[发明专利]光漏斗聚光光伏发电及风力发电复合装置

说明书

技术领域

本发明属太阳能与风能发电利用技术领域。尤其涉及一种光漏斗聚光光伏发电及其配套的风力发电装置。是利用光伏电池板与风力发电机发出电能，经蓄电池储存，从而给负载用户提供电源的装置。

背景技术

利用可再生能源是人类社会文明进步的表现、是科学技术的发展、是环保理念的体现，也是一个地区环保的重要指标。特别是太阳能、风能技术最为成熟，经济可行性较高，是一种较理想的发展能源。

在目前推广使用的太阳能光伏发电，包括风光互补发电系统中，普遍采用的是平板固定式光伏系统，其电池板一般是固定不动。一方面，这没有把风力发电机和光伏发电充分的有机结合起来；另一方面光伏电池的最大发电功率出现在阳光垂直照射其表面时，固定安装的光伏发电系统的实际发电功率远远达不到其峰瓦值。因此聚光太阳能光伏发电可以大幅度降低其发电成本，用同样数量的硅电池，可将实际输出电量增加。而目前主要应用的抛物面反射式点聚焦系统不但要有精确的跟踪系统，而且光伏电池板还存在散热问题，并且其迎风面积导致的抵抗大风的问题也有待解决。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种将聚光光伏发电技术与风力发电技术相结合，在聚光器中布置光伏电池板以及风力发电机，实现了太阳能、风能的有机结合，既提高了光伏发电效率，又解决单一利用太阳能无法在夜间工作的问题，实现昼夜供电的连续性，并解决了其散射问题。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种光漏斗聚光光伏发电及风力发电复合装置：由光漏斗聚光器、光伏电池板、电池板散热器、风力发电机、直流控制器、蓄电池和太阳光自动跟踪器组成，其连接关系为：光漏斗聚光器的边缘装有太阳光自动跟踪器，用于自动跟踪太阳并控制光漏斗始终指向太阳；风力发电机置于光漏斗聚光器后端的圆柱面之中；风力发电机叶片旋转轴与光漏斗聚光器的对称轴在同一条直线上；光伏电池板的中心被置于光漏斗聚光器的焦点附近，电池板散热器贴在光伏电池板背面；光伏电池板通过直流控制器与蓄电池相连。

本发明所述光漏斗聚光光伏发电及风力发电复合装置，其工作方式是：太阳光自动跟踪器控制支座旋转轴旋转光漏斗聚光器跟踪太阳，平行于光漏斗聚光器对称轴的入射光线经光漏斗聚光器内壁反射并经过聚焦照射到光伏电池板表面上，实现将太阳能转化为电能，产生的电能通过直流控制器变换后供给蓄电池组储存；风力发电机为辅助发电装置，光漏斗聚光器中通过的气流驱动风力发电机叶片旋转，从而使风能转化为电能，产生的电能通过直流控制器变换后供给蓄电池储存。

本发明所述光漏斗聚光光伏发电及风力发电复合装置中的光漏斗聚光器可以由旋转抛物面和圆柱面两部分组成，也可以由组合曲面和圆柱面组成。

光漏斗聚光器上还装有支撑杆和支座，可由太阳光自动跟踪器驱动，用于控制光漏斗聚光器指向太阳。

将支座旋转轴与支撑杆控制光漏斗聚光器对称轴处于水平状态，可提高风力发电机的发电量。

光伏电池板还可以贴于光漏斗聚光器圆柱面的内壁上端，此时，太阳光自动跟踪器控制支座旋转轴旋转跟踪太阳。入射光线沿光漏斗聚光器对称轴方向入射，在聚光半径内的太阳光，大部分将入射到光漏斗聚光器内壁上端的光伏电池板上，实现将太阳能转化为电能，风力发电机工作方法不变。

另外，由于光伏电池板与电池板散热器组合成一体固定安装在光漏斗聚光器内，因此，在日间光伏电池板可以抵抗大风干扰。

本发明的有益效果是，可以将低能流密度的太阳光束会聚，并使阳光始终垂直照射光伏电池板表面，提高了聚光倍数，从而提高光伏电池板效率，使实际输出电量增加，同时对跟踪精度的要求也不高。风力发电机安装在光漏斗聚光器的后部，只要有一级以上的风就可驱动风力发电机正常发电。即使在夜间或是太阳光不足的情况下，依然可以通过风力发电机发电，实现了昼夜供电的连续性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1-本发明装置的原理图；

其中：1-光漏斗聚光器；2-光伏电池板；3-电池板散热器；4-风力发电机；5-入射光线；6-光漏斗对称轴；7-聚光半径；8-焦点；

图2-本发明装置光漏斗聚光器的聚光原理图；

其中：9-旋转抛物面；10-圆柱面；

图3-本发明装置日间由光伏电池板发电的实施例图；

其中：11-直流控制器；12-蓄电池；13-太阳光自动跟踪器；14-聚光器支撑杆；15-支座旋转轴；

图4-本发明装置夜间由风力发电机发电的实施例图；其中：16-风；