[发明专利]一种塔式环绕分布风光互补发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电装置，具体涉及一种塔式环绕分布风光互补发电装置，属于风力发电装备技术领域。

背景技术

目前发电方式主要以火力发电和水利发电为主体，然而，水力资源是有限的，火力发电是以煤碳为原料，对环境造成一定的污染，煤也是不可再生能源，地下储量有限，应当加以保护。风能和太阳能是取之不尽的廉价洁净能源，应大力开发积极推广应用。

当今世界上利用风能的设备主要有水平轴和垂直轴风力机两种发电装置。无论那一种形式，在向大型风力发电设备发展时都遇到制造、运输、安装和维护等许多难题。解决的办法之一是设计多层组合结构，常见的塔式多层结构风力发电装置有两种结构形式，一种是中心轴多层组合，另一种是边缘独立风轮结构。前者的型式较多，主要特征是一根主轴在中间，不同层的风轮均与其连接，经文献检索，专利号为200810237303.X的中国发明专利，公开了一种塔式风力发电机组，采用一根主轴在中间，多层叶片环绕四周布置的塔架结构，存在的问题是高低空有风速差，各层风轮转速不一致，存在相互干涉，不能充分利用风能。后者型式较少，主要特征是，边缘设计独立风轮结构的塔式风力机，如公开号为102072087A的中国发明申请提出了一种多层多柱水平轴和垂直轴风力机组合装置。采用两根到多根直柱和横柱框架结构，类似书架的展柜，在框架中部未设置内部攀爬空间和楼梯，在塔顶部设置的风力机仍存在安装不便等问题，从原理上讲，这种多柱结构的安装布置方式，未计及空气动力学原理和水平轴风力机的对风问题，不宜选用水平轴风力机，也不宜选用水平轴和垂直轴混合组合风力机，既使选用垂直轴风力机也要考虑气流的通透性。此外，公开号为102953935A的中国发明申请公开了一种聚风塔式风力发电机系统，该系统利用一个升降装置，将几台水平轴风力机置于圆周的聚风装置中，另外需要对风调节，结构十分复杂，较难实施。

发明内容

本发明为解决现有中心轴多层组合式风力发电装置由于高低空有风速差，各层风轮转速不一致，存在相互干涉，不能充分利用风能，以及边缘独立风轮式风力发电装置存在气流通透性差、结构复杂和使用安装不方便的问题，进而提供一种塔式环绕分布风光互补发电装置。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：一种塔式环绕分布风光互补发电装置包括塔身、中空塔柱、支架平台、攀爬装置、瞭望塔层、多个太阳能电池板、多台垂直轴风力发电机组和多层阳台；

所述塔身为正棱台中空塔式结构，塔身的棱数n为偶数，且n≥6，塔身上沿其周向设置有多层阳台，每相邻两层阳台之间的每个塔面上加工有一个窗口，每相对的塔面上的两个窗口正对设置，每个窗口相对应的台面上安装有至少一台垂直轴风力发电机组，窗口的面积为塔部垂直轴风力发电机组的风轮扫风面积的一至三倍；

位于最上层的阳台的上端面上布置有瞭望塔层，瞭望塔层的上部安装有固定平台，固定平台上安装有一台垂直轴风力发电机组；位于最下层的阳台的下部沿塔身的周向安装有支架平台，支架平台上沿其周向铺装有多个太阳能电池板；

塔身安装在中空塔柱上，中空塔柱内安装有攀爬装置，攀爬装置的顶部延伸至瞭望塔层，中空塔柱的侧壁上沿其周向加工有多个通道。

本发明的有益效果是：从原理上，将每层阳台上安装垂直轴风力发电机组对应的塔身开设窗口，窗口设计为对称通透结构，使空气流动顺畅，起到通风对流导向作用，可有效利用风能；从结构上，塔身为正棱台中空塔式结构，具有结构稳固，不用拉锁加固，占地面积小，成本低，使用寿命长，可靠性高的特点，成本降低了15％-20％，使用寿面延长了2-3倍，在塔柱上设计有适当尺寸的的通道，以便进入塔的内部，方便维修；从功能上，降低了单一大风力机的制造难度，改善了风力机的安装维护困难，采用风光互补增强了发电效果，风力发电装置将风能转化为电能，太阳能电池板将光能转化为电能，两者的电能可输送到供电系统的控制器，储存到蓄电池中，供给直流负载，或者经过逆变器供给交流负载。实现了分散发电，统一储存，单独输出，离网供电模式，能量利用率提高了55％以上；设置了瞭望塔层，有一定的观赏远处风景的作用；从使用上，在塔身内部设计攀爬装置，使垂直轴风力发电机组安装便利，维修容易。本发明可以降低风力发电机风轮的制造难度，便于运输、安装和维护。

附图说明