[发明专利]山坡太阳能温室造风发电系统

说明书

本发明提出了一种利用太阳能进行发电的方法。

目前世界各国都很重视利用太阳能进行发电的研究，并取得了许多重要的成果，但由于太阳能的分散性和间断性，加之光电转换和储能装置造价昂贵，现有太阳能发电方法的系统造价和运行成本远高于常规发电方法，制约了利用太阳能进行发电的广泛推广应用。

本发明的目的在于找到一种装置简单，造价和运行成本低廉的太阳能发电方法，这种方法能大规模开发利用，可逐步取代常规发电，为子孙后代保留更多的矿物资源和良好的自然环境。

实现上述目的的方法是：在向阳山坡或丘陵坡地上顺坡建造带状太阳能温室，温室上下两端分别在坡地的上部和下部，温室内安装两台以上风力发电机，利用被太阳能加热的空气沿温室向上流动产生的动能发电；气流速度大时，多开几台风力发电机，气流速度小时，少开几台风力发电机；每台风力发电机前后分别置有气流收缩道和气流扩大道，以增大风速，减小气流阻力；气流收缩道两侧设有风门，当某台风力发电机停止工作时，该气道两侧风门打开，以减小气流在该段的阻力；温室上端可以建造抽风高塔，既能提高温室内气流的速度，又能带动塔内安装的大功率风力发电机发电。

这里所述的温室造风发电系统，可以是单个温室也可以是数个或数十个温室。对于数个或数十个温室造风发电系统可以共建一个抽风高塔，利用塔内强大高速气流带动塔内缩口部位风力发电机发电。温室和高塔之间连通方式，可以有多种形式，各温室气流可以分别从四周进入高塔，也可以在高塔周围建成内高外低的环状的气流通道，来自各温室的气流在此汇聚并从四周自由进入高塔。这种环状气流通道的顶蓬可用玻璃或透明玻璃钢制成。塔内中央底部是圆台状机房，机房上面是风力发电机的叶轮，由于塔内气流经高塔收缩口加速，速度较高，所以该处风力发电机叶轮可以选用涡轮。为进一步提高风力发电机效率，在高塔内壁和圆台状机房之间安装有一定倾角的导流片，使气流在向上运动过程中有一定的旋转角度，尽量使气流垂直作用于风力发电机的叶轮叶片。抽风高塔最好用混凝土材料建造，对地基条件欠佳的地方，可考虑用钢结构建造，也可以用联结为圆筒状的许多充气橡胶柱建造。对后两种轻型塔体，应考虑用拉索四周牵引，以增强抗风能力。

太阳能温室是整个发电系统的基础。首先要选择合适坡地。选择坡地要考虑以下几个方面：坡地要有足够大的面积，相对平坦，朝向以南为佳，偏东西、西南也可，坡度以与当地地理纬度相当为宜，一般在15°-50°即可用，能便于运输、施工、输电更好。其次要设计温室的布局和造型。温室要根据坡地情况合理布局。理想的布局形式应为数十个温室呈扇面状排列，上部窄，下部宽，下部三五个温室逐步汇合为一个温室，所有温室气流汇聚后进入抽风高塔。由于坡地实际状况是沟壑纵横，高低不平，所以温室气流在实际建造时，可宽可窄，可弯可曲，可分可合，可高可低，只要大致符合流体力学特性要求即可。温室宽度在便于施工、建造、排水、除污、除雪等前提条件下，尽量宽一些，一般以不超过40米、不小于10米为宜；如果地理条件许可，温室长度越长越好，短则二、三百米，长则上万米，均在可选范围；温室高度受气流速度、温室宽度，造价多方面因素制约，需认真具体分析确定。温室上面的透明盖层，要选用太阳光透过率高，低温光透过率低，不易污染，耐老化，抗风、雨、雪、雹、冰能力强的材料，以后应考虑专门生产；现有的聚胺酯、绦纶、环氧树脂簿膜均可使用。温室内收缩气道、扩大气道、风门一般都用透明材料制作。这种透明材料、光学性能要求不高，但机械性能要好，用胶粘方式固定在外面的支撑骨架上。

为提高温室效果，有必要做两项技术处理。在温室地面上涂以黑漆之类选择性吸收涂层，以提高地面对太阳光的吸收能力；在地表履盖一层透光性能好的塑料薄膜，可以增强地表储热能力。

温室外面两侧应设排水槽，防止雨水冲毁温室；拱形温室透光盖层的两侧密封并固定于排水槽上沿。为保持透明盖层的清洁，可采用农业喷灌方式清除透明材料上面的污物。在严寒地区，为便于清除积雪，可采用供热或明火帮助除雪；为防止夜间冷空气沿温室向下流动，各温室应设有截流风门，必要时可全部关闭，制止空气流动。即使风机能利用空气倒流的动能发电，这种截流风门仍然需要，在维修设备时以便制止空气流动。对温室下音坡度比较平缓的地段，在解决灌溉问题之后，可在温室内进行农业种植，对温室进行综合利用。