[發明專利]一種以風能和太陽能為動力來源的發電方法

在審

• 申請號: 201610019803.0
• 申請日: 2016-01-13
• 公開（公告）號: CN105673330A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 王虎;黨群;李世杰;鄭欽
• 申請（專利權）人: 中國大唐集團科學技術研究院有限公司
• 主分類號: F03D9/11
• 分類號: F03D9/11;F24J2/04;F03B13/06
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 李廣

技術領域

本發明涉及能源技術領域，具體是一種以風能和太陽能為動力來源的發電方法。

背景技術

再生能源包括太陽能、水力、風力、生物質能、波浪能、潮汐能、海洋溫差能等。它 們在自然界可以循環再生。經過多年的發展，我國可再生能源的開發利用已取得了很大進 展。風能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。其蘊量巨大，全球的 風能約為2.74×10^9MW，其中可利用的風能為2×10^7MW，比地球上可開發利用的水能總 量還要大10倍。國家能源局2015年9月21日發布數據顯示，到2015年7月底，納入海 上風電開發建設方案的項目已建成投產2個、裝機容量6.1萬千瓦，核準在建9個、裝機 容量170.2萬千瓦，核準待建6個，裝機容量154萬千瓦。這與2014年末國家能源局《全 國海上風電開發建設方案(2014-2016)》規劃的總裝機容量1053萬千瓦的44個項目相 距甚遠。為此，國家能源局要求，進一步做好海上風電開發建設工作，加快推動風電發展。 太陽能發電主要分為太陽能光伏發電和太陽能熱能發電兩種，2011年全球新增太陽能發電 裝機容量約2800萬千瓦。累計裝機容量達6900萬千瓦，當年全球太陽能產值為930億美 元。歐盟在太陽能發電方面居于領先地位，但美國和中國的發展勢頭迅猛。2015年3月美 國太陽能產業協會和GTM市場調研公司共同發布的報告預計，到2016年美國占全球太陽 能板市場的份額將由2011年7％提升至15％。屆時，美國與中國可能將成為全球兩大領先 的太陽能市場。

盡管我國可再生能源產業發展取得了很大進展，但與發達國家相比還有很大的差距， 還遠遠不能適應我國能源發展戰略的要求。可再生能源發展緩慢客觀上是風力發電、太陽 能發電的成本難以與化石能源去競爭，但從國外的經驗來看，關鍵是促進可再生能源發展 的政策力度不夠所至。現有的太陽能發電裝置復雜，且環境發生變化時，發電效果差。風 能發電方法是直接通過風機、發電機將風能轉換成電能，然后通過蓄電池儲存起來或者通 過電處理裝置處理成可并網的電后供應到電網上。此種方法由于風的風速、大小是變化 不定的，導致電能的質量是非常之不穩定，將這些質量不穩定的電能轉換成質量穩定的電 能需要投入結構復雜的變電設備，而且技術上也不容易滿足上述的要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種質量穩定、安全運行、靈活性操作的以風能和太陽能為動 力來源的發電方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種以風能和太陽能為動力來源的發電方法，依序包括利用太陽能發電過程、風能抽 水過程、水力發電過程，具體步驟如下：

1)利用太陽能發電過程：采用軸流式壓縮機增壓后的空氣，送入太陽能聚熱裝置的 腔體式接收器吸收熱量，產生的高溫空氣驅動高溫空氣渦輪機，拖動發電機發電，從而將 太陽能轉換為電能，高溫空氣渦輪機排出的空氣通過風機轉成風能；

2)風能抽水過程：環境中的風能還能與高溫空氣渦輪機排出的空氣共同通過該風機 轉換成機械轉動能，利用機械轉動能帶動水泵動作，將低海拔的水庫的水抽送到高海拔的 水庫中；

3)水力發電過程：將高海拔的水庫的水通過水道回流回低海拔的水庫中并利用在水 道上的水力發電裝置將水的重力勢能轉換成電能。

作為本發明進一步的方案：將低海拔的水庫的水抽送到高海拔的水庫的過程是由三級 以上抽送過程構成。

作為本發明進一步的方案：太陽能聚熱裝置上還包括高溫蓄熱器與低溫蓄熱器；在太 陽輻射能量不足時，軸流式壓縮機增壓后的壓縮空氣，經低溫蓄熱器、高溫蓄熱器加熱后， 產生的高溫空氣，驅動高溫空氣渦輪機拖動發電機發電。

作為本發明進一步的方案：水泵采用軸流泵。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明使得太陽能熱發電的效率高，運行調節靈活方便，無需配備傳統燃氣-蒸汽聯 合循環發電機組中的冷凝器，機組的公用工程用水量有較大幅度的降低，設備大為簡化。 將高溫空氣渦輪機排出的空氣與質量不穩定的風能轉換而成的機械能轉換成質量穩定的 水的勢能，使水力發電所產生的電能的質量穩定，以方便人們的使用。本發明的自保能力 強，當太陽能與風能都比較弱的情況下，還能通過調節運行方式，確保安全運行，增強了 安全操作的靈活性。