[发明专利]一种帆桨结合式风光能源复合型发电装置及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及能源技术领域，确切而言，涉及风能发电和太阳能发电技术领域，是风能发电和太阳能发电两类技术的综合和交叉，是一种帆桨结合式风光能源复合型发电装置及其用途。

背景技术

高效开发利用天然能源技术，是当前国际社会能源战略的重大课题。利用风能通过机械能转换进行发电，以及利用太阳能通过光电转换进行发电，都是目前比较成熟、应用广泛的天然可再生能源利用技术，但是这两类技术也有各自的不足和缺陷，如风能发电在无风或风小的天气及地理条件下就不能运转，而太阳能发电在夜间以及阴天的时间和天气条件下也难以工作，而且，现有的所谓风能和太阳能综合发电系统装置，往往只是把两类技术装置分别设置，各自安装，然后在电路上连接起来，起到互补作用。这样，材料装置的利用效率和天然能源利用效率较低，而土地及空间的利用效率也较低，经济成本和维护成本均较高。本发明人为此开发了一种风光能源复合型发电装置，即中国发明专利申请200710056828.9，在拒风型风车类发电装置上，利用风车矩形桨叶在其上附加安装了太阳能电池膜板构件，从而复合增加了太阳能发电功能，可以在进行风力发电同时进行太阳能发电，提高了材料设备及土地空间的利用效率和发电效率。

但该申请由于是单一的拒风型垂直风流式风能利用结构，因而对于风能的利用效率有一定局限性，并且由于安装的太阳电池膜板始终与地面成垂直状态，因而接受阳光辐射的角度也有一定局限性，也影响到光电转换效率的提高。因此，本发明人又进行了改进开发，提出了中国国家发明专利申请200710056848.6，即平流式风光能源复合型发电装置，将风能动力结构改进为垂直轴水平风流矩形或螺旋形桨叶辐射分布构成形式，但是将拒风型风能利用方式和扬风型风能利用方式相结合——又在风能结构周边辐圈樑架上，采用安装了风杯或风斗等拒风型风力构件，从而提高了风能利用效率。同时，将光电结构太阳能电池膜板由垂直布置方式改进为水平倾角布置方式——在辐射状对称分布的桨叶架上下两面安装太阳能电池膜板构件，并且该桨叶电池膜板结构可以依轴而进行倾角调节，可以依据不同地区纬度阳光辐射条件和四季阳光风力变化条件进行辐射角和扬风角的平衡调节，从而较高程度地利用好扬风风力效应和阳光辐射效应，同时提高风电转换效率和光电转换效率。

在此两项发明申请基础上，本发明人又将研发重点转移到进一步提高风电和光电的发电能量即提高风力利用能量、提高发电电量功率上，无疑进一步改进风能光能利用结构，实现风力大动量利用及风电光电大功率发电是具有新颖性和创造性的技术课题。本发明人从中国古代发明的帆船技术上得到了启示和灵感，即直立式的大型风帆，正是提高风力能量利用的较佳技术途径。因而完成了本发明申请，一种帆桨结合式风光能源复合型发电装置及其用途。

发明内容

本发明的目的正在于提供一种帆桨结合式风光能源复合型发电装置及其实际用途，实现了对于在先两项发明申请的技术改进。

本发明的特点之一，在于风能利用结构首先采用了大型直立形风帆结构，大大提高了风能利用的动力能量，从而可以满足带动大功率发电设备提高发电能量和功率的要求。其次，本发明将直立风帆和桨式平盘的风能利用结构相结合，在提高风能动量同时也进一步提高了风能利用效率。

本发明的另一特点，在于本发明在直立风帆上和平盘桨叶上均附加有太阳能电池结构，光电池的大面积铺设利用也进一步提高了光电发电能量和光电转换效率。

本发明首先涉及一种帆桨结合式风光能源复合型发电装置，其特征在于具有以下结构构成：

一、风能发电结构：为平盘旋桨式结构与直立风帆式结构的复合：

平盘旋桨式结构为垂直轴水平风流矩形或螺旋形数个桨叶辐射对称分布构成，包括有：固定的空心管状旋转主轴1，连接主轴的辐轮辐樑及辐圈樑架结构2，辐射对称分布的辐樑上安装的上下面有太阳电池的桨叶状构件3，辐樑上安装的调节桨叶构件角度的转轴4，固定桨叶构件角度的定位紧固件5；

直立风帆式结构为辐射对称分布的安装于平盘旋桨式结构辐圈周边的数个直立式风帆，包括固定于辐圈上的空心管状立柱6，安装于立柱6上的以立柱为轴能固定位置并变换角度的风帆结构7，连接立柱与旋转主轴的空心管状支樑8，安装于立柱6上的可以固定风帆结构角度位置的三角架式定位紧固结构9；