[发明专利]太阳能-风能联用系统及其应用

权利要求书

1.太阳能-风能联用系统，其特征在于：依托楼宇或塔形结构建造一种倒“U”型密闭风道，形成向阳的上升风管3和背阳的下降风管5，它们的顶部设有气流处理室4，成为水平通道。在上升风管3下部设有防雨的进风口1，在下降风管下端设有风力发电机6。利用太阳幅射热加热上升风管3内空气形成上升热气流，通过其底部进风口1把周围污浊空气吸入，上升至气流处理室4受到冷水喷淋而使气温骤降气体密度大增，经气水分离器11后进入下降风管5而快速下沉，由二根风道内气体密度差形成的高速气流驱动下降风管5末端的风力发电机6。

在风力发电机6排风口一定距离处设有挡风墙7，其主要作用为挡风，防止迎面风影响风力发电机6正常运行。

在气流处理室的水箱9内安装有水-水换热器10，它将受到热气流加热的喷淋水冷却，保证喷淋水温恒定，达到持续冷却气流的作用。此外，换热器10输出温水至再加热设施向用户供应热水。

本发明用于对烟囱排烟的净化和发电，有可能使一些大城市周边须化巨资迁址和关仃的工厂得以仃迁和存在，产生很好的经济效益。使许多工厂的烟囱成为无排烟烟囱。

利用高架路上部空间资源建造本系统。能在不占用城市宝贵的土地资源前提下，取得净化城市空气、弱化城市“热岛效应”、供电、或供热多重效果。

2.根据权利要求1，本发明提出了新的太阳能-风力发电模式。它由向阳面的上升风管3、背阳面的下降风管5、在这二根风管顶部水平设置的气流处理器4组成的气流通道。在此通道由太阳能加热上升气流，由喷淋水快速冷却而形成较低温下降气流，由于二风管内气流较大密度差而形成的高速气流，驱动下降风管5下端的风力发电机6。这一机制可建造低投入的独立的小、中型发电站。开创了太阳能-风能联合发电的新模式。

3.根据权利要求1，本发明提出了廉价的太阳能中央热水系统。它的流程是：太阳幅射热加热上升风管3形成热气流、热气流加热了喷淋水，使冷却喷淋水的冷却器输出大量温水，将温水再加热便可向整个楼宇供应热。显然，再加热的能耗将十分小。甚至，炎热季节可不必“再加热”直接供应用户。

4.根据权利要求1，在上升风管13的下面部位加装平板空气加热器2等高效太阳能加热装置，使管内气流的温度更高，密度更低。大大提高系统吸尘和发电功效。

5.根据权利要求1，在风力发电机3排风口一定距离处建造挡风墙7，防止迎面风干扰风力发电机6正常运行。从排风口出来的气流是较洁净的，其中一部分经活性碳层吸附处理后可作为高质量新风输入楼宇内。

6.根据权利要求1，为消除工厂烟气对大气的污染，本案在烟囱外围建造同轴线的园筒形塔体。在烟囱外壁和园筒形塔体内壁形成环形的气流下降风管22，而烟囱取代了接受太阳能幅射热的上升风管。在它们的顶端建造环形的烟气处理室23，对由烟囱内排出的热态烟气流进行水喷淋净化和降温。由于气流密度差很大，净化后的气流可驱动设置在下降风管22底部的风力发电机24。在其出口一定距离处设置挡风墙25。由于烟气中大部分有害颗粒物为喷淋水所纳污，因而应加强对喷淋水排污和处理。

对于较高的烟囱采用本方案时，有可能产生较强的拔风能力，这会影响原系统的正常工作。为能自动将系统调节到正常工况，在排烟进入烟囱前的通道上开有风量调节风口21。当拔风能力较强而影响正常工况时，可从调节风口引入外部空气，降低上升烟气温度、增加气流密度和流体阻力来抵消影响，使工况恢复正常。与变频鼓风机进行匹配程控调节，将取得最佳的节能效果。

7.根据权利要求1，当本系统适当架空在高架路上部空间，将取得最佳的除尘降温效果。因为高架路二侧是条受汽车尾气污染严重的地带，是尾气排热和路面吸收太阳热幅射最集中的空间，对城市空气污染和“热岛效应”影响最大的地方。为强化太阳能对上升气流的加热，使二股气流的密度差较大。因而将上升风道32以一定斜角安装，以增加向阳面积，在其下部装有气流加热器。在顶部安装冷却能力较强的空气处理室31。喷淋水可用二次水或雨水甚至自来水。对喷淋水可采用风冷系统降温。