本實(shí)用涉及一種發(fā)電設(shè)備，特別涉及到一種太陽(yáng)能加熱風(fēng)力發(fā)電循環(huán)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前可再生新能源發(fā)電發(fā)展迅速，在偏遠(yuǎn)地區(qū)開(kāi)始逐漸采用可再生新能源發(fā)電尤其是太陽(yáng)能發(fā)電作為主要發(fā)電手段，但是，目前包括太陽(yáng)能發(fā)電在內(nèi)的可再生新能源發(fā)電目前最大的問(wèn)題是發(fā)電不穩(wěn)定、可調(diào)度性低，使得可再生新能源發(fā)電接入電網(wǎng)后，會(huì)影響電網(wǎng)穩(wěn)定性，甚至?xí)岆娋W(wǎng)系統(tǒng)崩潰，這一問(wèn)題影響了可再生新能源發(fā)電的可用性。

實(shí)用內(nèi)容

本實(shí)用為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提出一種太陽(yáng)能加熱風(fēng)力發(fā)電循環(huán)系統(tǒng)及其控制方法，通過(guò)在太陽(yáng)光照充足且發(fā)電量大的情況下，將部分電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，在太陽(yáng)光照不足的情況下，將轉(zhuǎn)化的能量用于發(fā)電，讓系統(tǒng)繼續(xù)發(fā)電，不會(huì)讓電壓突然發(fā)生變化，避免電壓突然變化對(duì)電網(wǎng)造成傷害，保證了供電的穩(wěn)定性，確保了用電單位尤其是偏遠(yuǎn)地區(qū)的用電單位對(duì)電能的需求，提高了可再生新能源發(fā)電的可用性。

本實(shí)用的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本實(shí)用提出一種太陽(yáng)能加熱風(fēng)力發(fā)電循環(huán)系統(tǒng)及其控制方法，包括：太陽(yáng)能聚能裝置、熱風(fēng)塔裝置、發(fā)電機(jī)組和蓄能裝置，所述熱風(fēng)塔裝置包括煙囪和通風(fēng)管道，所述煙囪外圍設(shè)置有所述太陽(yáng)能聚能裝置，所述通風(fēng)管道設(shè)于所述煙囪的進(jìn)氣口；所述發(fā)電機(jī)組包括設(shè)于通風(fēng)管道中的發(fā)電機(jī)組一和設(shè)于煙囪的出風(fēng)口的發(fā)電機(jī)組二；所述蓄能裝置包括空氣壓縮裝置和連接所述空氣壓縮裝置的壓縮空氣蓄能庫(kù)，所述空氣壓縮裝置與所述發(fā)電機(jī)組電連接，所述壓縮空氣蓄能庫(kù)的排氣端連接所述通風(fēng)管道。

優(yōu)選地，所述空氣壓縮裝置、所述壓縮空氣蓄能庫(kù)分別連接一用于控制空氣壓縮裝置和壓縮空氣蓄能庫(kù)開(kāi)關(guān)的處理器，所述處理器電連接有光照探測(cè)器，處理器控制空氣壓縮裝置的開(kāi)關(guān)以及壓縮空氣蓄能庫(kù)的排氣端、進(jìn)氣口的開(kāi)關(guān)，所述光照探測(cè)器設(shè)于外部空曠處，處理器依據(jù)光照探測(cè)器的探測(cè)值，判斷當(dāng)前的光照強(qiáng)度。

優(yōu)選地，所述煙囪由呈喇叭形縮小的收縮段、喉道段和一呈喇叭形擴(kuò)大的擴(kuò)散段組成。白天，太陽(yáng)光經(jīng)由太陽(yáng)能聚光鏡片組聚集，這些光線給煙囪加熱，煙囪內(nèi)空氣在熱能作用下變成熱空氣；煙囪內(nèi)的熱空氣與外部常溫空氣之間形成溫差，熱空氣進(jìn)行上升運(yùn)動(dòng)，煙囪內(nèi)的熱空氣上升后，需要進(jìn)行補(bǔ)充，通風(fēng)管道內(nèi)的常溫空氣被吸入煙囪中，常溫空氣被煙囪加熱、上升，形成循環(huán)；而被加熱的空氣在上升過(guò)程中產(chǎn)生文丘里效應(yīng)，該效應(yīng)表現(xiàn)在氣流在通過(guò)呈喇叭形縮小的收縮段和喉道時(shí)出現(xiàn)流速增大的現(xiàn)象，即加熱空氣在煙囪的進(jìn)氣口附近會(huì)產(chǎn)生低壓，從而產(chǎn)生吸附作用，把通風(fēng)管道內(nèi)的常溫空氣快速吸入煙囪，使得煙囪內(nèi)與通風(fēng)管道中的空氣運(yùn)動(dòng)加快，通風(fēng)管道中的發(fā)電機(jī)組更快旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電功能。

優(yōu)選地，所述煙囪外部設(shè)有吸熱保溫層，使太陽(yáng)能聚能加熱效果保持更久。

優(yōu)選地，所述太陽(yáng)能聚能裝置為太陽(yáng)能聚光鏡片組，太陽(yáng)能聚光鏡片組即可以吸收太陽(yáng)能的直射光也可以吸收散射光線，因此，本太陽(yáng)能加熱風(fēng)力發(fā)電循環(huán)系統(tǒng)可以在陰天使用。

優(yōu)選地，所述電機(jī)組一為一個(gè)或若干個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，通過(guò)通風(fēng)管道中的空氣流動(dòng)向外發(fā)電，其中，部分電能輸出至空氣壓縮裝置，將部分電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

優(yōu)選地，所述發(fā)電機(jī)組二為汽輪發(fā)電機(jī)，通過(guò)煙囪中逸出的加熱空氣進(jìn)行發(fā)電。

優(yōu)選地，所述壓縮空氣蓄能庫(kù)的排氣端設(shè)于所述通風(fēng)管道中靠近煙囪的進(jìn)氣口附近的位置，保證煙囪中的空氣繼續(xù)產(chǎn)生文丘里效應(yīng)，以實(shí)現(xiàn)發(fā)電效率的最大化。

優(yōu)選地，所述壓縮空氣蓄能庫(kù)的排氣端設(shè)于所述發(fā)電機(jī)組一的下方。

上述太陽(yáng)能加熱風(fēng)力發(fā)電循環(huán)系統(tǒng)的控制方法，當(dāng)所述光照探測(cè)器探得外部光照強(qiáng)度由強(qiáng)轉(zhuǎn)弱且低于預(yù)設(shè)的臨界值時(shí)，所述處理器關(guān)閉所述空氣壓縮裝置，處理器關(guān)閉所述壓縮空氣蓄能庫(kù)的進(jìn)氣口，處理器打開(kāi)壓縮空氣蓄能庫(kù)的排氣端，所述壓縮空氣蓄能庫(kù)往通風(fēng)管道排氣，通過(guò)壓縮空氣蓄能庫(kù)的排氣，所述通風(fēng)管道內(nèi)空氣保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，使所述發(fā)電機(jī)組繼續(xù)發(fā)電；當(dāng)所述光照探測(cè)器探得外部光照強(qiáng)度由弱轉(zhuǎn)強(qiáng)且高于預(yù)設(shè)的臨界值時(shí)，所述處理器關(guān)閉所述壓縮空氣蓄能庫(kù)的排氣端，處理器開(kāi)啟所述空氣壓縮裝置，處理器開(kāi)啟所述壓縮空氣蓄能庫(kù)的進(jìn)氣口，通過(guò)聚集的太陽(yáng)能熱量帶動(dòng)所述通風(fēng)管道內(nèi)的空氣運(yùn)動(dòng)，使所述發(fā)電機(jī)組向外發(fā)電，部分電量電能輸出至空氣壓縮裝置，在向外發(fā)電的同時(shí)通過(guò)空氣壓縮裝置將部分電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；其中，由于地理位置與光線條件不同，太陽(yáng)落山時(shí)，太陽(yáng)光的輻射強(qiáng)度范圍為320W/m²～380W/m²，故所述預(yù)設(shè)的臨界值可設(shè)為320W/m²～380W/m²。

本實(shí)用具有如下有益效果：

本實(shí)用提出一種太陽(yáng)能加熱風(fēng)力發(fā)電循環(huán)系統(tǒng)，通過(guò)在太陽(yáng)光照充足且發(fā)電量大的情況下，在向外發(fā)電的同時(shí)將部分電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，在太陽(yáng)光照不足的情況下，將轉(zhuǎn)化的能量用于發(fā)電，讓系統(tǒng)繼續(xù)發(fā)電，不會(huì)讓電壓突然發(fā)生變化，避免電壓突然變化對(duì)電網(wǎng)造成傷害，保證了供電的穩(wěn)定性，確保了用電單位尤其是偏遠(yuǎn)地區(qū)的用電單位對(duì)電能的需求，提高了可再生新能源發(fā)電的可用性。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用的優(yōu)選實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用實(shí)施例1的示意圖；

圖2為本實(shí)用實(shí)施例2的示意圖；

圖3為本實(shí)用實(shí)施例3的示意圖；

圖4為本實(shí)用實(shí)施例4的示意圖；

圖中，1為太陽(yáng)能聚光鏡片組，2為煙囪，201為收縮段，202為喉道段，203為擴(kuò)散段，204為吸熱保溫層，3為通風(fēng)管道，4為風(fēng)力發(fā)電機(jī)，5為空氣壓縮裝置，6為壓縮空氣蓄能庫(kù)，601為壓縮空氣蓄能庫(kù)的排氣端，7為處理器，8為光照探測(cè)器。

具體實(shí)施方式

為了更好理解本實(shí)用技術(shù)內(nèi)容，下面提供一具體實(shí)施例，并結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用做進(jìn)一步的說(shuō)明。

實(shí)施例1

參見(jiàn)圖1，本實(shí)用提出一種太陽(yáng)能加熱風(fēng)力發(fā)電循環(huán)系統(tǒng)，包括太陽(yáng)能聚能裝置、熱風(fēng)塔裝置、發(fā)電機(jī)組和蓄能裝置，所述熱風(fēng)塔裝置包括煙囪2和通風(fēng)管道3，所述煙囪2外圍設(shè)置有所述太陽(yáng)能聚能裝置，所述通風(fēng)管道3設(shè)于所述煙囪2的進(jìn)氣口；所述發(fā)電機(jī)組包括設(shè)于通風(fēng)管道3中的發(fā)電機(jī)組一和設(shè)于煙囪2的出風(fēng)口的發(fā)電機(jī)組二；所述蓄能裝置包括空氣壓縮裝置5和連接所述空氣壓縮裝置的壓縮空氣蓄能庫(kù)6，所述空氣壓縮裝置5與所述發(fā)電機(jī)組電連接，所述壓縮空氣蓄能庫(kù)6的排氣端601連接所述煙囪2的進(jìn)氣口；

煙囪2由呈喇叭形縮小的收縮段201、喉道段202和一呈喇叭形擴(kuò)大的擴(kuò)散段203組成，以保證煙囪2內(nèi)的空氣可以產(chǎn)生文丘里效應(yīng)。

太陽(yáng)能聚能裝置為太陽(yáng)能聚光鏡片組1，太陽(yáng)能聚光鏡片組1既可以吸收太陽(yáng)能的直射光也可以吸收散射光線，因此，本太陽(yáng)能加熱風(fēng)力發(fā)電循環(huán)系統(tǒng)可以在陰天使用。

發(fā)電機(jī)組一為三個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)4，通過(guò)通風(fēng)管道3中的空氣流動(dòng)進(jìn)行發(fā)電。

發(fā)電機(jī)組二為汽輪發(fā)電機(jī)9，通過(guò)煙囪2中的排出的熱空氣進(jìn)行發(fā)電。

所述壓縮空氣蓄能庫(kù)6的排氣端601設(shè)于所述通風(fēng)管道3中靠近煙囪2的進(jìn)氣口附近的位置，保證煙囪2中繼續(xù)產(chǎn)生文丘里效應(yīng)，以實(shí)現(xiàn)發(fā)電效率的最大化。

工作原理為：

太陽(yáng)光經(jīng)由太陽(yáng)能聚光鏡片組1聚集，這些光線給煙囪2加熱，煙囪2內(nèi)空氣在熱能作用下變成熱空氣；煙囪2內(nèi)的熱空氣與外部常溫空氣之間形成溫差，熱空氣進(jìn)行上升運(yùn)動(dòng)，煙囪2內(nèi)的熱空氣上升后，需要進(jìn)行補(bǔ)充，通風(fēng)管道3內(nèi)的常溫空氣被吸入煙囪2中，常溫空氣被煙囪2加熱、上升，形成循環(huán)；而被加熱的空氣在上升過(guò)程中產(chǎn)生文丘里效應(yīng)，該效應(yīng)表現(xiàn)在氣流在通過(guò)呈喇叭形縮小的收縮段201和喉口段202時(shí)出現(xiàn)流速增大的現(xiàn)象，即加熱空氣在煙囪2的進(jìn)氣口附近會(huì)產(chǎn)生低壓，從而產(chǎn)生吸附作用，把通風(fēng)管道3內(nèi)的常溫空氣快速吸入煙囪2，使得煙囪2內(nèi)與通風(fēng)管道3中的空氣運(yùn)動(dòng)加快，通風(fēng)管道3中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)4更快旋轉(zhuǎn)，煙囪2內(nèi)的熱空氣上升后，到達(dá)汽輪發(fā)電機(jī)9，汽輪發(fā)電機(jī)9開(kāi)始發(fā)電，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的向外發(fā)電功能；

發(fā)電機(jī)組發(fā)電時(shí)，部分電力傳輸至空氣壓縮裝置5；

壓縮空氣蓄能庫(kù)6的排氣端601處于關(guān)閉狀態(tài)；

空氣壓縮裝置5將空氣壓縮至壓縮空氣蓄能庫(kù)6，將發(fā)電機(jī)組部分的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，實(shí)現(xiàn)在向外發(fā)電的同時(shí)進(jìn)行電能的儲(chǔ)存。

但是，當(dāng)夜間沒(méi)有太陽(yáng)光照射時(shí)，雖然煙囪2存儲(chǔ)了一部分熱能，在晚上煙囪2將這些熱能釋放，也可以加熱煙囪2內(nèi)空氣的溫度，但這些熱能不足以讓煙囪2內(nèi)的空氣維持光照條件下煙囪2的溫度，會(huì)導(dǎo)致煙囪2內(nèi)空氣上升速度放緩，通風(fēng)管道3中的空氣流動(dòng)速度減慢，發(fā)電機(jī)組發(fā)電量降低。

此時(shí)，關(guān)閉壓縮空氣蓄能庫(kù)6的進(jìn)氣口，打開(kāi)壓縮空氣蓄能庫(kù)6的排氣端601，所述壓縮空氣蓄能庫(kù)6往煙囪2的進(jìn)氣口排氣，通過(guò)壓縮空氣蓄能庫(kù)6的排氣，所述煙囪2和通風(fēng)管道3內(nèi)空氣保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，煙囪2中繼續(xù)產(chǎn)生文丘里效應(yīng)，使發(fā)電機(jī)組繼續(xù)發(fā)電，保持電壓穩(wěn)定，避免電壓突然變化對(duì)電網(wǎng)造成傷害。

實(shí)施例2

參見(jiàn)圖2，本實(shí)施例與實(shí)施例1不同在于，所述空氣壓縮裝置5、壓縮空氣蓄能庫(kù)6分別連接一用于控制空氣壓縮裝置5和壓縮空氣蓄能庫(kù)6開(kāi)關(guān)的處理器7，處理器7電連接有光照探測(cè)器8，處理器8控制空氣壓縮裝置5的開(kāi)關(guān)以及壓縮空氣蓄能庫(kù)6的排氣端601、進(jìn)氣口的開(kāi)關(guān)，所述光照探測(cè)器8設(shè)于外部空曠處，處理器7依據(jù)光照探測(cè)器8的探測(cè)值或者依據(jù)處理器7內(nèi)部的定時(shí)器，控制空氣壓縮裝置5的開(kāi)關(guān)以及壓縮空氣蓄能庫(kù)6的排氣端601、進(jìn)氣口的開(kāi)關(guān)。

工作原理為：

在本實(shí)施例中，由于地理位置與光線條件不同，設(shè)太陽(yáng)升起時(shí)間為6:00，太陽(yáng)落山時(shí)間為18:00；太陽(yáng)落山時(shí)，太陽(yáng)光的輻射強(qiáng)度值的范圍為320W/m²～380W/m²，故所述預(yù)設(shè)的臨界值設(shè)為320W/m²～380W/m²。

當(dāng)所述光照探測(cè)器8探得外部光照強(qiáng)度由強(qiáng)轉(zhuǎn)弱，且光照強(qiáng)度低于320W/m²～380W/m²時(shí)，所述處理器7關(guān)閉所述空氣壓縮裝置5，處理器7關(guān)閉所述壓縮空氣蓄能庫(kù)6的進(jìn)氣口，處理器7打開(kāi)壓縮空氣蓄能庫(kù)6的排氣端601，所述壓縮空氣蓄能庫(kù)6往通風(fēng)管道3排氣，通過(guò)壓縮空氣蓄能庫(kù)6的排氣，所述通風(fēng)管道3內(nèi)空氣保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，使所述發(fā)電機(jī)組繼續(xù)發(fā)電；

在本實(shí)施例中，當(dāng)所述光照探測(cè)器8探得光照強(qiáng)度由弱轉(zhuǎn)強(qiáng)，且光照強(qiáng)度高于320W/m²～380W/m²時(shí)，所述處理器7關(guān)閉所述壓縮空氣蓄能庫(kù)6的排氣端601，處理器7開(kāi)啟所述空氣壓縮裝置5，處理器7開(kāi)啟所述壓縮空氣蓄能庫(kù)6的進(jìn)氣口，通過(guò)聚集的太陽(yáng)能熱量帶動(dòng)所述通風(fēng)管道3內(nèi)的空氣運(yùn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)組正常向外發(fā)電，同時(shí)，部分電能輸出至空氣壓縮裝置5，在向外發(fā)電的同時(shí)通過(guò)空氣壓縮裝置5將部分電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

或者，依據(jù)處理器7內(nèi)部的定時(shí)器定時(shí)，在6:00時(shí)，處理器7關(guān)閉所述空氣壓縮裝置5，處理器7關(guān)閉所述壓縮空氣蓄能庫(kù)6的進(jìn)氣口，處理器7打開(kāi)壓縮空氣蓄能庫(kù)6的排氣端601，所述壓縮空氣蓄能庫(kù)6往煙囪2的進(jìn)氣口排氣，通過(guò)壓縮空氣蓄能庫(kù)6的排氣，所述煙囪2和通風(fēng)管道3內(nèi)空氣保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，使所述發(fā)電機(jī)組繼續(xù)發(fā)電；

在18:00時(shí)，處理器7關(guān)閉所述壓縮空氣蓄能庫(kù)6的排氣端601，處理器7開(kāi)啟所述空氣壓縮裝置5，處理器7開(kāi)啟所述壓縮空氣蓄能庫(kù)6的進(jìn)氣口，通過(guò)聚集的太陽(yáng)能熱量帶動(dòng)所述煙囪2和通風(fēng)管道3內(nèi)的空氣運(yùn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)組正常發(fā)電。

實(shí)施例3

參見(jiàn)圖3，本實(shí)施例與實(shí)施例2的不同在于，所述煙囪2外部設(shè)有吸熱保溫層204，使太陽(yáng)能聚能加熱效果保持更久，在無(wú)太陽(yáng)光照射的情況下，保持較高的發(fā)電效率。

工作原理為：太陽(yáng)光經(jīng)由太陽(yáng)能聚光鏡片組1聚集，這些光線給煙囪2加熱，煙囪2外部設(shè)有吸熱保溫層204將部分熱量吸收保存；在夜間，煙囪2內(nèi)部溫度下降，吸熱保溫層204將保存的熱量放出，加熱煙囪2，煙囪2內(nèi)部的空氣被加熱。

實(shí)施例4

參見(jiàn)圖4，本實(shí)施例與實(shí)施例1不同在于，所述壓縮空氣蓄能庫(kù)6的排氣端601設(shè)于所述通風(fēng)管道3的發(fā)電機(jī)組一的下方。

工作原理為：當(dāng)夜間沒(méi)有太陽(yáng)光照射時(shí)，關(guān)閉壓縮空氣蓄能庫(kù)6的進(jìn)氣口，打開(kāi)壓縮空氣蓄能庫(kù)6的排氣端601，所述壓縮空氣蓄能庫(kù)6往通風(fēng)管道3排氣，通過(guò)壓縮空氣蓄能庫(kù)6的排氣，所述通風(fēng)管道3內(nèi)空氣保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，使發(fā)電機(jī)組繼續(xù)發(fā)電，保持電壓穩(wěn)定，避免電壓突然變化對(duì)電網(wǎng)造成傷害。

綜上所述，本實(shí)用的一種太陽(yáng)能加熱風(fēng)力發(fā)電循環(huán)系統(tǒng)及其控制方法，通過(guò)在太陽(yáng)光照充足且發(fā)電量大的情況下，在向外發(fā)電的同時(shí)將部分電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，在太陽(yáng)光照不足的情況下，將轉(zhuǎn)化的能量用于發(fā)電，讓系統(tǒng)繼續(xù)發(fā)電，不會(huì)讓電壓突然發(fā)生變化，避免電壓突然變化對(duì)電網(wǎng)造成傷害，保證了供電的穩(wěn)定性，確保了用電單位尤其是偏遠(yuǎn)地區(qū)的用電單位對(duì)電能的需求，提高了可再生新能源發(fā)電的可用性。

以上所述僅為本實(shí)用的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用，凡在本實(shí)用的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用的保護(hù)范圍之內(nèi)。