[实用新型]一种烟囱式太阳能和风能集合发电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种利用太阳能和风能发电的烟囱式太阳能和风能集合发电装置。

背景技术

太阳能和风能均是清洁且取之不尽的能源，利用太阳能和风能进行发电，可有效缓解目前世界能源紧缺状况，并且不会造成环境污染。

但目前已有的太阳能发电装置只能利用太阳能发电，已有的风能发电装置只能利用风能发电，它们均不能同时综合利用太阳能和风能，因此总的发电量较少，且受气候影响大，例如在夜晚或阴雨天时太阳能发电装置不能发电，在无风时风能发电装置不能发电。另外，已有的风能发电装置利用外界自然风发电，由于外界自然风的风向和风速均不断发生变化，因此风能的利用率不高，发电量较少，在风力较小或无风时甚至不发电。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够利用太阳能和风能进行发电的烟囱式太阳能和风能集合发电装置。采用的技术方案如下：

一种烟囱式太阳能和风能集合发电装置，其特征在于包括支座、太阳能热水器和至少一台风力发电机组；支座中设有上下走向的气流通道；气流通道的下部设有贮水箱，贮水箱上设有进水口和出水口，太阳能热水器的热水出口经出水管与贮水箱的进水口连通，贮水箱的出水口经回流管与太阳能热水器的冷水入口连通；风力发电机组包括扇叶和发电机，扇叶设于气流通道内并且与发电机的转子传动连接。

上述气流通道是烟囱效应通道，其下端为气流入口，其上端为气流出口，气流自下端的气流入口进入气流通道，在气流通道中形成上升气流，上升气流推动扇叶旋转，扇叶带动发电机的转子旋转，进行发电。在太阳光照射下，太阳能热水器中产生热水，热水经上述热水出口、出水管和进水口进入贮水箱，贮水箱中的水经出水口、回流管和冷水入口进入太阳能热水器，循环流动；贮水箱、出水管和回流管中的水在气流通道中散热，对其周围的空气加热，被加热的空气上升，气流通道内被加热的空气上升的同时，冷空气从气流入口补充到气流通道中，再由贮水箱、出水管和回流管中的水对冷空气加热，从而连续产生上升气流，这样可增加进入气流通道的气流量，增强烟囱效应，增强气流通道内上升气流的速度，从而使扇叶捕获更多的风能，增加发电量。在没有太阳光照射的时候(如在晚上)，太阳能热水器中的水温度逐渐降低，水不再流动；由于在太阳光照射的时候(如白天)，太阳能热水器产生热水，在贮水箱、出水管和回流管中贮存有温度较高的水，因此在没有太阳光照射的时候(如在晚上)，这些贮存的热水逐渐散热，可对其周围的空气持续加热一段时间，直至其水温与周围气温相同。

在优选方案中，上述气流通道的横截面面积自下至上逐渐减小，这样，越往上，气流速度越大。通常扇叶尽量靠近气流通道的上端，这样扇叶能捕获更多的风能。

上述太阳能热水器通常放置在支座的一侧，可安装在地面上。

通常贮水箱中没有水的部分腔体为真空状态，这样可减少水蒸气损失。

上述贮水箱、出水管和回流管通常由导热系数较大的材料(如金属或合金)制成，以利于其内部的热水散热。

优选上述出水管处于气流通道中的部分包括一弯曲段；更优选该弯曲段呈螺旋状。上述弯曲段可延长热水在气流通道中流动的时间，使热水更加充分地散热，从而将其周围的空气加热至更高温度，进一步增强烟囱效应，增强气流通道内上升气流的速度。

优选上述发电机的定子固定安装在支座上。上述发电机的定子也可安装在地面上。

上述扇叶可通过传动机构(如齿轮组)与发电机的转子传动连接，也可直接安装在发电机的转子上。

在优选方案中，上述烟囱式太阳能和风能集合发电装置设有多台风力发电机组，各风力发电机组的扇叶沿气流通道自下至上依次排列。气流通道中的上升气流推动最下面的扇叶旋转，使相应的发电机发电；然后继续上升，依次推动其上面的各扇叶旋转，使相应的各发电机发电，从而更加充分利用烟囱效应通道产生的气流，气流最后从气流通道上端的气流出口吹出；多个扇叶分别带动多个发电机的转子旋转，可提高总发电量。

在优选方案中，上述烟囱式太阳能和风能集合发电装置还包括外部风力发电机组，外部风力发电机组包括外部扇叶和外部发电机，外部扇叶与外部发电机的转子传动连接，外部扇叶设于支座的上方。外部发电机的定子通常固定安装在空心柱体上。外部扇叶可受外界自然风推动而旋转，并带动该发电机的转子一起旋转，进行发电。