[發(fā)明專利]一種風光聯(lián)合發(fā)電機

在審

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• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN106870199A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設計）人: 趙征;吳艷輝
• 申請（專利權）人: 西北工業(yè)大學
• 主分類號: F02G1/044
• 分類號: F02G1/044;F03D3/00;F03D9/25;F03D9/00;F03G6/06;F03D15/10
• 代理公司: 西北工業(yè)大學專利中心61204
• 代理人: 華金

技術領域

本發(fā)明涉及一種同時利用風能光能的聯(lián)合發(fā)電設備，屬于風能光能聯(lián)合發(fā)電技術領域。

背景技術

社會經(jīng)濟發(fā)展、進步需要能源支撐，而能源供給主要以一次性化石燃料為主，如今化石燃料日趨匱乏及環(huán)境污染問題日益嚴重，能夠替代一次性能源的可再生、清潔、環(huán)保的綠色能源研究，特別是清潔能源發(fā)電的應用已經(jīng)勢不可擋。針對我國南海地區(qū)的現(xiàn)實情況，人員生活所需的能源要靠從陸地運送汽油柴油供給，成本較高。所以利用南海地區(qū)日照強、風能密度大的特點，在南海建立小型的風能、太陽能發(fā)電裝置來供應日常所需能源是一個大趨勢。

風能、太陽能發(fā)電方式就是典型的清潔發(fā)電方式，具有眾多優(yōu)勢，同時也存在風、太陽光的不穩(wěn)定和不確定性，發(fā)電成本高等缺點。綜合考慮這兩種發(fā)電方式的特點，采用風能光能聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)能充分發(fā)揮風能、太陽能各自的優(yōu)勢，保證更加穩(wěn)定充足的電力供應。

過去的十年間，光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)受到了各國政府的大力支持，發(fā)展清潔能源已經(jīng)被提到國家戰(zhàn)略層面，光伏發(fā)電一直以清潔為宣傳口號，但其所使用的硅光板的生產(chǎn)需要消耗大量的能源，也會產(chǎn)生很大的污染。而采用以太陽能為熱源的斯特林循環(huán)發(fā)電，不需要使用能耗高、污染大的單晶硅、多晶硅材質的光伏板，真正發(fā)揮了太陽能清潔能源的特點。理論研究表明，基于斯特林循環(huán)的太陽能發(fā)電方式比傳統(tǒng)光伏發(fā)電方式具有更高的發(fā)電效率，具有很好的發(fā)展前景。

傳統(tǒng)的主流風力發(fā)電機均采用風輪搭配塔架的建設方式，發(fā)電設備距地面幾十米左右，強風期間這種塔架式風力發(fā)電機不能工作，無法適應南海地區(qū)終年強風的惡劣氣候條件。在這種情況下，立軸風力發(fā)電機就發(fā)揮了其獨特的優(yōu)勢。立軸風力發(fā)電機發(fā)電效率較傳統(tǒng)的風輪塔架式發(fā)電機發(fā)電效率低，但其能夠在各種風速條件下穩(wěn)定發(fā)電，甚至能抵御超強臺風，不易損壞，易于維護，價格低廉。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術問題是：為了避免現(xiàn)有技術的不足之處，本發(fā)明提出了一種風光聯(lián)合發(fā)電設備。基于斯特林循環(huán)利用太陽能的熱效應發(fā)電，避免使用能耗高污染大的光伏板；采用不易損壞，易于維護，價格低廉的立軸風扇克服風輪塔架式發(fā)電機強風下不能工作的缺點。

本發(fā)明的技術方案是：一種風光聯(lián)合發(fā)電機，包括太陽能發(fā)電系統(tǒng)和風能發(fā)電系統(tǒng)、太陽灶1、第一連接組件、第二連接組件和發(fā)電機15；太陽能發(fā)電系統(tǒng)與第一連接組件連接并將所做的功最終傳遞給發(fā)電機15，風能發(fā)電系統(tǒng)與第二連接組件連接并將所做的功最終傳遞給發(fā)電機15；所述太陽灶與太陽能發(fā)電系統(tǒng)連接，用于聚集熱氣為太陽能發(fā)電系統(tǒng)提供熱能；

所述第一連接組件包括第一超越離合器22和鼓形齒式聯(lián)軸器21，太陽灶1產(chǎn)生的熱能帶動太陽能發(fā)電系統(tǒng)工作，太陽能發(fā)電系統(tǒng)做的功經(jīng)鼓形齒式聯(lián)軸器21及超越離合器12將功傳遞給發(fā)電機15，實現(xiàn)太陽能發(fā)電；所述第二連接組件包括大齒輪10、小齒輪11和第二超越離合器12，大齒輪10和小齒輪11相互嚙合，且小齒輪11與第二超越離合器12同軸；風能發(fā)電系統(tǒng)所做的功經(jīng)第二超越離合器12傳遞給大齒輪10，大齒輪10繼而又帶動小齒輪11轉動，將功傳遞給發(fā)電機15，實現(xiàn)風能系統(tǒng)發(fā)電。

本發(fā)明的進一步技術方案是：所述第一連接組件未與還發(fā)電機15連接的一端還連接有飛輪18，使太陽能發(fā)電系統(tǒng)運轉更加平穩(wěn)。

本發(fā)明的進一步技術方案是：所述鼓形齒式聯(lián)軸器21消除因聯(lián)軸器前后兩軸運轉不同步而帶來的曲軸內(nèi)力，實現(xiàn)風光聯(lián)合發(fā)電，一齊輸送到發(fā)電機15。

本發(fā)明的進一步技術方案是：所述太陽能發(fā)電系統(tǒng)為斯特林機，包括熱氣缸2、冷氣缸3、散熱片4、熱氣缸活塞5、冷氣缸活塞6、回熱器7、熱氣缸連桿8、冷氣缸連桿9、兩個套筒16和曲軸17；兩個氣缸之間通過回熱器7相互貫通連接；熱氣缸2內(nèi)設有熱氣缸活塞5，冷氣缸3內(nèi)設有冷氣缸活塞6；套筒16套在曲軸17凸起處，兩個活塞與套筒16之間分別通過連桿進行連接，且連桿兩端與活塞和套筒16鉸接；曲軸17靠近冷氣缸3的一端與鼓形齒式聯(lián)軸器21連接；冷氣缸3頂部包裹有散熱片4；活塞上下運動，由于采取鉸接，使得連桿在上下運動時能夠偏離活塞軸線進行運動，從而帶動曲軸17軸向轉動進行做功。

本發(fā)明的進一步技術方案是：所述套筒16采用兩個軸瓦拼接而成，材質為黃銅，其在曲軸17上能夠進行軸向轉動。

本發(fā)明的進一步技術方案是：所述風能發(fā)電系統(tǒng)包括立式風扇13、第二超越離合器12和兩個錐齒輪14；風帶動立式風扇13周向轉動，產(chǎn)生的扭矩將帶動兩個相互嚙合的錐齒輪14運動，經(jīng)第二超越離合器12傳遞給大齒輪10，大齒輪10帶動小齒輪11轉動，將功傳遞給發(fā)電機15。

發(fā)明效果