一種風(fēng)光一體發(fā)電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及風(fēng)能發(fā)電和太陽(yáng)能光伏發(fā)電二個(gè)新能源產(chǎn)業(yè)，尤其涉及一種風(fēng)光一體發(fā)電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)能發(fā)電和太陽(yáng)能光伏發(fā)電是目前全球在新能源利用，技術(shù)最成熟、最具規(guī)?；鸵呀?jīng)產(chǎn)業(yè)化的二個(gè)產(chǎn)業(yè)，我國(guó)風(fēng)電設(shè)備、光伏設(shè)備的生產(chǎn)能力和產(chǎn)量已位居全球前列。
[0003]《風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電實(shí)用技術(shù)》(周志敏、紀(jì)愛(ài)華編著，電子工業(yè)出版社，2011年9月第I次印刷)指出:單獨(dú)的風(fēng)能發(fā)電和單獨(dú)的太陽(yáng)能光伏發(fā)電都有其開(kāi)發(fā)弊端，而風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能光伏發(fā)電兩者具有互補(bǔ)性，風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電技術(shù)整合風(fēng)電技術(shù)和太陽(yáng)能光伏技術(shù)，使風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能光伏發(fā)電兩者完美結(jié)合，為兩種新能源的規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化、市場(chǎng)化奠定了基礎(chǔ)。提出了風(fēng)力發(fā)電設(shè)備利用高空風(fēng)能，光伏發(fā)電設(shè)備利用風(fēng)機(jī)下的太陽(yáng)能，實(shí)現(xiàn)地面和高空的有效結(jié)合的技術(shù)路線。
[0004]本實(shí)用新型贊成其指出的單獨(dú)的風(fēng)能發(fā)電和單獨(dú)的太陽(yáng)能光伏發(fā)電都有其開(kāi)發(fā)弊端的論述，同時(shí)認(rèn)為其提出的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備利用高空風(fēng)能，光伏發(fā)電設(shè)備利用風(fēng)機(jī)下的太陽(yáng)能的技術(shù)路線，仍然存在占地面積大、投資大、市場(chǎng)有限等不足。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型所要解決的問(wèn)題是:將風(fēng)能發(fā)電和太陽(yáng)能光伏發(fā)電二個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)電設(shè)備進(jìn)行結(jié)構(gòu)組合，創(chuàng)造出集風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能光伏發(fā)電兩種發(fā)電功能共存于一體的一種風(fēng)光一體發(fā)電機(jī)。該機(jī)型充分利用同一地點(diǎn)高空和地面的風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電，且其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，投資省，可節(jié)省大量土地資源，既可制造小型家用機(jī)，又可制造大型發(fā)電站，具有廣闊的市場(chǎng)前景，有利于提高風(fēng)電和太陽(yáng)能光電的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
[0006]本實(shí)用新型提出的解決上述問(wèn)題的技術(shù)方案是:一種風(fēng)光一體發(fā)電機(jī)，包括垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的垂直軸和葉片，太陽(yáng)能光伏發(fā)電池，其特征在于:
[0007]機(jī)座平臺(tái)I中央位置安裝垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)2 ;在機(jī)座平臺(tái)上，圍繞發(fā)電機(jī)安裝一條內(nèi)圓周軌道3和一條外圓周軌道4在平臺(tái)邊沿處；垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的垂直軸，用鏍栓套管與垂直軸加長(zhǎng)部分5連接成一條整體垂直軸；將太陽(yáng)能光伏電池組裝成光伏平板葉片6，并在每片平板葉片底端橫向邊框兩端上，安裝一個(gè)內(nèi)落地滾輪7和一個(gè)外落地滾輪8 ;將一臺(tái)機(jī)上所有的光伏平板葉片，都用鏍栓夾具對(duì)稱安裝在整條垂直軸上，并使所有光伏平板葉片的所有內(nèi)外滾輪，都能落在機(jī)座平臺(tái)上的內(nèi)外圓周軌道內(nèi)，圍繞垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)；將機(jī)體外架9安裝在機(jī)座平臺(tái)周?chē)?，包裹住垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)和機(jī)座平臺(tái)；再在機(jī)體外架頂上安裝機(jī)架頂蓋10，即總裝配成一臺(tái)圓柱立方體風(fēng)光一體發(fā)電機(jī)總體機(jī)型。
[0008]風(fēng)光一體發(fā)電機(jī)設(shè)置了風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能光伏電池發(fā)電二條輸出導(dǎo)線，通過(guò)智能控制器向蓄電池充電，通過(guò)逆變器將蓄電池儲(chǔ)存的直流電轉(zhuǎn)換為適合通用電器使用的交流電，組成獨(dú)立的風(fēng)光一體發(fā)電機(jī)的發(fā)電系統(tǒng)；或者通過(guò)智能控制器直接電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電；家庭可以實(shí)現(xiàn)自用電不足時(shí)，電網(wǎng)補(bǔ)充，自發(fā)電有余時(shí)，輸入電網(wǎng)的結(jié)算電費(fèi)使用方式，獲得清潔能源，改善生存環(huán)境。
[0009]機(jī)座平臺(tái)I的形狀是一個(gè)圓形平臺(tái)。其圓形平臺(tái)的直徑是依據(jù)風(fēng)光一體發(fā)電機(jī)的機(jī)型類型和用途及位置來(lái)確定的，小的只有幾十厘米直徑的圓形平臺(tái)，大的可以是數(shù)拾米直徑的圓形平臺(tái)；機(jī)座平臺(tái)的材料，可以是一塊金屬或非金屬的圓形平板平臺(tái)，也可以是數(shù)拾米直徑的鋼筋混凝土構(gòu)筑物或建筑物圓形平臺(tái)；機(jī)座平臺(tái)的用途主要是:①安裝光伏平板葉片為垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的風(fēng)光一體發(fā)電機(jī)；②安裝支撐光伏平板葉片的內(nèi)外落地滾輪，圍繞發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的內(nèi)外圓周軌道；③承載著風(fēng)光一體發(fā)電機(jī)自身質(zhì)量荷載和外部環(huán)境及其變化帶來(lái)的外部動(dòng)靜荷載；④承受著風(fēng)光一體發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)運(yùn)行的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性；⑤用于與外部設(shè)備匹配組成發(fā)電系統(tǒng)的通路或儲(chǔ)存控制電站處等。機(jī)座平臺(tái)上具體安裝方式是:機(jī)座平臺(tái)中央安裝發(fā)電機(jī)，圍繞發(fā)電機(jī)安裝一條內(nèi)圓周軌道和一條外圓周軌道在平臺(tái)邊沿處；安裝光伏平板葉片時(shí)，機(jī)座平臺(tái)上的，所有的光伏平板葉片的所有內(nèi)外落地滾輪，都落在平臺(tái)上內(nèi)外圓周軌道內(nèi)，圍繞發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)。
[0010]垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)2，是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的設(shè)備。垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)已經(jīng)存在很多年了，但其沒(méi)能在商業(yè)上得到運(yùn)用，主要原因是其效益低下。但垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有接受來(lái)自任何方向的風(fēng)力優(yōu)勢(shì)。本實(shí)用新型就是利用其優(yōu)勢(shì)，將其原垂直軸上的葉片，改用光伏平板葉片，這種改變不但在理論上，而且在實(shí)際上是行得通的，這種將太陽(yáng)能光伏發(fā)電設(shè)備和風(fēng)能發(fā)電設(shè)備的結(jié)構(gòu)組合，創(chuàng)造出單臺(tái)機(jī)上的具有光伏發(fā)電和風(fēng)能發(fā)電兩種發(fā)電方式共存集合于一體的風(fēng)光一體發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)的選購(gòu)、設(shè)計(jì)、制造都相當(dāng)關(guān)鍵，機(jī)型必須與機(jī)座平臺(tái)中央設(shè)定安裝位置相匹配；發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)風(fēng)速，發(fā)電轉(zhuǎn)速要與光伏平板葉片啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速發(fā)電相匹配；發(fā)電機(jī)的功率要與風(fēng)光一體發(fā)電機(jī)的光伏發(fā)電和風(fēng)能發(fā)電的比例和功率分配相匹配等。
[0011]機(jī)座平臺(tái)上的內(nèi)圓周軌道3，是圍繞機(jī)座平臺(tái)中央發(fā)電機(jī)近距離安裝的一條圓周軌道，是用于風(fēng)光一體發(fā)電機(jī)上所有的光伏平板葉片底端內(nèi)側(cè)的內(nèi)落地滾輪在此內(nèi)圓周軌道旋轉(zhuǎn)。
[0012]機(jī)座平臺(tái)上的外圓周軌道4，是機(jī)座平臺(tái)外邊沿處安裝的一條外圓周軌道，是用于風(fēng)光一體發(fā)電機(jī)上，所有的光伏平板葉片底端外側(cè)的外落地滾輪在此外軌道內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
[0013]機(jī)座平臺(tái)上的二條內(nèi)外圓周軌道，是用于限定風(fēng)光一體發(fā)電機(jī)上所有的光伏平板葉片底端的內(nèi)外落地滾輪在軌道內(nèi)圍繞發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)。
[0014]垂直軸加長(zhǎng)部分5，是風(fēng)光一體發(fā)電機(jī)垂直發(fā)電機(jī)的垂直軸高度，不能滿足安裝光伏平板葉片高度時(shí)，在發(fā)電機(jī)垂直軸上用鏍栓套管接長(zhǎng)的垂直軸部分，由此接長(zhǎng)成一條整體垂直軸，用于對(duì)稱安裝風(fēng)光一體發(fā)電機(jī)的所有光伏平板葉片。
[0015]光伏平板葉片6，是將太陽(yáng)能光伏發(fā)電池組裝成光伏平板葉片，在每片葉片底端，橫向邊框上兩端，安裝一個(gè)內(nèi)落地滾輪7和一個(gè)外落地滾輪8，用于機(jī)座平臺(tái)上安裝的內(nèi)外圓周軌道內(nèi)，圍繞發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)；內(nèi)外落地滾輪支撐光伏平板葉片自身重量和助推葉片平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)；
[0016]光伏平板葉片底端寬度是:(機(jī)座平臺(tái)直徑-發(fā)電機(jī)位)+2 =底端寬度；
[0017]光伏平板葉片頂端寬度是(機(jī)座平臺(tái)直徑-垂直軸鏍栓夾具位)+2 =頂端寬度；
[0018]光伏平板葉片外側(cè)高度(長(zhǎng)度)是:風(fēng)光一體發(fā)電機(jī)整體高度-機(jī)座平臺(tái)高度-機(jī)架頂蓋高度-落地滾輪高度=外側(cè)高度；
[0019]光伏平板葉片內(nèi)側(cè)高度(長(zhǎng)度)分二段計(jì)算:上段是以垂直軸整條高度為依據(jù)；下段是以發(fā)電機(jī)高度為依據(jù)。
[0020]根據(jù)每一臺(tái)風(fēng)光一體發(fā)電機(jī)的光伏平板葉片的長(zhǎng)X寬計(jì)算尺寸構(gòu)成平板形狀，按平板形狀制造帶邊框的光伏平板葉片支架，在支架上安裝太陽(yáng)能光伏電池組件，在葉片內(nèi)側(cè)靠近發(fā)電機(jī)底端安裝一個(gè)接線盒，用于將光伏發(fā)電輸出導(dǎo)線連接。
[0021]太陽(yáng)能光伏發(fā)電設(shè)備傳統(tǒng)安裝方式是，水平分布在地面或屋面，這種水平分布需占用大片土地或屋面面積，因此存在許多使用限制，不利于大規(guī)模普及太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備使用；風(fēng)光一體發(fā)電機(jī)使用的是垂直分布的光伏平板葉片，其機(jī)座平臺(tái)占用面積很?。凰椒植寂c垂直分布的差異是，垂直分布的光伏平板葉片，可以不受限制地向高空發(fā)展，同時(shí)，與之匹配的機(jī)座平臺(tái)和垂直軸發(fā)電機(jī)也相配合地?cái)U(kuò)大，這樣光伏平板葉片的高度和寬度都有一定的增大，這樣光伏平板葉片接受太陽(yáng)光輻射和風(fēng)力推動(dòng)的面積和能力都得到增加，使其可以同時(shí)充分利用同一地點(diǎn)的高空和地面的太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電。
[0022]因此，光伏平板葉片按一定高度標(biāo)準(zhǔn)尺寸，在每片葉片的外側(cè)邊框上，安裝一個(gè)水平滾輪，如確定8米高度安裝第一個(gè)水平滾輪，高度達(dá)16米即安裝第二層一個(gè)高度水平滾輪，到達(dá)高24米時(shí)就要安裝第3個(gè)高度水平滾輪，余類推；所有光伏平板葉片的高度水平滾輪，都是在同一高度的機(jī)體外架內(nèi)側(cè)一條水平軌道內(nèi)旋轉(zhuǎn)；
[0023]機(jī)體外架9，是風(fēng)光