獨(dú)立發(fā)電小站的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種獨(dú)立發(fā)電小站，包括主架體、與主架體的頂部相結(jié)合的頂棚、與頂棚的頂部相結(jié)合并且貫穿頂棚的煙囪、設(shè)于煙囪底部下方的渦輪發(fā)電機(jī)組、設(shè)于渦輪發(fā)電機(jī)組下方的隔熱層以及多塊蓄電池，頂棚的上表面鋪設(shè)了至少一塊太陽(yáng)能光伏電池板和至少一塊集熱板，隔熱層的邊緣與主架體的側(cè)壁之間留有空隙，渦輪發(fā)電機(jī)組和太陽(yáng)能光伏電池板與蓄電池相連；本發(fā)明的獨(dú)立發(fā)電小站原理可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于施工、運(yùn)行管理方便、能夠不依賴于電網(wǎng)而獨(dú)立利用可再生資源發(fā)電并且冬暖夏涼，因此特別適合在電網(wǎng)沒(méi)有鋪設(shè)的偏遠(yuǎn)地區(qū)使用。
【專利說(shuō)明】獨(dú)立發(fā)電小站
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于發(fā)電領(lǐng)域，涉及一種獨(dú)立發(fā)電小站。
【背景技術(shù)】
[0002] 在諸如邊疆地區(qū)、南北極、大草原、隔絕的海島、山頂或者沙漠等偏遠(yuǎn)地區(qū)，因?yàn)榫?住環(huán)境較惡劣并且城市電網(wǎng)難以普及架設(shè)，導(dǎo)致這些地區(qū)的居民無(wú)法使用電器設(shè)備來(lái)便利 自己的生活。而這些地區(qū)的太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生資源往往又非常豐富，因此，在這些地區(qū) 利用可再生資源來(lái)發(fā)電成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明為了解決偏遠(yuǎn)地區(qū)電網(wǎng)難以普及的問(wèn)題，目的在于提供一種能夠利用可再 生資源進(jìn)行發(fā)電并且使用舒適度高的獨(dú)立發(fā)電小站。
[0004] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的解決方案是：
[0005] -種獨(dú)立發(fā)電小站，包括：主架體、與主架體的頂部相結(jié)合的頂棚、與頂棚的頂部 相結(jié)合并且貫穿頂棚的煙囪、設(shè)于煙囪底部下方的渦輪發(fā)電機(jī)組、設(shè)于渦輪發(fā)電機(jī)組下方 的隔熱層、多塊蓄電池和多個(gè)負(fù)載接口，頂棚的上表面鋪設(shè)了至少一塊太陽(yáng)能光伏電池板 和至少一塊集熱板，隔熱層的邊緣與主架體的側(cè)面之間留有空隙，渦輪發(fā)電機(jī)組和太陽(yáng)能 光伏電池板與蓄電池或負(fù)載接口相連，蓄電池與負(fù)載接口相連。渦輪發(fā)電機(jī)組和太陽(yáng)能光 伏電池板通過(guò)負(fù)載接口與負(fù)載連接。
[0006] 上述的太陽(yáng)能光伏電池板和集熱板在頂棚的上表面呈相間排列。上述集熱板采用 含有鍍膜層的透光玻璃制成，鍍膜層鍍有集熱介質(zhì)。上述的主架體還設(shè)有卷簾。
[0007] 渦輪發(fā)電機(jī)組和太陽(yáng)能光伏電池板通過(guò)負(fù)載接口與負(fù)載連接。上述煙囪的底部設(shè) 有用于開(kāi)啟或關(guān)閉煙囪的煙道的開(kāi)關(guān)部。
[0008] 由于采用上述方案，本發(fā)明的有益效果是：
[0009] 首先，本發(fā)明的獨(dú)立發(fā)電小站具有多塊太陽(yáng)能光伏電池板和多塊集熱板，太陽(yáng)能 光伏電池板能夠?qū)⑻?yáng)光的輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?；集熱板在白天、夜晚、晴天或陰雨天均能?收太陽(yáng)光的直射或散射輻射，進(jìn)而加熱集熱腔內(nèi)的空氣并產(chǎn)生氣流，氣流推動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī) 組的渦輪進(jìn)行發(fā)電，因此，該獨(dú)立發(fā)電小站能夠?qū)⑻?yáng)能光伏發(fā)電和太陽(yáng)能熱風(fēng)發(fā)電相結(jié) 合，不僅不依賴于電網(wǎng)而獨(dú)立運(yùn)行，又能有效保證電能的持續(xù)穩(wěn)定供給，便于使用者使用負(fù) 載接口為各種負(fù)載充電。
[0010] 其次，主架體具有將其分為集熱腔和空間的隔熱層，隔熱層的邊緣與主架體的側(cè) 面之間留有空隙；夏季發(fā)電時(shí)，煙囪的煙道開(kāi)啟，煙囪效應(yīng)使集熱腔內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)烈的空氣上升 流動(dòng)，空氣流動(dòng)產(chǎn)生的吸力使空間的空氣經(jīng)由空隙被吸入集熱腔，從而實(shí)現(xiàn)空間自然降溫； 另外，隔熱層能夠阻擋太陽(yáng)光直接加熱空間內(nèi)的空氣，從而達(dá)到"夏涼"的效果；冬季發(fā)電 時(shí)，煙囪的煙道關(guān)閉，外界的冷空氣不能通過(guò)煙囪進(jìn)入集熱腔，并且集熱板產(chǎn)生的溫室效應(yīng) 也能使集熱腔內(nèi)溫度升高，集熱腔內(nèi)的熱空氣經(jīng)由空隙進(jìn)入空間并與該空間內(nèi)的冷空氣進(jìn) 行熱交換，從而使空間的溫度升高，達(dá)到"冬暖"的效果，所以本發(fā)明的獨(dú)立發(fā)電小站在發(fā)電 的同時(shí)還具有自我調(diào)節(jié)溫度的功能，提高了空間活動(dòng)的舒適度。
[0011] 總之，本發(fā)明的獨(dú)立發(fā)電小站原理可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于施工、運(yùn)行管理方便、能夠 不依賴于電網(wǎng)而獨(dú)立利用可再生資源發(fā)電并且冬暖夏涼，因此特別適合在電網(wǎng)沒(méi)有鋪設(shè)的 偏遠(yuǎn)地區(qū)使用。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的獨(dú)立發(fā)電小站的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中的氣流流動(dòng)路徑的示意圖。
[0014] 附圖標(biāo)記：
[0015] 主架體1、隔熱層2、頂棚支架3、頂棚外設(shè)4、煙囪5、渦輪發(fā)電機(jī)組6、空間7、集熱 腔8和空隙9。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0017] 實(shí)施例
[0018] 本實(shí)施例提供了一種在城市電網(wǎng)難以架設(shè)的偏遠(yuǎn)地區(qū)利用可再生能源進(jìn)行發(fā)電 的獨(dú)立發(fā)電小站。如圖1所示，該獨(dú)立發(fā)電小站包括主架體1、頂棚、隔熱層2、煙囪5、蓄電 池組和渦輪發(fā)電機(jī)組6。圖1中公知的部分及其連接方式未畫(huà)出。
[0019] 主架體1整體上為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的四個(gè)側(cè)面均為用于承重的側(cè)墻。側(cè)墻的 高度為2?4米。
[0020] 頂棚整體架設(shè)在主架體1的頂部并且與主架體1的頂部相結(jié)合，包括頂棚支架3 和頂棚外設(shè)4。頂棚支架3外形為三角錐。頂棚外設(shè)4鋪設(shè)在頂棚支架3的上表面上。頂 棚外設(shè)4主要由多塊太陽(yáng)能光伏電池板和多塊集熱板組成。這些太陽(yáng)能光伏電池板和集熱 板在頂棚支架3的上表面上呈相間排列。太陽(yáng)能光伏電池板用于將照射于其上的太陽(yáng)光輻 射能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。集熱板采用含有鍍膜層的透光玻璃制成，允許光線的透過(guò)。鍍膜層上鍍 有集熱介質(zhì)。
[0021] 煙囪5設(shè)在頂棚的上方，與頂棚支架3的上表面相結(jié)合并且貫穿該頂棚支架3。煙 囪5的底部設(shè)有用于開(kāi)啟或關(guān)閉該煙囪5的煙道的開(kāi)關(guān)部，使煙囪5的煙道成為可開(kāi)閉式 的結(jié)構(gòu)。開(kāi)關(guān)部在圖1中并未顯示。開(kāi)關(guān)部在夏季時(shí)開(kāi)啟，使煙囪5的煙道打開(kāi)，在冬季時(shí) 關(guān)閉，使煙囪5的煙道關(guān)閉。開(kāi)關(guān)部?jī)?yōu)選為活動(dòng)擋片。
[0022] 渦輪發(fā)電機(jī)組6設(shè)于煙囪5底部下方。隔熱層2設(shè)于渦輪發(fā)電機(jī)組6的下方，隔 熱層2的長(zhǎng)度小于主架體1的相對(duì)向兩個(gè)側(cè)壁的間距，從而隔熱層2的邊緣與主架體1的 側(cè)壁之間留有一定空隙9。頂棚、主架體1和隔熱層2共同圍成了集熱腔8。煙囪5底部的 煙道與集熱腔8相通。位于隔熱層2下方的空間7為用于工作或生活的使用區(qū)。設(shè)置隔熱 層2的目的在于夏季時(shí)防止太陽(yáng)光直接加熱空間7內(nèi)的空氣并且減少集熱腔8和空間7之 間的換熱。防止太陽(yáng)光直接加熱空間7內(nèi)的空氣的目的一方面在于將太陽(yáng)光的能量盡可能 多地截留在集熱腔8內(nèi)，使其內(nèi)溫度保持在較高的水平，易于產(chǎn)生較強(qiáng)的氣流，使得氣流中 更多的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為渦輪發(fā)電機(jī)組6的渦輪的機(jī)械能，有利于增加發(fā)電量，另一方面則避免 空間7被太陽(yáng)光直接加熱而造成的溫度升高，提高人活動(dòng)的舒適度。減少集熱腔8和空間 7之間的換熱的目的一方面在于減少熱損失以提高集熱腔8內(nèi)的溫度；另一方面，換熱的減 少可以降低空間7內(nèi)的溫度，提高空間7的舒適度。因?yàn)榧療岚蹇晌仗?yáng)光的直射或散 射輻射，使得集熱腔8內(nèi)的空氣始終被加熱，因此渦輪發(fā)電機(jī)組6在白天、夜晚、陰雨天或晴 天都可正常進(jìn)行發(fā)電。
[0023] 蓄電池組由多個(gè)蓄電池組成。太陽(yáng)能光伏電池板和渦輪發(fā)電機(jī)組通過(guò)電線并聯(lián)連 接在蓄電池上。根據(jù)具體使用需要，獨(dú)立發(fā)電小站還可以增設(shè)負(fù)載接口，負(fù)載接口通過(guò)電線 分別與太陽(yáng)能光伏電池板和渦輪發(fā)電機(jī)組相連，也與蓄電池電連接，以便為包括照明燈、手 機(jī)、電腦、電視、電動(dòng)車等在內(nèi)的中小型家用電器供電或充電。
[0024] 太陽(yáng)能光伏發(fā)電的原理是：太陽(yáng)能光伏電池板在接收太陽(yáng)光的直接照射后，將太 陽(yáng)光的輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽a(chǎn)生的電能儲(chǔ)存在蓄電池中或者通過(guò)負(fù)載接口為負(fù)載供電。
[0025] 太陽(yáng)能熱風(fēng)發(fā)電的原理是：當(dāng)煙囪5的煙道被開(kāi)啟時(shí)，太陽(yáng)光透過(guò)透明的集熱板 加熱集熱腔8內(nèi)的空氣，使其密度減小，由于煙囪5內(nèi)"煙囪作用"的影響，熱空氣在煙囪5 上升形成上升氣流，上升氣流推動(dòng)安裝在煙@ 5底部的渦輪發(fā)電機(jī)組6發(fā)電，產(chǎn)生的電能儲(chǔ) 存在蓄電池中或者通過(guò)負(fù)載接口為負(fù)載供電。
[0026] 獨(dú)立發(fā)電小站在夏天發(fā)電時(shí)還能使空間7的溫度自然降低，達(dá)到"夏涼"的效果， 從而提高空間7的舒適度，其原理如下 ：
[0027] 如圖2所示，在夏季時(shí)，煙@ 5的煙道開(kāi)啟，太陽(yáng)光加熱集熱腔8內(nèi)的空氣，使其在 煙囪5上升形成上升氣流。由于上升氣流產(chǎn)生的吸力作用，環(huán)境中的空氣可以透過(guò)隔熱層2 的邊緣與主架體1的側(cè)壁之間的空隙9源源不斷地流入集熱腔8中，從而在空間7產(chǎn)生了 較強(qiáng)的空氣對(duì)流，使空間7自然降溫，產(chǎn)生了"夏涼"的效果。
[0028] 獨(dú)立發(fā)電小站在冬天發(fā)電時(shí)還能使得空間7的溫度自然升高，達(dá)到了"冬暖"的效 果，其原理如下：
[0029] 在冬季時(shí)煙囪5的煙道關(guān)閉，太陽(yáng)光加熱集熱腔8內(nèi)的空氣使其溫度升高時(shí)，集熱 腔8內(nèi)的空氣通過(guò)隔熱層2的邊緣與主架體1的側(cè)壁之間的空隙9流入空間7中，與空間 7內(nèi)的空氣進(jìn)行熱交換，使得空間7內(nèi)的溫度上升，從而達(dá)到"冬暖"的效果。
[0030] 根據(jù)具體情況，主架體1還可以這樣設(shè)置：相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面設(shè)置為用于承重的側(cè) 墻，另外兩個(gè)側(cè)面設(shè)置為用于安裝卷簾的鏤空結(jié)構(gòu)。這樣，在夏季時(shí)，卷簾可以朝上卷起，增 加集熱腔8中空氣的供給量，使集熱腔8內(nèi)的空氣流動(dòng)更加強(qiáng)烈，增加發(fā)電量，同時(shí)也使空 間7內(nèi)的空氣流動(dòng)更加強(qiáng)烈，使得空間7更加涼爽；在冬季時(shí)，卷簾可以放下，同樣起到使集 熱腔8和空間7形成溫室的作用。
[0031] 總之，本實(shí)施例中的獨(dú)立發(fā)電小站在夏季可同時(shí)利用太陽(yáng)能光伏發(fā)電和太陽(yáng)能熱 風(fēng)發(fā)電產(chǎn)生電能，同時(shí)使得空間的溫度自然降低，在冬季只利用太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)生電能， 同時(shí)使得空間的溫度自然升高，其原理可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于施工、運(yùn)行管理方便、能夠不依 賴于電網(wǎng)而獨(dú)立利用可再生資源發(fā)電并且冬暖夏涼，因此特別適合在電網(wǎng)沒(méi)有鋪設(shè)的偏遠(yuǎn) 地區(qū)使用。如，其可以作為服務(wù)站建在偏遠(yuǎn)地區(qū)的路邊，為來(lái)往行人提供充電服務(wù)和住宿服 務(wù)，提高其生活的便利性和住宿的舒適度；也可以作為蒙古包建在草原地區(qū)，為牧民提供電 源，方便其使用家用電器，提高其生活的質(zhì)量；還可以作為南北極的臨時(shí)科考站、戶外停車 站、候車站、路邊商鋪等使用。
[0032] 上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員能理解和使用本發(fā) 明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說(shuō)明的 一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例， 本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā) 明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種獨(dú)立發(fā)電小站，包括：主架體、與所述主架體的頂部相結(jié)合的頂棚和多個(gè)負(fù)載 接口，其特征在于：還包括：與所述頂棚的頂部相結(jié)合并且貫穿所述頂棚的煙囪、設(shè)于所述 煙囪底部下方的渦輪發(fā)電機(jī)組以及多塊蓄電池，所述頂棚的上表面鋪設(shè)了至少一塊太陽(yáng)能 光伏電池板和至少一塊集熱板，所述渦輪發(fā)電機(jī)組和所述太陽(yáng)能光伏電池板與所述蓄電池 或所述負(fù)載接口相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的獨(dú)立發(fā)電小站，其特征在于：還包括：設(shè)于所述渦輪發(fā)電機(jī)組 下方的隔熱層，所述隔熱層的邊緣與所述主架體的側(cè)面之間留有空隙。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的獨(dú)立發(fā)電小站，其特征在于：所述太陽(yáng)能光伏電池板和所述 集熱板在所述頂棚的上表面呈相間排列。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的獨(dú)立發(fā)電小站，其特征在于：所述集熱板采用含有鍍膜層的 透光玻璃制成，所述鍍膜層鍍有集熱介質(zhì)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的獨(dú)立發(fā)電小站，其特征在于：所述主架體還設(shè)有卷簾。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的獨(dú)立發(fā)電小站，其特征在于：所述煙囪的底部設(shè)有用于開(kāi)啟 或關(guān)閉所述煙囪的煙道的開(kāi)關(guān)部。
【文檔編號(hào)】H02S10/20GK104113269SQ201410283612
【公開(kāi)日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月23日
【發(fā)明者】高軍, 侯玉梅 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)