[发明专利]高铁桥水力风力发电和集雨系统

说明书

本发明公开了高铁桥水力风力发电和集雨系统，属于新能源发电和资源回收再利用技术领域。本发明提出的系统包括水力发电子系统，风力发电子系统和蓄水灌溉子系统。雨天时叶轮体发电机模块在雨水的冲击下发电，雨水下排并储存在低位集水模块中；高速动车组列车高速通过时，风力发电子系统带动叶轮体发电机模块发电；需要浇灌时储蓄在低位集水模块中的雨水可用于浇灌农田和绿化带。本发明中低位集水模块的设置减缓了雨水对地面的冲击，延长了地面和地基的寿命；蓄水灌溉子系统充分再利用了雨水资源；风力发电子系统回收利用了高速动车组列车高速行驶时产生的风能；实现了利用水力发电、利用风力发电和储蓄雨水功能的综合。

技术领域

本发明属于新能源发电和资源回收再利用技术领域，具体属于一种利用高铁高架桥雨水下落的势能和高速动车组列车高速通过时产生的风能发电，同时收集雨水用于浇灌的系统。

背景技术

随着城市化和工业化进程的加快，水资源短缺、化石燃料储量不足、火力发电成本高等问题愈发突出，节能减排的必要性和重要性也日益明显。其中，雨水资源的合理利用是可带来可观的经济效益，社会效益和生态环境效益的重要研究方向，为了更充分的利用雨水资源，已有人提出利用高层建筑楼顶雨水的重力势能进行发电的系统。另外，风力发电也是高效利用清洁能源的一个典范，常见的风力发电设施多是利用自然风的动能带动风车叶片旋转发电，虽然在自然风力资源丰富的地区建设风力发电站的技术已日趋成熟，但风力发电站的建立极大的受制于地区风速。目前尽管在利用风能和水力发电方面的研究日趋成熟，但在高铁高架桥中对风能和水力的利用方案尚未被提出。

我国高铁全程高速行驶在高架桥上，雨季高铁高架桥上雨水顺着排水管路直接排到桥下，这浪费了雨水的势能；同时高落差导致雨水对地面和桥墩底部产生冲击，减少了桥墩底部的寿命；在雨量较大时将雨水直接排到地面可能会形成局部水涝，也浪费了水资源；另外，高速动车组列车高速行驶时产生的风能也没有得到利用。

因此，如何回收利用高铁高架桥周边被长期浪费的风能，水能和水资源，达到节能减排的目的，是亟待解决的问题。

发明内容

本发明提出了高铁桥水力风力发电和集雨系统，其具备利用雨水势能发电的功能，利用高速动车组列车行驶带来的风能发电的功能以及储蓄雨水用于浇灌的功能。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

高铁桥水力风力发电和集雨系统，包括水力发电子系统，风力发电子系统和蓄水灌溉子系统；其中：

所述水力发电子系统包括高铁高架桥，桥梁排水模块，排水通风管路，叶轮体发电机模块，整流蓄电装置；所述桥梁排水模块设置于高铁高架桥的桥梁下方，桥梁排水模块向下与排水通风管路连接，所述叶轮体发电机模块设置于排水通风管路内部，所述整流蓄电装置安装于高铁高架桥的桥墩旁，且叶轮体发电机模块与整流蓄电装置电连接；

所述风力发电子系统包括高位通风管路，以及与所述水力发电子系统共用的排水通风管路，叶轮体发电机模块，整流蓄电装置；所述高位通风管路下方连接有排水通风管路；

所述蓄水灌溉子系统包括低位集水模块，外接浇灌管路；所述低位集水模块设置于高铁高架桥桥下毗邻桥墩的地面上，所述外接浇灌管路设置于低位集水模块的出水口处。

雨天时，雨水汇流入所述桥梁排水模块，流经排水通风管路，下排冲击叶轮体发电机模块进行发电，并将电能储存到整流蓄电装置中；随后雨水继续在排水通风管路中下行并流入低位集水模块储存。

高速动车组列车高速行驶时产生负压，使空气通过所述排水通风管路和高位通风管路上行，产生的风力带动叶轮体发电机模块进行发电，并将电能储存到整流蓄电装置中。

待雨停数日后需要浇灌时，开启所述低位集水模块的出水口，雨水通过外接浇灌管路流出用于浇灌农田或绿化带。

与现有技术相比，本发明具有如下的优点：