本發(fā)明涉及新能源發(fā)電，尤其涉及一種風(fēng)光互補(bǔ)的光伏板風(fēng)力發(fā)電機(jī)組合發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著光伏和風(fēng)電的不斷發(fā)展和進(jìn)步，追求更低成本和更高的發(fā)電效率一直是關(guān)注的重點(diǎn)。與大型風(fēng)場(chǎng)并網(wǎng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)不同，城市及郊縣等場(chǎng)景下應(yīng)用的小型風(fēng)力機(jī)由于受市區(qū)房屋建筑影響，風(fēng)速普遍較低，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電量影響較大；而光伏板在強(qiáng)烈的太陽(yáng)光長(zhǎng)時(shí)間照射下，也會(huì)由于發(fā)熱將使光伏發(fā)電效率降低，影響其發(fā)電量。因此，進(jìn)一步提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)和光伏板的發(fā)電效率就顯得非常重要。

2、現(xiàn)有的風(fēng)光互補(bǔ)型組合發(fā)電機(jī)，如圖1所示，該組合發(fā)電機(jī)多見(jiàn)于公路兩旁的照明燈03，雖然可以通過(guò)組合發(fā)電的形式提升系統(tǒng)穩(wěn)定性及可靠性，但是光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電機(jī)01的組合雖能互補(bǔ)卻不能達(dá)到相互促進(jìn)以提高發(fā)電效率的目的。即光伏板白天發(fā)電，夜晚不發(fā)電，而風(fēng)力發(fā)電機(jī)01由于夜晚風(fēng)速大更有利于其發(fā)電，從而使發(fā)電的連續(xù)性和穩(wěn)定性提高，實(shí)現(xiàn)風(fēng)光互補(bǔ)。但光伏板02安裝位置和方式，不會(huì)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行風(fēng)場(chǎng)產(chǎn)生影響，而風(fēng)力發(fā)電機(jī)01的安裝位置和運(yùn)轉(zhuǎn)也不會(huì)對(duì)光伏板02接受太陽(yáng)能產(chǎn)生影響。就設(shè)備結(jié)構(gòu)而言，它們之間僅僅是共用了支撐柱04，使占地面積減少和成本有一定的降低。

3、聚風(fēng)型直線(xiàn)翼垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)002如圖2所示，該發(fā)電機(jī)通過(guò)聚風(fēng)罩001達(dá)到聚風(fēng)作用。聚風(fēng)罩001主要利用流體力學(xué)中的流量恒定原理和噴管理論，通過(guò)其外形特征聚風(fēng)，增加來(lái)流風(fēng)速，提升來(lái)流能量密度。即提高了通過(guò)風(fēng)力機(jī)的風(fēng)速，并減小了由風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的渦旋所造成的能量損失，進(jìn)而能提高風(fēng)能利用效率。但隨著直線(xiàn)翼垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)002的功率增大，其直徑會(huì)隨之增大，因而會(huì)使聚風(fēng)罩001的結(jié)構(gòu)尺寸和重量顯著增大，而由于支撐強(qiáng)度增大的需要支撐柱結(jié)構(gòu)尺寸也會(huì)增大，進(jìn)而使發(fā)電機(jī)的成本也將有明顯的增加。

4、現(xiàn)有專(zhuān)利公開(kāi)了一種組合式風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，公開(kāi)了風(fēng)光發(fā)電單元可以由風(fēng)力發(fā)電機(jī)、固定架及太陽(yáng)能光伏板組成，其中風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以選用垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，能夠接收多個(gè)方向的風(fēng)能。固定架可以設(shè)置在風(fēng)力發(fā)電機(jī)周?chē)潭L(fēng)力發(fā)電機(jī)的位置。太陽(yáng)能光伏板可以沿固定架的邊緣設(shè)置，并且多個(gè)太陽(yáng)能光伏板可以共同構(gòu)成喇叭口，喇叭口的小口一側(cè)靠近風(fēng)力發(fā)電機(jī)，在收集太陽(yáng)能的同時(shí)能夠起到聚風(fēng)的效果，提升風(fēng)能的利用效率。另外太陽(yáng)能光伏板也可以選用透明雙面太陽(yáng)能光伏板或半透明雙面太陽(yáng)能光伏板，進(jìn)一步提高對(duì)太陽(yáng)能的利用效率。能夠?qū)⑻?yáng)能光伏板用來(lái)起到聚風(fēng)的效果提升風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)能的利用效率。但是仍未考慮到光伏板在強(qiáng)烈的太陽(yáng)光長(zhǎng)時(shí)間照射下，也會(huì)由于發(fā)熱將使光伏發(fā)電效率降低，影響其發(fā)電量的問(wèn)題，并且太陽(yáng)能光伏板沿固定架的邊緣設(shè)置，受光面有限，光伏發(fā)電有限。此外，支撐結(jié)構(gòu)對(duì)來(lái)流風(fēng)將產(chǎn)生極大影響，包括風(fēng)速降低、或支撐結(jié)構(gòu)尾部產(chǎn)生漩渦，都會(huì)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率產(chǎn)生很大的影響；最后，在極端風(fēng)速情況下，發(fā)電系統(tǒng)的支撐也存在考驗(yàn)。

5、現(xiàn)有專(zhuān)利公開(kāi)了一種風(fēng)光互補(bǔ)一體式結(jié)構(gòu)，公開(kāi)了風(fēng)光發(fā)電單元由聚光部件上部、風(fēng)力機(jī)及其連接件、聚光部件下部組成，聚風(fēng)部件上下對(duì)稱(chēng)，組成一中空的球體，其中上部包括聚光凸面鏡以及光伏板，中間為風(fēng)力發(fā)電機(jī)。諸如此類(lèi)的設(shè)計(jì)方案，能夠?qū)⑻?yáng)能光伏板用來(lái)起到聚風(fēng)的效果提升風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)能的利用效率，但是采用聚光鏡加劇了光伏板散熱難的問(wèn)題，且隨著風(fēng)機(jī)尺寸增加難以實(shí)現(xiàn)；且下部聚光件不能直接接收太陽(yáng)光，使得光伏組件效率下降。本發(fā)明通過(guò)風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)自然風(fēng)能有效給光伏組件散熱，此外，通過(guò)聚風(fēng)罩的第二光伏板能更進(jìn)一步提升風(fēng)光一體式發(fā)電機(jī)的整機(jī)容量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種風(fēng)光互補(bǔ)的光伏板風(fēng)力發(fā)電機(jī)組合發(fā)電系統(tǒng)，能夠在保障光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的基礎(chǔ)上，光伏板作為垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的聚風(fēng)罩進(jìn)行設(shè)置，如此不但能夠提升聚風(fēng)的效果，還能通過(guò)垂直軸風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)帶走光伏板表面熱量，達(dá)到給光伏板降溫的效果，進(jìn)一步促進(jìn)光伏板發(fā)電效率的提升。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種風(fēng)光互補(bǔ)的光伏板風(fēng)力發(fā)電機(jī)組合發(fā)電系統(tǒng)，包括豎向設(shè)置的支撐塔柱，所述支撐塔柱上設(shè)有垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，所述支撐塔柱上在垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)上下分別鏡像布設(shè)有光伏板聚風(fēng)裝置，所述光伏板聚風(fēng)裝置包括第一光伏板和第二光伏板，所述第二光伏板中心留有大于支撐塔柱直徑的圓孔，所述第一光伏板和第二光伏板的受光面均位于其上表面。

3、優(yōu)選的，所述垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)包括設(shè)于支撐塔柱上的轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸外環(huán)設(shè)有多個(gè)垂直軸風(fēng)機(jī)葉片，所述垂直軸風(fēng)機(jī)葉片通過(guò)連接桿與轉(zhuǎn)軸固定連接，所述支撐塔柱上在轉(zhuǎn)軸下方設(shè)有發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)連接，所述發(fā)電機(jī)的定子與支撐塔柱中心共線(xiàn)，所述支撐塔柱上還設(shè)有與發(fā)電機(jī)連接的連接器。

4、優(yōu)選的，所述垂直軸風(fēng)機(jī)葉片的豎向高度小于第一光伏板和第二光伏板之間的距離，所述垂直軸風(fēng)機(jī)葉片的旋轉(zhuǎn)直徑小于第一光伏板和第二光伏板的直徑。

5、優(yōu)選的，所述第一光伏板的受光面為內(nèi)凹表面，所述第二光伏板的受光面為外凸表面。

6、優(yōu)選的，所述第一光伏板和第二光伏板均包括光伏板，所述光伏板上布設(shè)有多個(gè)斜撐桿與支撐塔柱進(jìn)行固定連接，所述斜撐桿上布設(shè)有支撐架與支撐塔柱進(jìn)行固定連接。

7、優(yōu)選的，所述光伏板包括臺(tái)面，所述臺(tái)面沿其邊沿布設(shè)有邊面。

8、優(yōu)選的，所述臺(tái)面為圓臺(tái)或棱臺(tái)。

9、優(yōu)選的，所述支撐塔柱包括固定在水平面的底板，所述底板上豎向設(shè)有支撐柱及筋板。

10、優(yōu)選的，所述支撐柱為多段結(jié)構(gòu)，所述支撐柱的各段采用法蘭盤(pán)及螺栓連接固定，所述法蘭盤(pán)上設(shè)有與螺栓匹配的螺栓孔。

11、本發(fā)明的有益效果是：

12、本方案能夠在保障光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的基礎(chǔ)上，光伏板作為垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的聚風(fēng)罩進(jìn)行設(shè)置，如此不但能夠提升聚風(fēng)的效果，還能通過(guò)垂直軸風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)帶走光伏板表面熱量，達(dá)到給光伏板降溫的效果，進(jìn)一步促進(jìn)光伏板發(fā)電效率的提升。并且相較于現(xiàn)有需要采用其他材料作為聚風(fēng)罩的方式，降低了整體重量以及材料成本。

13、所述垂直軸風(fēng)機(jī)葉片的豎向高度小于第一光伏板和第二光伏板之間的距離，保證垂直軸風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)過(guò)程中不會(huì)與上下的第一光伏板和第二光伏板接觸發(fā)生損壞。所述風(fēng)力機(jī)葉片的旋轉(zhuǎn)直徑小于第一光伏板和第二光伏板的直徑，保證良好的聚風(fēng)效果。

技術(shù)特征：

1.一種風(fēng)光互補(bǔ)的光伏板風(fēng)力發(fā)電機(jī)組合發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：包括豎向設(shè)置的支撐塔柱（1），所述支撐塔柱（1）上設(shè)有垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)（34），所述支撐塔柱（1）上在垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)（34）上下分別鏡像布設(shè)有光伏板聚風(fēng)裝置（2），所述光伏板聚風(fēng)裝置（2）包括第一光伏板（21）和第二光伏板（22），所述第二光伏板（22）中心留有大于支撐塔柱（1）直徑的圓孔，所述第一光伏板（21）和第二光伏板（22）的受光面均位于其上表面。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)光互補(bǔ)的光伏板風(fēng)力發(fā)電機(jī)組合發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：所述垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)（34）包括設(shè)于支撐塔柱（1）上的轉(zhuǎn)軸（33），所述轉(zhuǎn)軸（33）外環(huán)設(shè)有多個(gè)垂直軸風(fēng)機(jī)葉片（31），所述垂直軸風(fēng)機(jī)葉片（31）通過(guò)連接桿（32）與轉(zhuǎn)軸（33）固定連接，所述支撐塔柱（1）上在轉(zhuǎn)軸（33）下方設(shè)有發(fā)電機(jī)（34），所述發(fā)電機(jī)（34）的轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)軸（33）傳動(dòng)連接，所述發(fā)電機(jī)（34）的定子與支撐塔柱（1）中心共線(xiàn)，所述支撐塔柱（1）上還設(shè)有與發(fā)電機(jī)（34）連接的連接器（35）。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種風(fēng)光互補(bǔ)的光伏板風(fēng)力發(fā)電機(jī)組合發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：所述垂直軸風(fēng)機(jī)葉片（31）的豎向高度小于第一光伏板（21）和第二光伏板（22）之間的距離，所述風(fēng)力機(jī)葉片的旋轉(zhuǎn)直徑小于第一光伏板（21）和第二光伏板（22）的直徑。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)光互補(bǔ)的光伏板風(fēng)力發(fā)電機(jī)組合發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：所述第一光伏板（21）的受光面為內(nèi)凹表面，所述第二光伏板（22）的受光面為外凸表面。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種風(fēng)光互補(bǔ)的光伏板風(fēng)力發(fā)電機(jī)組合發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：所述第一光伏板（21）和第二光伏板（22）均包括光伏板（201），所述光伏板（201）上布設(shè)有多個(gè)斜撐桿（202）與支撐塔柱（1）進(jìn)行固定連接，所述斜撐桿（202）上布設(shè)有支撐架（203）與支撐塔柱（1）進(jìn)行固定連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種風(fēng)光互補(bǔ)的光伏板風(fēng)力發(fā)電機(jī)組合發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：所述光伏板（201）包括臺(tái)面，所述臺(tái)面沿其邊沿布設(shè)有邊面。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種風(fēng)光互補(bǔ)的光伏板風(fēng)力發(fā)電機(jī)組合發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：所述臺(tái)面為圓臺(tái)或棱臺(tái)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)光互補(bǔ)的光伏板風(fēng)力發(fā)電機(jī)組合發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：所述支撐塔柱（1）包括固定在水平面的底板（2），所述底板（2）上豎向設(shè)有支撐柱（12）及筋板。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種風(fēng)光互補(bǔ)的光伏板風(fēng)力發(fā)電機(jī)組合發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：所述支撐柱（12）為多段結(jié)構(gòu)，所述支撐柱（12）的各段采用法蘭盤(pán)（13）及螺栓連接固定，所述法蘭盤(pán)（13）上設(shè)有與螺栓匹配的螺栓孔。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種風(fēng)光互補(bǔ)的光伏板風(fēng)力發(fā)電機(jī)組合發(fā)電系統(tǒng)，包括豎向設(shè)置的支撐塔柱，所述支撐塔柱上設(shè)有垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，所述支撐塔柱上在垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)上下分別鏡像布設(shè)有光伏板聚風(fēng)裝置，所述光伏板聚風(fēng)裝置包括第一光伏板和第二光伏板，所述第二光伏板中心留有大于支撐塔柱直徑的圓孔，所述第一光伏板和第二光伏板的受光面均位于其上表面。本發(fā)明能夠在保障光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的基礎(chǔ)上，光伏板作為垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的聚風(fēng)罩進(jìn)行設(shè)置，如此不但能夠提升聚風(fēng)的效果，還能通過(guò)垂直軸風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)帶走光伏板表面熱量，達(dá)到給光伏板降溫的效果，進(jìn)一步促進(jìn)光伏板發(fā)電效率的提升。

技術(shù)研發(fā)人員：郭君,陶定新,陳士超,沈明明,王守平,楊丹丹,董正雨,張杰,王賀笑,王帥,張英豪,何佳琦,康宇飛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中信重工機(jī)械股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/14