專利名稱：垂直軸光能風(fēng)能互補照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能源裝置領(lǐng)域，尤其是風(fēng)能與光能相結(jié)合的能源裝置。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟的快速增長，能源需求大幅增加，能源供需矛盾十分突出，嚴重影響 了經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高。煤炭、石油、天然氣等常用能源，經(jīng)長期過量開采，儲 量快速減少，而且大 量使用后給環(huán)境造成了嚴重的污染，進而嚴重威脅到人類自身的生存。 因此尋找新的清潔的能源是當務(wù)之急。風(fēng)能和光能都是廣泛存在于大自然的取之不盡用之不竭的清潔能源，是煤炭、石 油、天然氣等的理想替代能源。由于城市建設(shè)的高速發(fā)展和市政路燈的快速增加，加上城市路燈電網(wǎng)技術(shù)改造的 相對落后，造成了照明供電線路的電壓波動，有些超過額定電壓的15%以上，大大超過了國 家標準，特別是在后半夜，由于用電負荷減少，電網(wǎng)電壓升高，甚至能接近237V-245V，對路 燈泡造成損害，使大部分路燈的平均使用壽命從五年降到一年，維護費用居高不下，造成了 大量經(jīng)濟損失。目前，在世界的有些地區(qū)嘗試用太陽能或風(fēng)能作為路燈的能源，替代礦物能源，收 到了積極的效果。但是風(fēng)能和太陽能缺乏持久穩(wěn)定性，有時有風(fēng)無太陽，有時有太陽無風(fēng)， 影響了電能的穩(wěn)定供應(yīng)。為此，采用了風(fēng)能和太陽能結(jié)合起來，互相補充，給路燈提供穩(wěn)定 的電能。其中風(fēng)力發(fā)電機采用常用的水平軸風(fēng)力發(fā)電機，在發(fā)電機水平主軸上裝有垂直旋 轉(zhuǎn)的槳葉，槳葉體積大，啟動風(fēng)速要求高，一般風(fēng)速> 10米/秒才能啟動，而且安裝不方便， 遇暴風(fēng)雨很易傾倒，為了保證槳葉始終處于最大受風(fēng)面，需要裝迎風(fēng)裝置，既增加了建設(shè)難 度，又增加了成本，有必要研制更加先進的風(fēng)力發(fā)電機，改進光能風(fēng)能互補的能源裝置，為 路燈照明提供更理想的電源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為提供一種電能供應(yīng)穩(wěn)定、啟動風(fēng)速低，風(fēng)能利用率高，安裝方便， 使用安全的垂直軸光能風(fēng)能互補照明裝置。實現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術(shù)方案如下垂直軸光能風(fēng)能互補照明裝置為在垂直的燈柱上段分別裝有多個螺旋形槳葉組 合體，多塊太陽能電池板和照明燈，在燈柱內(nèi)部裝有垂直風(fēng)力發(fā)電機，每個螺旋形槳葉組合 體垂直接入風(fēng)力發(fā)電機的主軸，在燈柱內(nèi)部還裝有蓄電池和控制裝置，太陽能電池板、風(fēng)力 發(fā)電機、蓄電池、控制裝置和照明燈之間具有電連接。螺旋形槳葉組合體的端部為罩座，在罩座上均勻地垂直固定有多片螺旋形槳葉， 槳葉表面為平面或向中心彎曲的弧面，槳葉的高度(H)與槳葉的寬度⑶的比值為1-10，螺 旋形槳葉的頂端線與底端線分別處于上下兩個平行平面中，頂端線與底端線形成的空間夾 角為60° -180°，螺旋形槳葉組合體通過罩座垂直接入風(fēng)力發(fā)電機主軸。
螺旋形槳葉組合體可以是半截結(jié)構(gòu)，螺旋形槳葉的底端固定在下罩座上，下罩座裝在燈柱頂端，與風(fēng)力發(fā)電機主軸的上端連接。螺旋形槳葉的高度為0.5-2.0米。每個螺旋形槳葉組合體中均勻固定有2-5個螺旋形槳葉。由上述技術(shù)方案制成的風(fēng)能光能互補照明裝置，適合于我國廣大地區(qū)使用，我國 廣大地區(qū)，特別是沿海地區(qū)，冬、春季多風(fēng)，日照時間短，夏、秋季少風(fēng)、日照時間長，給風(fēng)能 光能互補提供了可能性。在城市內(nèi)，高樓林立，在一定程度上減少了陽光的照射，但其樓前 的渦流和繞大樓兩側(cè)的角流區(qū)提高了空氣流動速度，增大了風(fēng)速，所以不管在廣場、車站， 還是在樓群之間都存在足夠的風(fēng)能可以利用。在風(fēng)速恒定時，風(fēng)對槳葉的推力大小與受風(fēng)面積成正比，當風(fēng)向與槳葉面垂直時 受風(fēng)最大，當風(fēng)向與槳葉面平行時無受風(fēng)面積，限制了風(fēng)能利用，螺旋槳葉不受風(fēng)向的影 響，各向都有受風(fēng)面，螺旋形槳葉增大了槳葉的迎風(fēng)面積，使垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)能利用效 率達到90%以上，顯著地提高了現(xiàn)有技術(shù)的風(fēng)能利用效率。槳葉扭轉(zhuǎn)程度用底端線與頂端線形成的空間夾角表示，優(yōu)選的空間夾角為90°。 風(fēng)速恒定時，推力大小和受風(fēng)面積成正比，在同樣的推力下，槳葉的高度與寬度的比值影響 了槳葉轉(zhuǎn)速，進而影響發(fā)電效率。H和D的優(yōu)選比值為4。本發(fā)明的有益效果1、因為光能與風(fēng)能互補，使電能供應(yīng)穩(wěn)定，電壓波動大大減小，延長了燈泡的使用 壽命和減少了照明裝置的維護費用。2、因為各螺旋槳葉均勻分布在罩座上，受風(fēng)面積分布均勻，無論風(fēng)向如何變化都 能推動槳葉旋轉(zhuǎn)，大大提高了風(fēng)能的利用效率。3、啟動風(fēng)速低，風(fēng)速達到2米/秒時就能推動槳葉，擴大了使用風(fēng)力發(fā)電機的地域。4、體積小，安裝方便，使用安全。5、噪聲小，適宜在人群密集的地方使用。6、外形美觀，可作為城市建筑景觀。


圖1為本發(fā)明垂直軸光能風(fēng)能互補照明裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為螺旋形槳葉形狀示意圖；圖3為本發(fā)明垂直軸光能風(fēng)能互補照明裝置電路連接示意中的各序號的名稱為1-蓮花形槳葉組合體；2-下罩座；3-太陽能電池板；4-螺旋形槳葉組合件；5-上 罩座；6-下罩座；7-LED照明燈；8-燈桿；9-燈桿座。
具體實施例方式現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步說明。圖1顯示了本發(fā)明的一個實施例。在燈桿8的上端裝有半截螺旋槳葉制成的蓮花 形槳葉組合體1，高為55cm，蓮花形槳葉組合體通過下罩座2與燈桿8連接，在燈桿8的上部垂直接入螺旋形槳葉組合體4，該組合體裝有上、下兩端分別固定螺旋形槳葉的上罩座5和 下罩座6，該組合體高度為145cm，上下罩座直徑為60cm，在組合體上方兩側(cè)分別裝有一個 太陽能電池板3，太陽能電池板面積為50 X 60cm,在組合體下面兩側(cè)分別裝有一個LED照明 燈7，LED照明燈的直徑為45cm，燈桿8下端連接有燈桿底座9，燈桿底座底邊直徑為70cm， 燈桿直徑為30cm，該照明裝置的總體高度為6. 5米，LED燈離地面高度為3. 5米。螺旋形槳 葉高度(H)和寬度⑶的比值為4，螺旋形槳葉底端線與頂端線形成的空間夾角為180°， 風(fēng)機功率為300W，太陽能電池板功率為200W，輸出直流電，24V，能保證路燈24小時內(nèi)連續(xù) 照明
權(quán)利要求
垂直軸光能風(fēng)能互補照明裝置，其特征為在垂直的燈柱上段分別安裝有多個螺旋形槳葉組合體，多塊太陽能電池板和照明燈，每個螺旋形槳葉組合體垂直接入風(fēng)力發(fā)電機的主軸，在燈柱內(nèi)部還裝有蓄電池和控制裝置，太陽能電池板、風(fēng)力發(fā)電機、蓄電池、控制裝置和照明燈之間具有電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直軸光能風(fēng)能互補照明裝置，其特征為螺旋形槳葉組合體 的端部為罩座，在罩座上均勻地垂直固定有多片螺旋形槳葉，槳葉表面為平面或向中心彎 曲的弧面，槳葉的高度(H)與槳葉的寬度(D)的比值為1-10，螺旋形槳葉的頂端線與底端線 分別處于上下兩個平行平面中，頂端線與底端線形成的空間夾角為60° -180°，螺旋形槳 葉組合體通過罩座垂直接入風(fēng)力發(fā)電機主軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的垂直軸光能風(fēng)能互補照明裝置，其特征為螺旋形槳葉組 合體為半截結(jié)構(gòu)，形成螺旋形或蓮花形，其槳葉的底端固定在下罩座上，下罩座裝在燈柱頂 端，與風(fēng)力發(fā)電機主軸的上端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的垂直軸光能風(fēng)能互補照明裝置，其特征為螺旋形槳葉的高度 為 0. 5-2. 0 米。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的垂直軸光能風(fēng)能互補照明裝置，其特征為螺旋形或蓮花型槳 葉的高度為0. 5-2. 0米。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的垂直軸光能風(fēng)能互補照明裝置，其特征為每個螺旋形槳葉組 合體中均勻固定有2-5個螺旋形槳葉。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的垂直軸光能風(fēng)能互補照明裝置，其特征為每個螺旋形槳葉組 合體中均勻固定有2-5個螺旋形槳葉。
全文摘要
本發(fā)明為垂直軸光能風(fēng)能互補照明裝置，涉及能源裝置領(lǐng)域，目前使用的風(fēng)能或光能的照明裝置，采用能源種類單一，電能供應(yīng)缺乏穩(wěn)定性，啟動風(fēng)速高，風(fēng)能利用效率不高，且槳葉體積大，安裝不方便，本發(fā)明為克服上述問題采用在垂直的燈柱上段分別裝有多個螺旋形槳葉組合體，多塊太陽能電池板和照明燈，燈柱內(nèi)部裝有垂直風(fēng)力發(fā)電機，每個螺旋槳葉組合體垂直接入風(fēng)力發(fā)電機的主軸，在燈柱內(nèi)部還裝有蓄電池和控制裝置，太陽能電池板、風(fēng)力發(fā)電機、蓄電池、控制裝置和照明燈之間具有電連接，本發(fā)明具有電能供應(yīng)穩(wěn)定，風(fēng)能利用率高，啟動風(fēng)速低，適用地域廣，體積小，安裝方便，使用安全，噪聲小，外形美觀的有益效果。
文檔編號F03D9/00GK101943361SQ20091014876
公開日2011年1月12日 申請日期2009年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月3日
發(fā)明者孫元明, 李妍, 顧軍 申請人:無錫愛尼達新能源科技有限公司