[发明专利]集成式混合发电机

说明书

技术领域

本发明涉及可再生能源领域。尤其涉及采集风能，及可选地，太阳能。

背景技术

几千年来，风能采集已作为动能转换成可用输出量的一种方式，最常用于帆船和风车。在现代，作为可再生环保发电的一种方式，关注风能和风力发电等同于开展绿色能源运动。

同样，所出现的能量转换器设备通过光伏发电技术，通常称为“太阳能电池板”，可将太阳能转化为电能。

还一直尝试将风能和太阳能采集集成到一个装置上。

美国第20100181958A1号专利申请案（Caudill）公开了一种环保发电装置，包括一个底座、所述底座支撑的涡轮机安装结构和所述涡轮机安装机构支撑的风力涡轮机。该环保发电装置还包括一个发电机，用以连接所述风力涡轮机。所述发电机包括一个转子，用以连接所述风力涡轮机，一个定子，用以旋转连接所述转子。该环保发电装置还包括一个连接到所述底座上的太阳能电池安装结构，以及一个连接到所述太阳能电池安装结构上并覆盖所述风力涡轮机的太阳能电池。另外，该环保发电装置还包括一个连接到所述底座上并覆盖所述涡轮机安装结构和安装架的盖子。

第4,553,037号美国专利（Veazy）公开了一种太阳能微风发电组，该发电组包括适用于陆地和海上的帆和风竿选择，尤其适用于飞碟船型设计。混合或单独使用多个达里厄设计的垂直轴风力发电机（VAWT）以及卷起或永久性安装的太阳能电池，以向电池组或其他存储设备提供电源。

美国第20100183443A1号专利申请案（Thorne等人）公开了一种风能和太阳能收集系统，包括测风塔、风力涡轮机和太阳能收集器。该太阳能收集器设有连接到所述风力涡轮机上的垂直导向架。所述太阳能收集器可旋转连接到所述塔的底端，以便于垂直导向架和风力涡轮机沿塔轴一起旋转。所述垂直导向架配有一个或多个光伏电池板，用以收集太阳能。所述太阳能收集器可充当风板，以便于顺风旋转已连接的风力涡轮机。此外，电机可使太阳能收集器和风力涡轮机旋转。

WO2011/134054（Bryson）公开了一种混合型风能—太阳能装置，包括：a）一种风捕获组件，包括：i）围绕所述组件中心轴均匀周向分布的一个或多个风帆；ii）太阳能捕获装置指风捕获组件的外缘；且；c）涡轮机组件包括一个锚基、一个发电机和一个输出轴；所述风捕获组件可旋转安装在输出轴及其耦合器上；所述混合型风能—太阳能装置可将风捕获组件捕获的能源转化为电能，其中一个或多个风帆与风发生的相互作用促使所述风捕获组件和涡轮机组件沿中心轴旋转；且所述风捕获组件的外表面在白天内暴露在阳光下。

由于逆风旋转的风力涡轮机叶片的阻力（称为“逆风阻力”）作用，普通的风捕获技术效率很低。即，当来风流顺风推动叶片表面（即，顺风流）时，所述涡轮机会旋转。然而，随着涡轮机旋转，叶片也会逆风旋转（即“逆风”），从而造成阻力。“迎风比”，用以衡量顺风方向上的旋转发电，减去正朝逆风方向移动的所述装置另一半上的摩擦和阻力效果。

发明内容

本发明公开了一种集成式混合发电机，向替代能源的产生、所述能源的局部或船上应用，及可再生能源的存储和运输提供一种集成化解决方案。

根据一方面，提供一种从气流中采集能源的装置，其中所述装置包括：a）一个或多个风力涡轮机，每个涡轮机包括旋转安装在轴上的叶片组件，每个叶片组件包括多个叶片；且b）安装在一个或多个涡轮机上方的空气动力学导流板，该导流板包括一个风力涡轮机开口；其中所述导流板保护叶片组件免受逆风阻力，且所述开口将气流引导至部分叶片组件上。

所述导流板还包括多个光伏太阳能电池，用以采集太阳能。同样，多个叶片可包括一个或多个光伏太阳能电池，用以采集太阳能。该装置可安装在移动体或固定体上。所述叶片组件可安装在水平轴或垂直轴上。采用水平轴时，所述叶片可为曲线形，且所述风力涡轮机可为双涡轮机或单转子发电机。

在固定体上安装所述装置后，气流主要是自然风，所述导流板可旋转安装在一个风力涡轮机上，且还包括一个导流叶片。

从所述装置中采集的能源可存储在一个或多个能源存储装置中。这些存储装置包括铅酸电池或锂离子铁氧体电池。

在另一方面，提供一种从气流中采集能源的装置，其中所述装置包括：a）一个或多个风力涡轮机，每个涡轮机包括旋转安装在水平轴上的叶片组件，每个叶片组件包括多个曲线形叶片；且b）安装在一个或多个涡轮机上方的空气动力学导流板，该导流板包括一个风力涡轮机开口；其中所述装置置于移动体上；所述导流板保护叶片组件免受逆风阻力，且所述开口将气流引导至部分叶片组件上。