03D9/02
• 分類號: F03D9/02;F03D11/00;F03D9/00;F03B13/00
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 胡景波

技術領域

本發明涉及一種風能回收系統，特別涉及一種對高空風的動能及熱量進行捕捉利用的高空風能捕捉系統。

背景技術

高空風能是人類迄今基本上沒有開發利用的新能源，這是一種儲量豐裕、分布廣泛的可再生清潔能源。高空風能具有強大的動能，經實驗測得，風能與風速的立方成正比(其中ρ為空氣密度，v為風速)，即風速增加1倍，風能增加8倍(標準空氣密度為1.225kg/m，6000米高空中的空氣密度約0.644kg/m，僅減少1倍左右)，因此高空風能可高出地面上的數倍、十數倍、數十倍乃至成百上千倍。在高空位置達到較為理想的情況下，高空風電的理論發電時間可以超過95％，年發電時間可高達8200小時以上，小功率的10兆瓦級高空風力發電系統的年發電時間也在5000小時以上。因此，采集高空風能發電可以獲得高穩定性、低發電成本的風電，這是高空風電的顯著特點之一，也是高空風電相比常規風電的最顯著優勢之一。同時，空氣的溫度隨著海拔高度的上升而降低，這是因為：1、高空氣壓低，空氣稀薄，海拔高的地區的大氣保溫較差，導致熱量大量散失；2、海拔高的地方，云層少，晚上對地面的逆輻射作用弱，溫度低；由于海拔高，白天吸收地面輻射少，因此，隨海拔的升高溫度越低；3、大氣的溫度主要來自地面的長波輻射，海拔高的地方，空氣稀薄，白天，對地面長波輻射的吸收就少，溫度低；晚上，大氣的保溫作用差，溫度低。因此，海拔越高，氣溫越低，經過實驗測得，在對流層內，海拔每升高100米，氣溫約下降0.6度，比如，在3000米左右的高空，溫度比地面低約18度，因此，將高空中的冷空氣引入地面進行利用，作為空調熱交換器或冷凝器的冷媒，能進行無限采集，不僅能減小能源的消耗，還能避免熱污染和空氣污染，達到綠色環保的目的，且高空的冷媒可再生且儲量龐大，可謂取之不盡，用之不竭。申請人受系留氣球與煙囪效應(煙囪效應，是指戶內空氣沿著有垂直坡度的空間向上升或下降，造成空氣加強對流的現象。煙囪效應的產生：在有共享中庭、豎向通風(排煙)風道、樓梯間等具有類似煙囪特征-即從底部到頂部具有通暢的流通空間的建筑物、構筑物(如水塔)中，空氣(包括煙氣)靠密度差的作用，沿著通道很快進行擴散或排出建筑物的現象，即為煙囪效應)，設計研究出通過系留氣球將軟管攜帶至高空，將高空中的冷氣通過煙囪效應引入地面進行利用的系統，其利用了高空風能的熱能；為了提高氣球的利用率，同時對高空風的動能進行充分利用，還設計了一套發電系統，在滿足其自身用電的需求外還能向外供電，達到對高空風能的最大利用率。

發明內容

【1】要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是提供一種通過系留氣球對高空風的動能和熱能進行充分利用的高空風能捕捉系統。

【2】解決問題的技術方案

本發明提供一種高空風能捕捉系統，其包括：

系留氣球1，所述系留氣球1內填充有比空氣密度小的氣體，且所述系留氣球能懸停在空中；系留氣球1為一個或多個。

纜繩，所述纜繩的一端固定在所述系留氣球1上，另一端固定到地面，所述纜繩用于限制所述系留氣球1的位置；

軟管3，所述軟管3的一端連接在所述系留氣球1上，且其進氣口與大氣連通，另一端延伸至地面，所述軟管3為絕熱軟管用于將高空的冷空氣引至地面；

冷氣負載4，所述冷氣負載4位于地面且與所述軟管3的出氣口連接，所述冷氣負載用于消耗利用所述軟管3內的冷氣；

為了提高軟管內空氣的流速，即提高風量，進一步的，在所述軟管3的進口端或出口端設有空氣泵5。

還包括回收裝置2，所述回收裝置2固定在地面，用于回收系留氣球1；纜繩下端與所述回收裝置2連接，所述纜繩用于限制所述系留氣球1的位置并用于回收。

進一步的，所述冷氣負載4為冷凝器；所述冷氣負載4的第一出口41為換熱后空氣出口，第二出口42或設有有機朗肯循環發電系統，冷空氣用以冷卻發電系統的工質；第二出口42或設有空氣冷凝水收集與水力發電系統，此時的第二出口42的高度高于水力發電機設置的高度。

為了方便氣球在地面時停留，進一步的，還包括氣球停放支架6，所述氣球停放支架6固定在地面，用于回收時系留氣球1停放。

為了能對風的動能進行充分利用，進一步的，還包括固定在地面的第一發電系統7，所述第一發電系統7通過輔助纜繩8與所述系留氣球1連接，所述第一發電系統包括依次連接的電機701、第一離合器702、輥筒703、第二離合器704、扭轉彈簧705、棘輪706和第一發電機707，所述輔助纜繩8纏繞在所述輥筒703上。