[实用新型]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，其特征在于包括空心柱体、由导热材料制成的集热罩和至少一台风力发电机组；空心柱体中设有上下走向的气流通道；集热罩安装于空心柱体下方，集热罩中设有腔体，集热罩上设有分别与腔体连通的进风口和出风口，出风口与所述气流通道的下端连通；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，集热罩吸收太阳能并转化为热能，对腔体中的空气加热，被加热的空气上升，并经出风口、气流通道下端的气流入口进入气流通道，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；腔体内被加热的空气上升的同时，冷空气从进风口补充到腔体中，再由集热罩加热，从而连续产生上升气流。

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。

上述集热罩能够吸收太阳光能并转化为热能，用于制造集热罩的导热材料可以是黑色玻璃、红外线导热板、金属或合金等。

上述集热罩的出风口通常设于集热罩的顶部，进风口可设于集热罩的侧面或底部。

优选上述集热罩上的出风口设于集热罩的顶部，进风口设于集热罩的底部；腔体的横截面面积自下至上逐渐减小，也就是说，集热罩呈下大上小的喇叭状。安装时，可将集热罩安装在支撑架上，集热罩的底部与地面之间有间隙，外界空气经集热罩底部与地面之间的间隙后，再经进风口进入集热罩；为了更好地收集从各个方向进入的空气流，防止风能损失，优选集热罩下方设有一外侧面呈锥状的导流板，导流板的上端伸入集热罩的腔体中；更优选导流板的外侧面呈圆锥状，其中心线与空心柱体的中心线重合。

优选上述发电机的定子固定安装在空心柱体上。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，外部扇叶设于空心柱体的上方。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，并带动该外部发电机的转子一起旋转，进行发电。

优选上述外部扇叶总体上呈回转体状，如球状、圆柱状、圆锥台状或圆锥状，也就是说，外部扇叶中各个叶片旋转时，其轮廓所形成的回转面是一致的。这样，外部扇叶旋转时，呈稳定的回转体状，基本上没有变化，当烟囱式太阳能和风能集合发电装置为路灯提供电源时，外部扇叶不会干扰司机的视线。