本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)一種熱能造風(fēng)輔助的風(fēng)力耦合衡定發(fā)電方法及系統(tǒng)，其方法是組合風(fēng)力渦輪利用恒壓溢流的控制方式，通過(guò)液力偶合器維持發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，組合風(fēng)力渦輪中多余的機(jī)械能耗散成熱能并儲(chǔ)存于儲(chǔ)能水箱中，以供鉛垂風(fēng)道中風(fēng)力不足以維持發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定時(shí)使用。其系統(tǒng)包括煙囪、組合風(fēng)力渦輪、液力偶合器、儲(chǔ)能水箱和熱管組件，煙囪包括由上至下依次連接的出風(fēng)段、擴(kuò)散管、鉛垂風(fēng)道和進(jìn)風(fēng)段，組合風(fēng)力渦輪設(shè)于鉛垂風(fēng)道內(nèi)，儲(chǔ)能水箱設(shè)于鉛垂風(fēng)道外周，熱管組件連接于儲(chǔ)能水箱和擴(kuò)散管之間，組合風(fēng)力渦輪的輸出端與液力偶合器連接，液力偶合器的輸出端與發(fā)電機(jī)連接。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)通過(guò)利用系統(tǒng)自身儲(chǔ)能進(jìn)行調(diào)節(jié)和利用，降低了生產(chǎn)成本，發(fā)電衡定。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及新能源發(fā)電
，特別涉及一種熱能造風(fēng)輔助的風(fēng)力耦合衡定發(fā)電方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
能源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活必須的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。在過(guò)去的200多年里，建立在石油、天然氣、煤炭等化石燃料基礎(chǔ)上的能源體系極大的推動(dòng)了人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展。但是人類(lèi)在使用化石燃料的同時(shí)，也帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞，嚴(yán)重威脅著人類(lèi)的可持續(xù)發(fā)展。風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，它取之不盡，用之不竭，分布廣泛，越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視，是解決石化類(lèi)能源枯竭危機(jī)的最好替代能源之一。我國(guó)風(fēng)能資源豐富，絕大多數(shù)地區(qū)的平均風(fēng)速都在每秒3米以上，特別是東北、西北、西南高原和沿海島嶼，平均風(fēng)速更大。因此，利用風(fēng)能資源的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)是具有較高性價(jià)比的一種新型能源發(fā)電系統(tǒng)，具有很好的應(yīng)用前景。目前，現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)主要有水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)和垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)兩類(lèi)，大體可分為風(fēng)輪(包括尾舵)、鐵塔、發(fā)電機(jī)三個(gè)部分，其工作原理是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車(chē)葉片旋轉(zhuǎn)，再透過(guò)增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來(lái)促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。而由于自然界的風(fēng)力是非恒定的，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率很低，受環(huán)境影響較大，其需要復(fù)雜的結(jié)構(gòu)才能在一定的條件下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的發(fā)電，一方面，當(dāng)風(fēng)速過(guò)大時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組需要利用剎車(chē)系統(tǒng)剎車(chē)制動(dòng)以防損壞葉片，另一方面，因風(fēng)量不穩(wěn)定，風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的是13～25V變化的交流電，須經(jīng)充電器整流后利用蓄電池儲(chǔ)能，然后用逆變器逆變?yōu)榻涣?20V市電，才能保證穩(wěn)定使用，而且風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)能利用率較低，造成了多余風(fēng)能的浪費(fèi)。因此，現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)存在著很大的不足。由此可見(jiàn)，針對(duì)現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)存在的不足，開(kāi)發(fā)一種環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)安全可靠、應(yīng)用范圍廣、發(fā)電穩(wěn)定的風(fēng)力衡定發(fā)電系統(tǒng)對(duì)新能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用具有重要意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、發(fā)電穩(wěn)定的熱能造風(fēng)輔助的風(fēng)力耦合衡定發(fā)電方法。本專(zhuān)利技術(shù)的另一目的在于提供一種用于實(shí)現(xiàn)上述方法的熱能造風(fēng)輔助的風(fēng)力耦合衡定發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)安全可靠，可有效克服現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)環(huán)境適應(yīng)性差、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、發(fā)電不穩(wěn)定等問(wèn)題。本專(zhuān)利技術(shù)的技術(shù)方案為：一種熱能造風(fēng)輔助的風(fēng)力耦合衡定發(fā)電方法，在煙囪的鉛垂風(fēng)道中設(shè)置具有固定導(dǎo)向葉片的組合風(fēng)力渦輪，在鉛垂風(fēng)道外周設(shè)置儲(chǔ)能水箱，組合風(fēng)力渦輪利用恒壓溢流的控制方式，通過(guò)液力偶合器維持發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，組合風(fēng)力渦輪中多余的機(jī)械能耗散成熱能并儲(chǔ)存于儲(chǔ)能水箱中，以供鉛垂風(fēng)道中風(fēng)力不足以維持發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定時(shí)使用。所述儲(chǔ)能水箱外周還設(shè)有太陽(yáng)能集熱器，太陽(yáng)能集熱器收集的熱能也儲(chǔ)存于儲(chǔ)能水箱中。所述鉛垂風(fēng)道中風(fēng)力不足以維持發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定時(shí)，儲(chǔ)能水箱中儲(chǔ)存的熱能傳遞至鉛垂風(fēng)道上方的管道中，加熱鉛垂風(fēng)道上方的空氣產(chǎn)生煙囪效應(yīng)，上升的熱氣流使鉛垂風(fēng)道中的風(fēng)速增大，保持液力偶合器輸出轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速衡定，從而使電網(wǎng)輸出穩(wěn)定的純正弦交流電。一種熱能造風(fēng)輔助的風(fēng)力耦合衡定發(fā)電系統(tǒng)，包括煙囪、組合風(fēng)力渦輪、液力偶合器、儲(chǔ)能水箱和熱管組件，煙囪包括由上至下依次連接的出風(fēng)段、擴(kuò)散管、鉛垂風(fēng)道和進(jìn)風(fēng)段，擴(kuò)散管的直徑大于鉛垂風(fēng)道的直徑，擴(kuò)散管與出風(fēng)段的連接處形成第二收斂區(qū)間；組合風(fēng)力渦輪設(shè)于鉛垂風(fēng)道內(nèi)，儲(chǔ)能水箱設(shè)于鉛垂風(fēng)道外周，熱管組件連接于儲(chǔ)能水箱和擴(kuò)散管之間，組合風(fēng)力渦輪的輸出端與液力偶合器連接，液力偶合器的輸出端與發(fā)電機(jī)連接。所述煙囪下部的進(jìn)風(fēng)段外周還設(shè)有外風(fēng)罩，外風(fēng)罩上方為進(jìn)風(fēng)口，煙囪頂部為出風(fēng)口，外風(fēng)罩與進(jìn)風(fēng)段之間形成第一收斂區(qū)間；外風(fēng)罩外側(cè)分布有多個(gè)太陽(yáng)能集熱器，各太陽(yáng)能集熱器內(nèi)側(cè)設(shè)有集熱器支撐桿，太陽(yáng)能集熱器通過(guò)集熱器支撐桿傾斜固定于外風(fēng)罩上，且各太陽(yáng)能集熱器分別通過(guò)熱管與儲(chǔ)能水箱連接。其中，將進(jìn)風(fēng)口設(shè)置于儲(chǔ)能水箱的側(cè)面，通過(guò)第一收斂區(qū)間與儲(chǔ)能水箱包圍的鉛垂風(fēng)道相通，風(fēng)從進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入，經(jīng)流第一收斂區(qū)間進(jìn)入鉛垂風(fēng)道中，經(jīng)過(guò)組合風(fēng)力渦輪將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，并經(jīng)傳動(dòng)軸輸出給液力偶合器。太陽(yáng)能集熱器通過(guò)集熱器支撐桿呈一定角度傾斜固定安裝于外風(fēng)罩上，通過(guò)熱管與儲(chǔ)能水箱相連，采用熱水向上、冷水向下的原理將熱能儲(chǔ)存于儲(chǔ)能水箱中。所述煙囪的出風(fēng)段上設(shè)有方向舵，外風(fēng)罩上方與進(jìn)風(fēng)口相對(duì)的一側(cè)設(shè)有屏蔽罩(即進(jìn)風(fēng)口和屏蔽罩分別位于儲(chǔ)能水箱相對(duì)的兩外側(cè))，方向舵通過(guò)方向舵支撐桿與屏蔽罩固定連接，通過(guò)方向舵控制屏蔽罩的位置，可使進(jìn)風(fēng)口總是正對(duì)著風(fēng)向。所述組合風(fēng)力渦輪包括多組渦輪、傳動(dòng)軸和出風(fēng)整流罩，多組渦輪由上至下分布于傳動(dòng)軸上，出風(fēng)整流罩設(shè)于傳動(dòng)軸的頂端，傳動(dòng)軸下端與液力偶合器連接。所述熱管組件包括蒸發(fā)器、冷凝器和比例調(diào)節(jié)閥，蒸發(fā)器、冷凝器和比例調(diào)節(jié)閥通過(guò)管道循環(huán)連接，蒸發(fā)器設(shè)于儲(chǔ)能水箱內(nèi)，冷凝器設(shè)于擴(kuò)散管內(nèi)(冷凝器置于儲(chǔ)能水箱的上方，即由擴(kuò)散管與煙囪所組成的第二收斂區(qū)間中)，蒸發(fā)器與冷凝器之間裝有對(duì)造風(fēng)能力進(jìn)行控制的比例流量閥。當(dāng)鉛垂風(fēng)道中風(fēng)力充足時(shí)，比例流量閥處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)鉛垂風(fēng)道中風(fēng)力不足以維持發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定時(shí)，比例流量閥打開(kāi)，冷凝器中的制冷劑在重力作用下經(jīng)比例流量閥進(jìn)入蒸發(fā)器中吸收儲(chǔ)能水箱中的熱能氣化，氣化后的制冷劑進(jìn)入冷凝器中再次冷凝，散發(fā)的熱量加熱第二收斂區(qū)間中的空氣，產(chǎn)生煙囪效應(yīng)使得鉛垂風(fēng)道中的風(fēng)速增大。所述儲(chǔ)能水箱為外側(cè)中部?jī)?nèi)凹的圓柱形箱體，儲(chǔ)能水箱中部設(shè)有與煙囪相對(duì)應(yīng)的通道；通道的下部呈倒置的漏斗形，與進(jìn)風(fēng)段相對(duì)應(yīng)；通道的中部呈圓柱形，與鉛垂風(fēng)道相對(duì)應(yīng)；通道的上部呈漏斗形，與擴(kuò)散管的底部相對(duì)應(yīng)。所述液力偶合器外側(cè)還設(shè)有散熱箱體，液力偶合器底部設(shè)有溢流閥；儲(chǔ)能水箱中還設(shè)有內(nèi)箱，內(nèi)箱通過(guò)鉛垂風(fēng)道中周向均布的四個(gè)中空支撐架與包圍鉛垂風(fēng)道的儲(chǔ)能水箱相通。其中，液力偶合器置于組合風(fēng)力渦輪的下方，其輸入端與組合風(fēng)力渦輪的傳動(dòng)軸相接，輸出端與液力偶合器下方的發(fā)電機(jī)相接。液力偶合器安裝有進(jìn)行壓力控制的溢流閥，且增加了與溢流閥相通的旁路渠道，并在液力偶合器的泵輪上開(kāi)孔，使其與旁路渠道相連，當(dāng)液力偶合器中壓力恒定時(shí)，溢流閥關(guān)閉，當(dāng)液力偶合器中壓力過(guò)大時(shí)，溢流閥打開(kāi)，液力偶合器中用來(lái)驅(qū)動(dòng)組合風(fēng)力渦輪旋轉(zhuǎn)以外的多余液體通過(guò)泵輪上的孔流經(jīng)旁路渠道從溢流閥中流出，從而保持液力偶合器輸出轉(zhuǎn)速衡定。散熱箱體外周為儲(chǔ)能水箱的內(nèi)箱，儲(chǔ)能水箱的內(nèi)箱通過(guò)鉛垂風(fēng)道中周向均布的四個(gè)中空支撐架與包圍鉛垂風(fēng)道的儲(chǔ)能水箱相通。通過(guò)上述熱能造風(fēng)輔助的風(fēng)力耦合衡定發(fā)電方法及系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電時(shí)，其原理是本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
熱能造風(fēng)輔助的風(fēng)力耦合衡定發(fā)電方法，其特征在于，在煙囪的鉛垂風(fēng)道中設(shè)置具有固定導(dǎo)向葉片的組合風(fēng)力渦輪，在鉛垂風(fēng)道外周設(shè)置儲(chǔ)能水箱，組合風(fēng)力渦輪利用恒壓溢流的控制方式，通過(guò)液力偶合器維持發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，組合風(fēng)力渦輪中多余的機(jī)械能耗散成熱能并儲(chǔ)存于儲(chǔ)能水箱中，以供鉛垂風(fēng)道中風(fēng)力不足以維持發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定時(shí)使用。
【技術(shù)特征摘要】
1.熱能造風(fēng)輔助的風(fēng)力耦合衡定發(fā)電方法，其特征在于，在煙囪的鉛垂
風(fēng)道中設(shè)置具有固定導(dǎo)向葉片的組合風(fēng)力渦輪，在鉛垂風(fēng)道外周設(shè)置儲(chǔ)能水
箱，組合風(fēng)力渦輪利用恒壓溢流的控制方式，通過(guò)液力偶合器維持發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)
速穩(wěn)定，組合風(fēng)力渦輪中多余的機(jī)械能耗散成熱能并儲(chǔ)存于儲(chǔ)能水箱中，以供
鉛垂風(fēng)道中風(fēng)力不足以維持發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定時(shí)使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述熱能造風(fēng)輔助的風(fēng)力耦合衡定發(fā)電方法，其特征
在于，所述儲(chǔ)能水箱外周還設(shè)有太陽(yáng)能集熱器，太陽(yáng)能集熱器收集的熱能也儲(chǔ)
存于儲(chǔ)能水箱中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述熱能造風(fēng)輔助的風(fēng)力耦合衡定發(fā)電方法，其特征
在于，所述鉛垂風(fēng)道中風(fēng)力不足以維持發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定時(shí)，儲(chǔ)能水箱中儲(chǔ)存的
熱能傳遞至鉛垂風(fēng)道上方的管道中，加熱鉛垂風(fēng)道上方的空氣產(chǎn)生煙囪效應(yīng)，
上升的熱氣流使鉛垂風(fēng)道中的風(fēng)速增大，保持液力偶合器輸出轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)
發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速衡定。
4.熱能造風(fēng)輔助的風(fēng)力耦合衡定發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括煙囪、組
合風(fēng)力渦輪、液力偶合器、儲(chǔ)能水箱和熱管組件，煙囪包括由上至下依次連接
的出風(fēng)段、擴(kuò)散管、鉛垂風(fēng)道和進(jìn)風(fēng)段，擴(kuò)散管的直徑大于鉛垂風(fēng)道的直徑；
組合風(fēng)力渦輪設(shè)于鉛垂風(fēng)道內(nèi)，儲(chǔ)能水箱設(shè)于鉛垂風(fēng)道外周，熱管組件連接于
儲(chǔ)能水箱和擴(kuò)散管之間，組合風(fēng)力渦輪的輸出端與液力偶合器連接，液力偶合
器的輸出端與發(fā)電機(jī)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述熱能造風(fēng)輔助的風(fēng)力耦合衡定發(fā)電系統(tǒng)，其特征
在于，所述煙囪下部的進(jìn)風(fēng)段外周還設(shè)有外風(fēng)罩，外風(fēng)罩上方為進(jìn)風(fēng)口，煙囪
頂部為出風(fēng)口，外風(fēng)罩與進(jìn)風(fēng)段之間形成第...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：瞿金平，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：廣州華新科實(shí)業(yè)有限公司，華南理工大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：廣東;44
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