[發(fā)明專(zhuān)利]一種傘梯高空太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710731799.5
• 申請(qǐng)日: 2017-08-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107482995B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張建軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣東高空風(fēng)能技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02S10/40
• 分類(lèi)號(hào): H02S10/40;H02S20/30;B64C31/06;H02S30/10;H02J3/38
• 代理公司: 廣州潤(rùn)禾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44446
• 代理人: 林名欽;周鄭奇

本發(fā)明公開(kāi)了一種傘梯高空太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，包括：與地面成一定角度的纜繩和設(shè)置于纜繩上的若干太陽(yáng)能發(fā)電單元；所述太陽(yáng)能發(fā)電單元包括自下而上設(shè)置的固定于纜繩上傘頭裝置、頂部中心套于纜繩上的傘體以及套于纜繩上并與傘體的頂部中心連接的傘尾裝置，所述傘頭裝置通過(guò)傘繩與所述傘體的邊緣連接；所述傘體表面設(shè)有薄膜太陽(yáng)能；所述傘尾裝置用于控制改變所述傘體受太陽(yáng)輻照的輻照面積。本發(fā)明還公開(kāi)了上述系統(tǒng)的控制方法。與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明基本不占用地面空間，受天氣影響較小，同時(shí)陽(yáng)光輻照強(qiáng)度更大，能量轉(zhuǎn)換率更高；同時(shí)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了與現(xiàn)行電網(wǎng)的匹配，提高對(duì)高空太陽(yáng)能發(fā)電的有效利用率。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方法簡(jiǎn)單有效，靈活性高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高空太陽(yáng)能發(fā)電領(lǐng)域，具體涉及一種傘梯高空太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

太陽(yáng)能是一種清潔能源，發(fā)電方法一般都是在地面上建立太陽(yáng)能發(fā)電站。由于地面上需要占用耕地和山林，城市土地受限，空氣潔凈度差，用電量大的城市、特別是東部地區(qū)適合建立太陽(yáng)能發(fā)電站的土地非常有限，而海面、湖面、江面以及海島等空域?qū)掗煹牡胤絽s無(wú)法利用太陽(yáng)能，加之我國(guó)東部地區(qū)夏季多雨、多云，因此這些地方太陽(yáng)能的發(fā)電利用明顯低于西部地區(qū)。地面發(fā)電每天平均有效利用時(shí)間只有5~6個(gè)小時(shí)，并且地面發(fā)電站的太陽(yáng)能電池陣列很多是固定的，調(diào)整方向、追蹤太陽(yáng)很困難，無(wú)法保證太陽(yáng)直射時(shí)間。

國(guó)外有太陽(yáng)能飛艇和太陽(yáng)能飛機(jī)，在飛艇上或飛機(jī)機(jī)頂和兩翼覆蓋薄膜太陽(yáng)能電池，靠太陽(yáng)能供電飛翔，但不是專(zhuān)用的太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備，發(fā)電只能供自身使用。

現(xiàn)行電網(wǎng)根據(jù)用電的高峰不同，對(duì)各個(gè)電站發(fā)電并網(wǎng)的功率要求也是變化的。另外，由于現(xiàn)有的高空太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)多采用貼覆于飛艇上或飛機(jī)表面的方式，因此其陽(yáng)光照射面積固定，發(fā)電的功率也就只能根據(jù)當(dāng)時(shí)太陽(yáng)輻照強(qiáng)度改變，難以根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)輻照面積，靈活性差，難以與現(xiàn)行電網(wǎng)匹配，這就導(dǎo)致太陽(yáng)能發(fā)電的電能難以并網(wǎng)使用，反而導(dǎo)致了很大的資源浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有的技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且可根據(jù)電網(wǎng)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)節(jié)的傘梯高空太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)及其控制方法。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種傘梯高空太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，包括：與地面成一定角度的纜繩和設(shè)置于纜繩上的若干太陽(yáng)能發(fā)電單元；所述太陽(yáng)能發(fā)電單元包括自下而上設(shè)置的固定于纜繩上傘頭裝置、頂部中心套于纜繩上的傘體以及套于纜繩上并與傘體的頂部中心連接的傘尾裝置，所述傘頭裝置通過(guò)傘繩與所述傘體的邊緣連接；所述傘體表面設(shè)有薄膜太陽(yáng)能；所述傘尾裝置用于控制改變所述傘體受太陽(yáng)輻照的輻照面積。

本發(fā)明提供了一種傘梯高空太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，在現(xiàn)有高空傘梯的基礎(chǔ)上，本發(fā)明將薄膜太陽(yáng)能設(shè)置于各高空傘的傘體表面得到太陽(yáng)能發(fā)電單元，并通過(guò)纜繩將其升入高空進(jìn)行太陽(yáng)能采集發(fā)電，避免了受到天氣等因素影響，且整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)設(shè)置于高空中，基本不占用地面空間，同時(shí)陽(yáng)光輻照強(qiáng)度更大，能量轉(zhuǎn)換率更高。另外，本發(fā)明還設(shè)置有傘尾裝置調(diào)節(jié)傘體的太陽(yáng)能輻照面積，在實(shí)際發(fā)電過(guò)程中，系統(tǒng)可根據(jù)電網(wǎng)需求以及當(dāng)時(shí)的陽(yáng)光輻照強(qiáng)度等因素計(jì)算出各個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電單元傘體的輻照面積，然后控制各太陽(yáng)能發(fā)電單元的傘尾裝置作業(yè)。

進(jìn)一步地，所述傘體由若干相互獨(dú)立的傘面組成，所述傘面分別與傘尾裝置連接，所述傘尾裝置分別控制所述傘面做圓周運(yùn)動(dòng)。本方案將傘體分為若干獨(dú)立的傘面，在實(shí)際控制過(guò)程中，傘尾裝置可分別控制各個(gè)傘面的旋轉(zhuǎn)以改變傘體的輻照面積。其中，各傘面的面積可以相同，也可以不同，具體根據(jù)實(shí)際需要來(lái)確定。本方案中，傘體的最小輻照面積則為其中一個(gè)傘面的面積。

進(jìn)一步地，所述傘尾裝置為可沿所述纜繩上下運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器。本方案通過(guò)控制驅(qū)動(dòng)器向上或向下運(yùn)動(dòng)來(lái)增大或減小傘體的受風(fēng)面積，也就是傘體受太陽(yáng)輻照的輻照面積。本方案中，傘體的最小輻照面積可以近似為0。