[實(shí)用新型]一種高空風(fēng)能捕捉系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420543562.6
• 申請(qǐng)日: 2014-09-19
• 公開（公告）號(hào): CN204239159U
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阿倆艾·穆罕穆德·弗基·穆罕穆德·埃布加拜倫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 阿倆艾·穆罕穆德·弗基·穆罕穆德·埃布加拜倫
• 主分類號(hào): F03D9/02
• 分類號(hào): F03D9/02;F03D11/00;F03D9/00;F03B13/00
• 代理公司: 大連智高專利事務(wù)所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 胡景波

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)能回收系統(tǒng)，特別涉及一種對(duì)高空風(fēng)的動(dòng)能及熱量進(jìn)行捕捉利用的高空風(fēng)能捕捉系統(tǒng)。

背景技術(shù)

高空風(fēng)能是人類迄今基本上沒有開發(fā)利用的新能源，這是一種儲(chǔ)量豐裕、分布廣泛的可再生清潔能源。高空風(fēng)能具有強(qiáng)大的動(dòng)能，經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得，風(fēng)能與風(fēng)速的立方成正比(其中ρ為空氣密度，v為風(fēng)速)，即風(fēng)速增加1倍，風(fēng)能增加8倍(標(biāo)準(zhǔn)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(fēng)能可高出地面上的數(shù)倍、十?dāng)?shù)倍、數(shù)十倍乃至成百上千倍。在高空位置達(dá)到較為理想的情況下，高空風(fēng)電的理論發(fā)電時(shí)間可以超過95％，年發(fā)電時(shí)間可高達(dá)8200小時(shí)以上，小功率的10兆瓦級(jí)高空風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的年發(fā)電時(shí)間也在5000小時(shí)以上。因此，采集高空風(fēng)能發(fā)電可以獲得高穩(wěn)定性、低發(fā)電成本的風(fēng)電，這是高空風(fēng)電的顯著特點(diǎn)之一，也是高空風(fēng)電相比常規(guī)風(fēng)電的最顯著優(yōu)勢(shì)之一。同時(shí)，空氣的溫度隨著海拔高度的上升而降低，這是因?yàn)椋?、高空氣壓低，空氣稀薄，海拔高的地區(qū)的大氣保溫較差，導(dǎo)致熱量大量散失；2、海拔高的地方，云層少，晚上對(duì)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(zhǎng)波輻射，海拔高的地方，空氣稀薄，白天，對(duì)地面長(zhǎng)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(jīng)過實(shí)驗(yàn)測(cè)得，在對(duì)流層內(nèi)，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(jìn)行利用，作為空調(diào)熱交換器或冷凝器的冷媒，能進(jìn)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(dá)到綠色環(huán)保的目的，且高空的冷媒可再生且儲(chǔ)量龐大，可謂取之不盡，用之不竭。申請(qǐng)人受系留氣球與煙囪效應(yīng)(煙囪效應(yīng)，是指戶內(nèi)空氣沿著有垂直坡度的空間向上升或下降，造成空氣加強(qiáng)對(duì)流的現(xiàn)象。煙囪效應(yīng)的產(chǎn)生：在有共享中庭、豎向通風(fēng)(排煙)風(fēng)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(gòu)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(jìn)行擴(kuò)散或排出建筑物的現(xiàn)象，即為煙囪效應(yīng))，設(shè)計(jì)研究出通過系留氣球?qū)④浌軘y帶至高空，將高空中的冷氣通過煙囪效應(yīng)引入地面進(jìn)行利用的系統(tǒng)，其利用了高空風(fēng)能的熱能；為了提高氣球的利用率，同時(shí)對(duì)高空風(fēng)的動(dòng)能進(jìn)行充分利用，還設(shè)計(jì)了一套發(fā)電系統(tǒng)，在滿足其自身用電的需求外還能向外供電，達(dá)到對(duì)高空風(fēng)能的最大利用率。

實(shí)用新型內(nèi)容

【1】要解決的技術(shù)問題

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種通過系留氣球?qū)Ω呖诊L(fēng)的動(dòng)能和熱能進(jìn)行充分利用的高空風(fēng)能捕捉系統(tǒng)。

【2】解決問題的技術(shù)方案

本實(shí)用新型提供一種高空風(fēng)能捕捉系統(tǒng)，其包括：

系留氣球1，所述系留氣球1內(nèi)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(gè)或多個(gè)。

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(jìn)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(fù)載4，所述冷氣負(fù)載4位于地面且與所述軟管3的出氣口連接，所述冷氣負(fù)載用于消耗利用所述軟管3內(nèi)的冷氣；

為了提高軟管內(nèi)空氣的流速，即提高風(fēng)量，進(jìn)一步的，在所述軟管3的進(jìn)口端或出口端設(shè)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(jìn)一步的，所述冷氣負(fù)載4為冷凝器；所述冷氣負(fù)載4的第一出口41為換熱后空氣出口，第二出口42或設(shè)有有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，冷空氣用以冷卻發(fā)電系統(tǒng)的工質(zhì)；第二出口42或設(shè)有空氣冷凝水收集與水力發(fā)電系統(tǒng)，此時(shí)的第二出口42的高度高于水力發(fā)電機(jī)設(shè)置的高度。

為了方便氣球在地面時(shí)停留，進(jìn)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(shí)系留氣球1停放。

為了能對(duì)風(fēng)的動(dòng)能進(jìn)行充分利用，進(jìn)一步的，還包括固定在地面的第一發(fā)電系統(tǒng)7，所述第一發(fā)電系統(tǒng)7通過輔助纜繩8與所述系留氣球1連接，所述第一發(fā)電系統(tǒng)包括依次連接的電機(jī)701、第一離合器702、輥筒703、第二離合器704、扭轉(zhuǎn)彈簧705、棘輪706和第一發(fā)電機(jī)707，所述輔助纜繩8纏繞在所述輥筒703上。