一種利用風(fēng)能和太陽(yáng)能二源發(fā)電的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于可再生清潔能源技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種利用風(fēng)能和太陽(yáng)能二源發(fā)電的方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 太陽(yáng)能是可再生清潔能源。太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)存在發(fā)展空間上的限制。目前，由于 太陽(yáng)能電池板陣列提供的電能約為150W/M 2,量產(chǎn)上網(wǎng)發(fā)電，太陽(yáng)能電池板陣列存在占地面 積大的問(wèn)題。這與有限的土地資源發(fā)生矛盾。太陽(yáng)能發(fā)電還受天氣的影響。太陽(yáng)能電池板 陣列在晴朗的白天可以發(fā)電，在夜間和陰天不能發(fā)電，所以，太陽(yáng)能發(fā)電不能連續(xù)向電網(wǎng)供 電，受到輸送和應(yīng)用的困難。
[0003] 風(fēng)力發(fā)電是清潔能源和可再生能源的主要來(lái)源，規(guī)模比較大，基本都建設(shè)在比較 開(kāi)闊地域，而且風(fēng)、光均充裕。風(fēng)力發(fā)電也要受到天氣的影響。有風(fēng)才能發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電是在 設(shè)計(jì)風(fēng)速范圍內(nèi)發(fā)電，風(fēng)速過(guò)低或過(guò)高都不能運(yùn)行。因此，風(fēng)力發(fā)電不能連續(xù)和穩(wěn)定向電網(wǎng) 供電，和太陽(yáng)能發(fā)電一樣對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定構(gòu)成影響，使風(fēng)力發(fā)電同樣要受到輸送和應(yīng)用的困難。
[0004] 目前，幾乎所有的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)都是在風(fēng)速達(dá)到機(jī)組運(yùn)行條件后才能發(fā)電并向電網(wǎng) 供電，在超出設(shè)計(jì)風(fēng)速的情況下就不能向電網(wǎng)供電，所以風(fēng)力發(fā)電不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定供電， 影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性，是風(fēng)力發(fā)電并入電網(wǎng)的最大問(wèn)題，急需找到一種有效的方法，從而保證 風(fēng)力發(fā)電可持續(xù)發(fā)展， 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的塔筒直徑比較大，塔筒比較高。但是，迄今為止，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的塔筒只起 支撐作用。這已經(jīng)是司空見(jiàn)慣的事情了。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的塔筒的技術(shù)功能沒(méi)有被充分開(kāi)發(fā)和 利用。
[0005] 如何把把風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電有機(jī)結(jié)合起來(lái)，既能把風(fēng)力發(fā)電機(jī)的塔筒充分開(kāi) 發(fā)和利用起來(lái)，又改善風(fēng)力發(fā)電不能連續(xù)和穩(wěn)定向電網(wǎng)供電，是業(yè)內(nèi)長(zhǎng)期沒(méi)有解決的技術(shù) 問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了解決已有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種利用風(fēng)能和太陽(yáng)能二源發(fā)電的 方法。本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)有三個(gè)：第一，利用風(fēng)能和太陽(yáng)能二源發(fā)電，使風(fēng)能發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā) 電并入同一配電系統(tǒng)，協(xié)同互補(bǔ)，改善向電網(wǎng)供電連續(xù)性；第二，太陽(yáng)能電池板陣列以框架 固定在塔筒外壁上，充分利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)的塔筒，節(jié)約土地資源。第三，太陽(yáng)能電池板以自 動(dòng)旋轉(zhuǎn)跟蹤對(duì)光式安裝：利用太陽(yáng)能電池板整體旋轉(zhuǎn)對(duì)光發(fā)電； 本發(fā)明提供了一種利用風(fēng)能和太陽(yáng)能二源發(fā)電的方法，步驟和條件如下： 1.太陽(yáng)能電池板陣列的固定式安裝：將Q型卡件安裝固定在塔筒上，把太陽(yáng)能電池 板陣列安裝在框架上，太陽(yáng)能電池板陣列的框架用螺栓固定在Q型卡件上，太陽(yáng)能電池板 陣列環(huán)繞塔筒均布安裝，或者，選擇太陽(yáng)照射時(shí)間較長(zhǎng)的方向局部安裝，高度根據(jù)具體情況 確定；安裝時(shí)應(yīng)盡可能減小太陽(yáng)能板與塔外壁的間隙，太陽(yáng)能電池板陣列中的太陽(yáng)能電池 板之間留有間隙，以便減少風(fēng)阻。
[0007] If.太陽(yáng)能電池板陣列的回轉(zhuǎn)式安裝：回轉(zhuǎn)式安裝是把太陽(yáng)能電池板陣列安裝在 半圓環(huán)形的框架上，使太陽(yáng)能電池板陣列可以繞著塔筒自動(dòng)旋轉(zhuǎn)對(duì)光，太陽(yáng)能電池板陣列 環(huán)繞塔筒的外圓周的1/2進(jìn)行布置，太陽(yáng)能電池板陣列中的太陽(yáng)能電池板之間留有間隙， 以便減少風(fēng)阻； a.支撐承重組件及安裝，支撐承重組件包括承重組件和吊掛支撐組件； 所述的承重組件的構(gòu)成如下：六個(gè)均布的環(huán)繞著塔筒的支撐柱的底部固定在塔筒的基 礎(chǔ)上、兩根圓環(huán)型軌道環(huán)繞著塔筒，平行、水平安裝固定在支撐柱頂部的金屬板上； 承重四輪小車(chē)的車(chē)輪的邊緣為凹槽，兩前輪和兩后輪分別用軸承與前軸和后軸連接組 成前輪組和后輪組，車(chē)輪的邊緣凹槽分別置于圓環(huán)型軌道上，前軸、后軸用槽鋼焊接組成井 字型車(chē)架、太陽(yáng)能電池板陣列半圓環(huán)形的框架固定在承重四輪小車(chē)的槽鋼上。
[0008] b.吊掛支撐組件及安裝：吊掛軌道組件是圍繞著塔筒圓環(huán)形組件，其橫截面為下 開(kāi)口的回字形的組件，下開(kāi)口的回字形的兩邊的橫板就是吊掛軌道，吊掛軌道組件通過(guò)Q 型卡件固定在塔筒上； 行走小車(chē)的四個(gè)車(chē)輪平分為兩前輪和兩后輪，分別用軸承與前軸和后軸連接，四個(gè)車(chē) 輪分別置于吊掛軌道上，前軸、后軸用槽鋼橫豎焊接組成車(chē)架。
[0009] 緩沖彈簧的上部連接在吊掛小車(chē)前軸和后軸的槽鋼上，下部連接在太陽(yáng)能電池板 陣列半圓環(huán)形的框架的上部，吊掛軌道組件對(duì)該框架起到吊掛作用，并且，在該框架轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 穩(wěn)定而有緩沖，同時(shí)，該框架的重量落在底部支撐柱上； c. 回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部件及安裝：回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部件包括電動(dòng)機(jī)、弧形齒輪、弧形齒條組成；電機(jī)選 用三線(xiàn)變頻調(diào)速電機(jī)，電機(jī)固定在機(jī)座上，機(jī)座安裝固定在塔筒的基礎(chǔ)上，電動(dòng)機(jī)的軸上裝 有齒輪，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)弧形齒條移動(dòng)，弧形齒條安裝固定在承重四 輪小車(chē)的的槽鋼車(chē)架上，弧形齒條移動(dòng)使太陽(yáng)能電池板陣列半圓環(huán)形的框架轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)太 陽(yáng)能電池板陣列對(duì)光跟蹤調(diào)節(jié)，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)太陽(yáng)能電池板陣列對(duì)準(zhǔn)陽(yáng)光，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 使太陽(yáng)能電池板陣列復(fù)原。 d. 回轉(zhuǎn)控制部件及安裝：回轉(zhuǎn)控制部件包括可編程時(shí)鐘控制器、電源、控制、接地保 護(hù)、過(guò)載保護(hù)和終端限位開(kāi)關(guān)； 可編程時(shí)鐘控制器是控制指揮中心，控制指揮電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，太陽(yáng)能電池板陣列跟蹤陽(yáng) 光的時(shí)段及間隔、對(duì)光圓心角單元、起點(diǎn)和終點(diǎn)，根據(jù)具體的地理位置，均由可編程的時(shí)鐘 控制器編輯設(shè)定，并定時(shí)發(fā)出相應(yīng)的指令； 可編程時(shí)鐘控制器為商品，有8路輸出，實(shí)現(xiàn)跟蹤陽(yáng)光的時(shí)段及間隔、對(duì)光圓心角單 元、起點(diǎn)和終點(diǎn)的程序控制，能滿(mǎn)足本系統(tǒng)控制指揮需要； 電源單元的組成如下：L1、L2、L3、N為三相四線(xiàn)制電源、FU1、FU2為熔斷器、Q為電源開(kāi) 關(guān)、KM1-1為正轉(zhuǎn)接觸器主接點(diǎn)、KM2-1為反轉(zhuǎn)接觸器主接點(diǎn)、KR熱電偶保護(hù)器，還有電機(jī)； 控制單元的組成如下：S3為啟動(dòng)指令或停止指令、S1為正轉(zhuǎn)指令、S2為反轉(zhuǎn)指令、K1 和K2分別為接地保護(hù)器常閉接點(diǎn)、KM1-2為正轉(zhuǎn)接觸器的常開(kāi)接點(diǎn)、KM2-2為反轉(zhuǎn)接觸器的 常開(kāi)接點(diǎn)、KM1-3為原始起點(diǎn)限位開(kāi)關(guān)、KM2-3為終點(diǎn)限位開(kāi)關(guān)、KM1和KM2分別為接觸器 勵(lì)磁線(xiàn)圈、KR1為熱電偶保護(hù)器延時(shí)打開(kāi)常閉接點(diǎn)； 接地保護(hù)單元的組成如下：：T為電壓器、VD為二極管、C為電容、K為繼電器、SA1、 SA2、San分別為干簧繼電器、S4-1、S4-2、S4-n分別為接地電流整定按鈕，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地 或短路電流達(dá)到整定值時(shí)，干簧繼電器極化、接點(diǎn)閉合、K得電，K1、K2打開(kāi)，電機(jī)停轉(zhuǎn)； 過(guò)載保護(hù)：當(dāng)電機(jī)過(guò)電流達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，KR1延時(shí)打開(kāi)，電機(jī)停止運(yùn)行。
[0010]自動(dòng)跟蹤流程是：太陽(yáng)能電池板陣列自動(dòng)對(duì)光開(kāi)始，可編程時(shí)鐘控制器輸出啟動(dòng) 指令，S3、S1閉合，KM1的線(xiàn)圈得電，KM1-1吸合，這時(shí)KM1的輔助觸點(diǎn)KM1-2閉合，KM1自 鎖，電機(jī)Mil啟動(dòng)，開(kāi)始正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)太陽(yáng)能電池板陣列半圓環(huán)形的框架開(kāi)始從一個(gè)角度單元 起始位置開(kāi)始正轉(zhuǎn)，達(dá)到該角度單元終邊位置，可編程時(shí)鐘控制器輸出停止指令，S3、S1打 開(kāi)，電機(jī)Mil停轉(zhuǎn)，太陽(yáng)能電池板陣列對(duì)準(zhǔn)陽(yáng)光，等待下一指令；如此這般，太陽(yáng)能電池板陣 列轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)又一個(gè)對(duì)光圓心角單元； 當(dāng)太陽(yáng)能電池板陣列半圓環(huán)形的框架到了終端限位位置，可編程時(shí)鐘控制器輸出停止 指令，S1、S3打開(kāi)，同時(shí)KM2-3打開(kāi)、KM1接觸器失電斷開(kāi)，電機(jī)停轉(zhuǎn)； 繼而，可編程時(shí)鐘控制器輸出反轉(zhuǎn)指令，S3、S2閉合，KM2線(xiàn)圈得電，KM2-1吸合，電機(jī) 反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)太陽(yáng)能電池板陣列半圓環(huán)形的框架開(kāi)始回到自動(dòng)對(duì)光開(kāi)始位置，可編程時(shí)鐘控 制器輸出停止指令，S3、S2打開(kāi)，同時(shí)，離開(kāi)正轉(zhuǎn)限位，到了反轉(zhuǎn)限位的地方KM1-3限位接點(diǎn) 打開(kāi)，KM2接觸器線(xiàn)圈失電，電機(jī)停止；第二天，周而復(fù)