[發(fā)明專利]一種風(fēng)力發(fā)電和柔性太陽(yáng)能發(fā)電布相結(jié)合的發(fā)電裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711214000.1
• 申請(qǐng)日: 2017-11-28
• 公開（公告）號(hào): CN108035843A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王美俊;詹海波;李世兵;王富華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢協(xié)鑫新能源電力設(shè)計(jì)有限公司
• 主分類號(hào): F03D5/00
• 分類號(hào): F03D5/00;F03D7/00;F03D15/00;H02S10/12
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;孟捷

本發(fā)明公開了一種風(fēng)力發(fā)電和柔性太陽(yáng)能發(fā)電布相結(jié)合的發(fā)電裝置，包括風(fēng)箏、風(fēng)箏控制機(jī)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)和太陽(yáng)能發(fā)電裝置；風(fēng)箏控制機(jī)構(gòu)牽制風(fēng)箏運(yùn)動(dòng)；運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)將風(fēng)箏的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)的電能；太陽(yáng)能發(fā)電裝置包括柔性套筒和太陽(yáng)帽；柔性套筒內(nèi)穿過一根動(dòng)力繩索，動(dòng)力繩索的頂端連接風(fēng)箏的底部牽線；本發(fā)明利用風(fēng)箏捕捉高空的風(fēng)能，將發(fā)電設(shè)備置于地面，減輕了負(fù)重，提高了風(fēng)能的利用范圍，降低了風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的投資和運(yùn)營(yíng)成本。本發(fā)明將風(fēng)力發(fā)電技術(shù)和太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)能和太陽(yáng)能的互補(bǔ)使用，提高了整個(gè)發(fā)電裝置的靈活性。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了風(fēng)箏上升和下降的過程都在發(fā)電；省去了驅(qū)動(dòng)風(fēng)箏下降的外部動(dòng)力源，提高了發(fā)電效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種風(fēng)力發(fā)電和柔性太陽(yáng)能發(fā)電布相結(jié)合的發(fā)電裝置。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的火力發(fā)電所用的能源是不可再生能源，能源在使用時(shí)有二氧化碳排放，不僅會(huì)造成氣候變暖，而且會(huì)產(chǎn)生粉塵、酸雨等污染，破壞生態(tài)環(huán)境。風(fēng)力發(fā)電裝置和太陽(yáng)能發(fā)電是新一代的能源發(fā)電技術(shù)，可以有效解決能源短缺，二氧化碳過渡排放的難題。有研究指出：高空風(fēng)能儲(chǔ)量豐富，其蘊(yùn)藏的風(fēng)能超過人類總需能源的100多倍。而太陽(yáng)能更是取之不盡，用之不竭的綠色環(huán)保能源。因此對(duì)于風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能電的開發(fā)和利用具有重要意義。

目前高空風(fēng)力發(fā)電技術(shù)路線主要分為兩大類：

一類是利用氦氣球產(chǎn)生的浮力將發(fā)電機(jī)組升至半空中，將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，再通過電纜傳送到電網(wǎng)。這一技術(shù)路線的典型代表是美國(guó)麻省理工學(xué)院下屬的Altaeros風(fēng)能公司研制出的一款空中風(fēng)力渦輪機(jī)(AWT)。發(fā)電機(jī)被裝在充滿氦氣的飛艇里，能飄浮在空中收集風(fēng)力發(fā)電，然后通過電纜傳回地面。在緬因州的測(cè)試表明，AWT可上升至300米的高度，利用高空的高速風(fēng)流發(fā)電，發(fā)電量是地面常規(guī)風(fēng)電塔裝置的兩倍。

另一類技術(shù)路徑是將發(fā)電機(jī)組固定在地面上，通過巨型的帶有氣囊的“風(fēng)箏”在空中利用風(fēng)能帶動(dòng)地面上的發(fā)電機(jī)發(fā)電，解決了發(fā)電機(jī)組和電纜自重的問題。這一技術(shù)路線的典型代表是意大利KiteGen科技公司研發(fā)的高空“風(fēng)箏”風(fēng)力發(fā)電MARS系統(tǒng)，它是由高空的拖拽風(fēng)箏和地面的發(fā)電裝置組成。KiteGen公司宣稱，與傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電相比，MARS系統(tǒng)擁有無可比擬的優(yōu)勢(shì)：它能夠從高空獲得穩(wěn)定的風(fēng)能，“風(fēng)箏”飛行的高度越高，所獲得的平均風(fēng)速就越大，發(fā)電的效率也就越高。

針對(duì)將發(fā)電機(jī)升于空中的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，“風(fēng)箏”需要拖拽電纜、螺旋槳、發(fā)電機(jī)等設(shè)備，具有負(fù)重較大，升空高度有限、能量轉(zhuǎn)化效率較低的缺陷；而且這種裝置最大的問題是，氦氣球在空中做平衡運(yùn)動(dòng)與做功運(yùn)動(dòng)，其持續(xù)性和穩(wěn)定性很難保障。

針對(duì)將發(fā)電機(jī)組固定在地面上的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，只能在“風(fēng)箏”上升階段產(chǎn)生電能，而且在收回“風(fēng)箏”時(shí)需要借助外部動(dòng)力源來驅(qū)動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)，故風(fēng)能利用率較低。專利號(hào)為ZL201210474239.3的中國(guó)發(fā)明專利公布了一種減少拖拽電纜設(shè)備耗能，增加風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率的高空“風(fēng)箏”發(fā)電機(jī)，盡管實(shí)現(xiàn)了“風(fēng)箏”運(yùn)行的任何階段都產(chǎn)生電能，但其上下移動(dòng)的方式并沒有徹底改善能量轉(zhuǎn)換效率低的問題。

現(xiàn)有的高空風(fēng)力發(fā)電技術(shù)都未能和太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,本發(fā)明提出了一種風(fēng)力發(fā)電與柔性太陽(yáng)能發(fā)電布相結(jié)合的發(fā)電裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種風(fēng)力發(fā)電和柔性太陽(yáng)能發(fā)電布相結(jié)合的發(fā)電裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種風(fēng)力發(fā)電和柔性太陽(yáng)能發(fā)電布相結(jié)合的發(fā)電裝置，包括風(fēng)箏1、風(fēng)箏控制機(jī)構(gòu)2、運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)3和太陽(yáng)能發(fā)電裝置24；

所述風(fēng)箏控制機(jī)構(gòu)2包括大齒輪9和曲柄連桿機(jī)構(gòu)，所述曲柄連桿機(jī)構(gòu)通過控制繩索7牽制風(fēng)箏1運(yùn)動(dòng)；