[发明专利]依山风助式太阳能沼气气流发电厂

说明书

技术领域：

新能源发电技术

背景技术：

第一，关于太阳能收集技术：首先，目前人们已能够利用塑料(或玻璃)大棚的透光保温作用来建造用于种菜的大棚(或温室)，这实际上是利用塑料(或玻璃)大棚来收集利用太阳能；其次，人们在利用太阳能热水器时，把热水器的集热管组倾斜放置，是因为斜面比平面能更有效地吸收太阳能。本发明引用这两点，是为了说明——利用塑料(或玻璃)大棚的透光保温作用来收集利用太阳能的技术已经成熟；用斜面吸收太阳能比平面更有效。

第二，关于沼气制取技术：沼气的制取和利用不论是在我国农村的小规模利用，还是在工业上大规模制取利用技术已经成熟。中央电视台第一套节目《新闻联播》在2006年12月就曾经对我国第一座沼气发电厂在山东济南成功建成并发电作过报道。本发明引用上述资料，在于说明——沼气的大规模制取和利用技术是成熟的。

第三，关于风力发电技术：不论是建造大规模风力发电厂，还是小型户用风力发电技术都已成熟。

第四，关于气流发电技术：在自然界中空气对流时有很大的能量交换，那么空气对流的能量可以利用吗？其实，人们很早就已经利用空气对流的能量了——在我国北方的黄土高原，人们住着土窑洞，窑洞内有火炕，火炕的末端有从窑洞壁的土墙内穿至窑顶上的很高的烟囱，用这样的设施，就可用烟囱的强大的抽力把炉子生的很旺，大大缩短做饭时间(这里烟囱的抽力就来自于空气热升冷降的能量)。当地还有一句俗话：“炉子不快是烟囱低”。这说明空气对流的能量是可利用的，而且人们在长期的实践中还总结出了一条规律——烟囱的海拨高度或自身高度越高其抽力越大。其实，关于烟囱高度与抽力的关系有一个物理公式：PΔ=H(1.2-ρsmo273T)P760]]>其中，P_Δ为烟囱抽力，H为烟囱高度。由此公式可看出——在设定其它条件相同的情况下，烟囱的高度H与抽力P_Δ成正比。以上公式摘自《热风炉原理与技术》(化学工业出版社2004年9月出版)第155页。

那么，利用空气对流的能量可以发电吗？下面我摘录《点对点·讲与练双向激活·九年级语文·下》(吉林人民出版社2006年9月第一版，由许晶主编)这本练习册中第113页的一篇说明文《气流功能充满奇妙》中的第三段：

在现代科技发展的时代中，气流的应用更是充满神奇的色彩。20世纪80年代初，德国科学家首先提出并付诸实践，利用气流发电。这种气流电站的构造很奇特，外形象一个既高又粗的大烟囱。大烟囱直径10米，高200米，可以用来抽吸空气而使热气流迅速排出。围绕烟囱的是一个巨大的环形曲面透明塑料大棚。大棚与烟囱连结部分高约8米，边缘高2米，方圆252米。烟囱的底部有发电机。由于塑料的透光保温作用，大棚内的空气经太阳照射后便会逐渐升温，使棚内温度比棚外要高出20℃左右。利用空气热升冷降的特点，再加上高大烟囱的急速排出作用，可以使热空气以每秒20-60米的速度，经由设在烟囱底部的发电机，并驱动发电机进行工作。利用这种发电装置，这座电站白天可以发电100兆瓦，夜间利用余热也可以发电40千瓦。据推算，发电成本与核电站相似，利用起来十分合算。

我们先来分析一下这种发电技术的能量来源：一个来自太阳能——大棚内的空气经太阳照射后便会逐渐升温，升温后的热空气上升，这里太阳能转化成了热空气上升的动能，只不过这里热空气上升的空气对流是经过太阳照射人为设施(曲面式塑料大棚)内的空气而产生的；另一个来自于“大烟囱”的抽力——这种抽力来自于(在没有经过人为设施产生的热能加热空气的条件下)自然环境中其通风处热空气上升或冷空气下降的动能或势能，在本发明中不妨把这些动能和势能的总和叫作自然环境中空气对流的能量。可见在这两种能量的共同作用下，使热空气以每秒20-60米的速度流动，驱动发电机发电。因此，空气对流的能量可以发电，这项技术在20多年前已经实施。

第五，关于计算机自动控制技术：这项技术已经在工农业生产和其它领域广泛应用。尤其是在电厂中利用该技术可以大大提高电厂经济效益和资源利用效率。因此，本发明也采用了一些计算机技术。