本發(fā)明涉及發(fā)電領域的全天候風光能與空氣動力能多元一體化風洞發(fā)電系統(tǒng)。更具體的說,尤其涉及一種采用光伏與空氣做能源進行發(fā)電的風洞循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及到全天候風光能與空氣動力能多元一體化風洞發(fā)電系統(tǒng)的制造方法。
背景技術(shù):
目前,公知現(xiàn)有的火力發(fā)電廠、核電站、水力發(fā)電站、風力發(fā)電場等投資過大,而且現(xiàn)有太陽能發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電及風力發(fā)電工作效能低下。當前全世界都在共同關注能源危機問題和環(huán)境污染問題,以及氣候變暖問題,人類早就十分清楚的認識到燃煤、燃氣、燃油、核資源等終將耗己怠盡,使用這些能源不僅造成環(huán)境污染,而且造成氣候變暖結(jié)果將是后患無窮。資源有限和不能滿負荷運行的水力發(fā)電、風力發(fā)電、太陽能發(fā)電均為高投入、高成本、低效率運行。與本發(fā)明的全天候風光能與空氣動力能多元一體化風洞發(fā)電系統(tǒng)相比差距巨大,經(jīng)濟效益更是無與倫比。均存在下列缺點:
1、火力發(fā)電廠:污染較大,可持續(xù)發(fā)展前景暗淡;耗能大,效率低。
2、核電站:(1)核能電廠會產(chǎn)生高低階放射性廢料,或者是使用過之核燃料,雖然所占體積不大,但因具有放謝線,故必須慎重處理,具需面對相當大的政治困擾。(2)核能發(fā)電廠熱效率較低,因而比一般化石燃料電廠排放更多廢熱到環(huán)境里,故核能電廠的熱污染較嚴重。核能電廠投資成本太大,電力公司的財務風險較高。(3)核能電廠較不適宜做尖峰、高峰之隨載運轉(zhuǎn)。(4)興建核電廠較易引發(fā)政治紛爭。(5)核電廠的反應器內(nèi)有大量的放射性物質(zhì),如果在事故中釋放到外界環(huán)境中,會對生態(tài)及民眾造成嚴重傷害。
3、水力發(fā)電站:歷史悠久,且后期成本很低;雖然無污染,而且水能也可以再生,但是水能的蘊藏量過大,且占用地方和投資過大,地球水資源也已經(jīng)缺乏。
4、風力發(fā)電場:后期成本低,風能絕對無污染,而且可再生。雖然隨時隨地都有風量,但適合發(fā)電的風力年平均只有不超過150天,風力太大不能運行,風力太小了運行不了,所以風力發(fā)電效率低,因而風電場的投資成本也較高,投資回收期較長,一般長達12-20年。
5、太陽能發(fā)電:太陽能照射的能量分布密度小,約100w/m2;年發(fā)電時數(shù)較低,平均1300h;不能連續(xù)發(fā)電,受季節(jié)、晝夜以及陰晴等氣象狀況影響大;精準預測系統(tǒng)發(fā)電量比較困難;光伏系統(tǒng)的造價比較高,系統(tǒng)成本40000-60000元/千瓦。
6、生物燃料發(fā)電:(1)植物僅能將極少量的太陽能轉(zhuǎn)化成有機物。(2)單位土地面積的有機物能量偏低。(3)缺乏適合栽種植物的土地。(4)有機物的水分偏多(50%~95%)。生物質(zhì)能由于其分散性和能量密度較低,其規(guī)模利用和高效利用都較困難,所以經(jīng)濟效益較差,這也是目前生物質(zhì)能不能成為商品能源的主要原因。從經(jīng)濟效益來看,在不同條件下和不同技術(shù)方法效益差別很大。以上諸多缺點和不足之處,亟待改進。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是要提供全天候風光能與空氣動力能多元一體化風洞發(fā)電系統(tǒng)。它能克服現(xiàn)有火力發(fā)電廠、核電站、水發(fā)電站、風力發(fā)電場、太陽能發(fā)電場、生物質(zhì)發(fā)電等的缺點和不足之處。
本發(fā)明造價低、工藝簡便、容易施工、建造工期短、發(fā)電效率高、電價造價成本低。從而實現(xiàn)了低投入、低成本、由光伏能、空氣能和循環(huán)風能多元一體化技術(shù),實現(xiàn)了高效率發(fā)電運行。運營成本只需要30-35個月就能收回;采用“牽引效應和恒壓空氣動力”技術(shù)方案可滿負荷運行,在有風微或風無風情況下均可循環(huán)運行,運行能力可以達到99%,效益可達20-30年之久。具有建造方、國家、社會、民生四方受益的巨大優(yōu)勢。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
全天候風光能與空氣動力能多元一體化風洞發(fā)電系統(tǒng),其特征在于:利用空氣的大氣壓力作用,在太陽能式風洞/筒體內(nèi)進行人為牽動空氣流動,從而形成恒壓運動;同時也產(chǎn)生了恒壓式逐級運動的多米諾骨牌效應的物理規(guī)律,即人為在通透太陽能式風洞/筒體的一端牽動空氣流動11~2600米遠,整個太陽能式風洞/筒體內(nèi)的空氣向前移動,并能獲得風洞/筒體長度的空氣動力,利用恒壓空氣動力的方式來帶動若干臺內(nèi)置風力發(fā)電機發(fā)電,借助空氣的恒動氣壓運動力與太陽能式風洞/筒體牽引效應和恒壓空氣動力相結(jié)合,獲得一體化恒壓風能動力運動的空氣動力牽引力??梢匀藶榈膶⒖諝鈩恿恳εc空氣大氣壓壓力不斷作用于風筒(洞)內(nèi),由太陽能式風洞/筒體內(nèi)長度的多米諾骨牌物理牽引效應,符合常規(guī)公認的能量守恒定律。全天候風光能與空氣動力能多元一體化風洞發(fā)電系統(tǒng)的太陽能式風洞/筒體內(nèi)的空氣動力達到守恒,太陽能式風洞/筒體的長度與恒壓式勻速風鼓風機的動力與空氣動力成正比。使空氣的恒動氣壓運動力與太陽能式風洞/筒體牽引效應和恒壓空氣動力相結(jié)合,獲得一體化恒壓風能動力運動的空氣動力牽引力能量,增值了內(nèi)置風力發(fā)電機若干個一體化效應,是受到空氣的大氣壓力的物理特性、風筒長度的物理特性、恒壓動力的物理特性、空氣受力牽引運動的物理特征和一體化牽引移動的物理特性所形成增值的,完全符合能量定恒定律。
全天候風光能與空氣動力能多元一體化風洞發(fā)電系統(tǒng),它包括:建造環(huán)形地面上的或地上高空架設的長度在11~2600米、內(nèi)徑0.58~4.8米的太陽能式風洞/筒體;并在太陽能式風洞/筒體內(nèi)分別裝置若干臺(直徑0.55~4.5米)的內(nèi)置風力發(fā)電機;太陽能式風洞/筒體的前端裝置有碗狀內(nèi)置法蘭盤式引風管頭,碗狀內(nèi)置法蘭盤式引風管頭具有與鼓風機連接時達到恒壓的作用,不連接時又能起到自然進風和招風引風的作用;在太陽能式風洞/筒體的陽面裝置有高能轉(zhuǎn)換率光伏電池板及電池膜;在太陽能式風洞/筒體的進風口前端,安裝一臺恒壓式勻速風鼓風機,恒壓式勻速風鼓風機出風口與進風口相對合并,并固定;恒壓式勻速風鼓風機要求口徑在0.54~4.7米,目的是為了恒壓式勻速風鼓風機能向太陽能式風洞/筒體內(nèi)進行恒壓式鼓風,又能使空氣和增壓的風量進入,以達到自然增壓和提高風速的效果;恒壓式勻速風鼓風機功率為1.5~450千瓦;再在太陽能式風洞/筒體末端處裝置1臺高速牽引抽風機,高速牽引抽風機口徑要求在0.56~4.9米,高速牽引抽風機出風口向太陽能式風洞/筒體外牽引風速;高速牽引抽風機功率為1.6~500千瓦,應大于恒壓式勻速風鼓風機的功率,這樣能使高速牽引抽風機能夠自然牽引太陽能式風洞/筒體內(nèi)的所有內(nèi)置風力發(fā)電機轉(zhuǎn)動,并進行持久發(fā)電工作;為了太陽能式風洞/筒體內(nèi)有足夠的風速與空氣流量,再在太陽能式風洞/筒體上部設置若干個活動式風速與空氣流量缺損增壓風斗,活動式風速與空氣流量缺損增壓風斗設置有自動進氣閥門,自動進氣閥門不僅具有進氣開啟功能,而且還具有出氣關閉的特有功能,更便于全天候風光能與空氣動力能多元一體化風洞發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)的風速和空氣流量的整體貫通,在正常工作時能夠自動開啟增壓;為保障牽引出風流量不浪費,最后在高速牽引抽風機出風口的外圍,再安裝1~2臺功率在5~600千瓦的磁懸浮垂直式外置風力發(fā)電機;磁懸浮垂直式外置風力發(fā)電機由:轉(zhuǎn)子葉片、發(fā)電機、變速箱、上轉(zhuǎn)子中心和下部轉(zhuǎn)子中心及磁懸浮懸盤組成;該磁懸浮垂直式外置風力發(fā)電機由高速牽引抽風機出風口供給風力運轉(zhuǎn),也可由自然風力供給運轉(zhuǎn)。該磁懸浮垂直式外置風力發(fā)電機所發(fā)電力,可首先供給恒壓式勻速風鼓風機和高速牽引抽風機使用,以保障太陽風洞/筒體內(nèi)裝置的若干臺(直徑0.55~4.5米)的內(nèi)置風力發(fā)電機正常運轉(zhuǎn)和循環(huán)發(fā)電,能使地面上的或地上高空架設的太陽能式風洞/筒體內(nèi)的空氣受到恒壓式勻速風鼓風機和高速牽引抽風機的推拉循環(huán)流動的推進力與大氣壓動力結(jié)合,使得整個地面上的或地上高空架設的太陽能式風洞/筒體內(nèi)的空氣流速以每秒10~25米的速度帶動內(nèi)置風力發(fā)電機正常工作,內(nèi)置風力發(fā)電機的風輪扇采用多級式階梯螺旋扇葉或微孔面捉風扇葉,能提高風力動力百分之十五左右,提高發(fā)電量百分之二十左右。在地面上的或地上高空架設的太陽能式風洞/筒體內(nèi),可安裝10~2574臺內(nèi)置風力發(fā)電機,內(nèi)置風力發(fā)電機以每臺間隔1.01米的間距安裝在太陽能風洞/筒體內(nèi),每臺內(nèi)置風力發(fā)電機的風輪直徑0.55~4.5米(發(fā)電功率在0.45~16千瓦),發(fā)電總功率可達4.50~41184千瓦。
其中,活動式風速與空氣流量缺損增壓風斗具體結(jié)構(gòu)包括:自動進氣閥門、閥門活動栓、圓柱狀凸型合體、閥門凹槽型合體、風斗底板、固定圈、彈性伸縮自由體、固定活動a軸、固定活動b軸、東西風向推拉桿、南北風向推拉桿。
首先在活動式風速與空氣流量缺損增壓風斗底部裝置上自動進氣閥門,自動進氣閥門由閥門活動栓固定,閥門活動栓具有自動進風和空氣時,能夠自動打開自動進氣閥門的功能,又能阻止在出風和空氣時,能夠自動關閉自動進氣閥門的功能;為保障自動進氣閥門只能進風和空氣而不能出風和空氣的有效性,在自動進氣閥門的下端裝置有閥門凹槽型合體;并在風斗底板下端裝置有圓柱狀凸型合體;當出風和空氣時,閥門凹槽型合體與圓柱狀凸型合體能夠有效的合二為一,從而有效地阻止出風和空氣,阻擋出風和空氣流量達99%;當進風和空氣時,只需用二級風的推力或吸力就能從圓柱狀凸型合體上推開閥門凹槽型合體,并能夠自由進風和空氣,完全可以達到所需風量和空氣量,保障了風洞、風管、空氣管道和室內(nèi)氣體及風量的補充,非常實用有效。
為使活動式風速與空氣流量缺損增壓風斗能夠自由活動,由彈性伸縮自由體支撐著固定圈;再由固定圈定型為大小口徑,便于自然風量和空氣進入;為更好地利用自然風力和空氣流,以減小風洞/筒體兩端鼓風機和抽風機負荷,在固定圈圈體上裝置有固定活動a軸和固定活動b軸;在固定活動a軸上連接有東西風向推拉桿;在固定活動b軸上連接有南北風向推拉桿;東西風向推拉桿和南北風向推拉桿為對稱裝置,當刮起東西方向風力時,可人為或用機械來推動和拉動東西風向推拉桿,即可獲得東西方向自然風加壓的風量和空氣流;當刮起南北方向風時,同樣可人為或用機械來推動和拉動南北風向推拉桿,同樣可獲得南北方向自然風加壓風量和空氣流;在無風的情況下,又由于鼓風機和抽風機作用于風洞/筒體內(nèi)的鼓風推力及抽風拉力的一體化作用,使得自然風能夠不斷向風洞/筒體內(nèi)進行增壓,從而保障了風洞、風管、空氣管道和室內(nèi)氣體及風量的補充。極其完善。
太陽能式風洞/筒體陽面裝置有高能轉(zhuǎn)換率光伏電池板及電池膜,其高能轉(zhuǎn)換率光伏電池板及電池膜每平方米發(fā)電功率在標準日照條件(1100瓦/平方米)下,1平方米的晶硅太陽能板平均240瓦~250瓦,光電轉(zhuǎn)換效率平均在24%至25%。若按每年平均標準日照時間1100至1300小時計算,1平方米太陽能電池板及電池膜每年至少可以發(fā)電278度左右。在1000米長的太陽能式風洞/筒體陽面裝置有2000平方米太陽能電池板及電池膜。每年至少可以發(fā)電556000度左右。電池板壽命一般是20年左右。
建造環(huán)形地面上的或地上高空架設的長度在11~2600米的全天候風光能與空氣動力能多元一體化風洞發(fā)電系統(tǒng),其太陽能式風洞/筒體上裝置的高能轉(zhuǎn)換率光伏電池板及電池膜22~5200平方米,每年至少可以發(fā)電達6116~1445600度。
該內(nèi)置風力發(fā)電機和高能轉(zhuǎn)換率光伏電池板及電池膜所發(fā)電力由太陽能式風洞/筒體發(fā)電機輸電線輸送到風光電能綜合逆變器;太陽能式風洞/筒體的光伏電力同樣由太陽能式風洞/筒體發(fā)電機輸電線輸送到風光電能綜合逆變器;磁懸浮垂直式外置風力發(fā)電機所發(fā)電力,由磁懸浮垂直式外置風力發(fā)電機輸電線輸送到風光電能綜合逆變器;再由全天候風光能與空氣動力能多元一體化風洞發(fā)電系統(tǒng)輸電線輸送至售電機;最后由售電機輸電線輸送至并網(wǎng)輸電線。從而達到多元一體化發(fā)電的能力,因而做到全天侯發(fā)電技術(shù)的實現(xiàn)。
全天候風光能與空氣動力能多元一體化風洞發(fā)電系統(tǒng)的制造方法,具體是在混凝土墊層上或地面上,并排安裝兩排水泥涵管或鋼管,兩排水泥涵管或鋼管之間的距離為0.29~2.45米,在兩排水泥涵管或兩排鋼管的兩端安裝有水泥涵管彎頭管或鋼管彎頭管,便兩排水泥涵管組成u型相通的風洞/筒體或兩排鋼管組成u型相通的風洞/筒體,長度在11~2600米,并在整個風洞/筒體的陽面裝置上高能轉(zhuǎn)換率光伏電池板及電池膜,從而形成太陽能式風洞/筒體;在太陽能式風洞/筒體內(nèi)裝置有內(nèi)置風力發(fā)電機,把內(nèi)置風力發(fā)電機的風輪漿制成多級階梯式螺旋狀風輪槳;在太陽能式風洞/筒體長度達到2600米時,所需安裝的2574臺內(nèi)置風力發(fā)電機以每臺分別間隔1.01米的間距安裝在太陽能風洞/筒體內(nèi),并在太陽能式風洞/筒體內(nèi)部底部以并聯(lián)的方式鋪設電纜。
本發(fā)明的有益效果是:使用光伏與空氣能源完全可以作人類一切生產(chǎn)與生活的能源,徹底淘汰污染的火力發(fā)電廠、核電系統(tǒng)、生物質(zhì)發(fā)電;淘汰低效能和投資過大的自然風力發(fā)電;淘汰資源匱乏的水力發(fā)電及一切低效與對環(huán)境氣候有害的發(fā)電系統(tǒng)。采用太陽能和空氣作發(fā)電能源的原材料,其工藝簡單,運行效率高,徹底解決了人類能源問題,順其自然的解決了環(huán)境污染問題,同時也解決了氣侯變暖問題。徹底實現(xiàn)人類走向生態(tài)文明與綠色發(fā)展的無碳經(jīng)濟的電力化新時代。從而達到本發(fā)明的全天候風光能與空氣動力能多元一體化風洞發(fā)電系統(tǒng)持久發(fā)電的目的,極其完善。
本發(fā)明的全天候風光能與空氣動力能多元一體化風洞發(fā)電系統(tǒng),尤其適合采用空氣牽引將空氣作能源,建造一種全天侯光伏與空氣動力風洞循環(huán)發(fā)電系統(tǒng),造價低、工藝簡單、容易施工、建造工期短、發(fā)電效率高、電力造價成本低。從而來實現(xiàn)低成本、高效率發(fā)電運行。按全天候風光能與空氣動力能多元一體化風洞發(fā)電系統(tǒng)為實例,能在很大程度上引起世界各國政府的重視與支持,令其盡快放棄和使用不可再生的能源進行發(fā)電,同時為后人節(jié)省寶貴的不可再生資源,同時也實現(xiàn)了多元一體化長效發(fā)電技術(shù)蘊育而生。
建造全天候風光能與空氣動力能多元一體化風洞發(fā)電系統(tǒng)的周期較短,投資少、投產(chǎn)快;而且全天候風光能與空氣動力能多元一體化風洞發(fā)電系統(tǒng)造價較低,所發(fā)出的電力造價比水利發(fā)電造價還低,遠遠低于火電、核電等其它發(fā)電。而且占地面積小,不破壞生態(tài)環(huán)境、不占用優(yōu)質(zhì)土地、不污染大自然環(huán)境、不影響氣候變化??梢圆捎迷龈唢L筒與加長風洞/筒體組合的方式,建造在有風力或無風力資源的丘陵、沙漠、石漠、荒漠、山區(qū)等廢棄的土地上,同時可有效治理山區(qū)、沙漠、石漠、荒漠地區(qū)變廢為寶;也可以建在平源、林區(qū)、廠區(qū)周圍、水上、河道邊、無人居住區(qū)等都將成為人類的新型能源基地。還可以建在用電高的城郊附近的道路兩旁,減少占用珍貴土地面積。
本發(fā)明的全天候風光能與空氣動力能多元一體化風洞發(fā)電系統(tǒng)必然最受到人類青睞,可完全取代現(xiàn)有的一切發(fā)電系統(tǒng),其全天侯多元化風洞發(fā)電將成為人類持久的新能源。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的全天候風光能與空氣動力能多元一體化風洞發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的太陽能式風洞/筒體構(gòu)造示意圖。
圖3是本發(fā)明的風速與空氣流量缺損增壓風斗構(gòu)造示意圖。
圖中具體標號如下:
1、太陽能式風洞/筒體;2、內(nèi)置風力發(fā)電機;
3、碗狀內(nèi)置法蘭盤式引風管頭;4、高能轉(zhuǎn)換率光伏電池板及電池膜;
5、進風口;6、恒壓式勻速風鼓風機;
7、鼓風機出風口;8、太陽能式風洞/筒體末端;
9、高速牽引抽風機;10、抽風機出風口;
11、活動式風速與空氣流量缺損增壓風斗;
12、自動進氣閥門;13、磁懸浮垂直式外置風力發(fā)電機;
14、轉(zhuǎn)子葉片;15、發(fā)電機;
16、變速箱;17、上部轉(zhuǎn)子中心;
18、下部轉(zhuǎn)子中心及磁懸浮懸盤;
19、太陽能式風洞/筒體發(fā)電機輸電線;
20、風光電能綜合逆變器;
21、磁懸浮垂直式外置風力發(fā)電機輸電線;
22、全天候風光能與空氣動力能多元一體化風洞發(fā)電系統(tǒng)輸電線;
23、售電機;24、售電機輸電線;
25、并網(wǎng)輸電線;
26、閥門活動栓;27、閥門凹槽型合體;
28、風斗底板;29、圓柱狀凸型合體;
30、彈性伸縮自由體;31、固定圈;
32、固定活動a軸;33、固定活動b軸;
34、東西風向推拉桿;35、南北風向推拉桿。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖描述本發(fā)明的具體實施例。
如圖1、2所示,全天候風光能與空氣動力能多元一體化風洞發(fā)電系統(tǒng),它包括:將建造環(huán)型地面上的或地上高空架設的長度在11~2600米,并在整個風洞/筒體的陽面裝置上高能轉(zhuǎn)換率光伏電池板及電池膜,從而形成太陽能式風洞/筒體;太陽能式風洞/筒體(1)的內(nèi)徑0.58~4.8米,采用鋼管或水泥涵管,并在太陽能式風洞/筒體(1)內(nèi)分別裝置若干臺(直徑0.55~4.5米)的內(nèi)置風力發(fā)電機(2);太陽能式風洞/筒體(1)的前端裝有碗狀內(nèi)置法蘭盤式引風管頭(3),碗狀內(nèi)置法蘭盤式引風管頭(3)具有與鼓風機連接時達到恒壓的作用,不連接時又能起到自然進風和招風引風的作用;在太陽能式風洞/筒體(1)的陽面裝置高能轉(zhuǎn)換率光伏電池板及電池膜(4);在風洞/筒體(1)的進風口(5)內(nèi),安裝一臺恒壓式勻速風鼓風機(6),鼓風機出風口(7)與進風口(5)相對,恒壓式勻速風鼓風機(6)要求口徑在0.54~4.7米;目的是為了恒壓式勻速風鼓風機(6)能向太陽能式風洞/筒體(1)內(nèi)進行鼓風,又能使空氣和增壓風量自由進入,以達到自然增壓和提高風速的效果;恒壓式勻速風鼓風機(6)功率為1.5~450千瓦,再在太陽能式風洞/筒體末端(8)處裝置1臺高速牽引抽風機(9),高速牽引抽風機(9)口徑要求在0.56~4.9米;抽風機出風口(10)向太陽能式風洞/筒體(1)外牽引風速;高速牽引抽風機(9)功率為1.6~500千瓦,應大于恒壓式勻速風鼓風機(6)的功率,這樣能使高速牽引抽風機(9)能夠自然牽引風洞/筒體(1)內(nèi)裝置的所有內(nèi)置風力發(fā)電機(2)連續(xù)轉(zhuǎn)動,并進行發(fā)電運行;為了保障太陽能式風洞/筒體(1)內(nèi)有足夠的風速與空氣流,再在太陽能式風洞/筒體(1)上部設置若干個活動式風速與空氣流量缺損增壓風斗(11),其活動式風速與空氣流量缺損增壓風斗(11)設置有自動進氣閥門(12),自動進氣閥門(12)還僅具有進氣自動開啟、出氣自動關閉的特有功能,更有利于全天候風光能與空氣動力能多元一體化風洞發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)的風速和空氣流量的整體貫通;在正常工作時,如果遇到了風速與空氣流缺損情況下,能夠自動開啟進行增壓。使空氣的恒動氣壓運動力與太陽能式風洞/筒體(1)牽引效應和恒壓空氣動力相結(jié)合,獲得一體化恒壓風能動力運動的空氣動力牽引力能量,增值了內(nèi)置風力發(fā)電機(2)若干個一體化效應,是受到空氣的大氣壓力的物理特性、風筒長度的物理特性、恒壓動力的物理特性、空氣受力牽引運動的物理特征和一體化牽引移動的物理特性所形成增值的。
為保障牽引風速流量的效率不浪費,最后在抽風機出風口(10)的外圍,再安裝1~2臺功率在5~600千瓦的磁懸浮重直式外風力發(fā)電機(13);其磁懸浮垂直式外置風力發(fā)電機(13)由轉(zhuǎn)子葉片(14)、發(fā)電機(15)、變速箱(16)、上部轉(zhuǎn)子中心(17)和下部轉(zhuǎn)子中心及磁懸浮懸盤(10)組成;其功率在5~600千瓦的磁懸浮垂直式外置風力發(fā)電機(13)由抽風機出風口(10)供給風力轉(zhuǎn)動,也可由自然風力供給運轉(zhuǎn)。其功率在5~600千瓦的磁懸浮重直式外風力發(fā)電機(13)所發(fā)電力,可首先供給恒壓式勻速風鼓風機(6)使用,以保障太陽能式風洞/筒體(1)內(nèi)裝置的若干臺(直徑0.55~4.5米)的內(nèi)置風力發(fā)電機(2)正常運轉(zhuǎn)和循環(huán)發(fā)電;使地面上的或地上高空架設的太陽能式風洞/筒體(1)內(nèi)的空氣受到恒壓式勻速風鼓風機(6)和高速牽引抽風機(9)的吹吸和推拉循環(huán)流速推進與恒壓動力結(jié)合,使整個地面上的或地上高空架設的太陽能式風洞/筒體(1)內(nèi)的空氣流速以每秒10~25米的速度帶動內(nèi)置風力發(fā)電機(2)正常工作,其內(nèi)置風力發(fā)電機(2)的風輪扇采用多級式階梯螺旋扇葉或微孔面捉風扇葉,能提高風力動力百分之十五左右,提高發(fā)電量百分之二十左右。在地面上的或地上高空架設的太陽能式風洞/筒體內(nèi)安裝的10~2574臺內(nèi)置風力發(fā)電機,每臺發(fā)電機的風輪直徑0.55~4.5米(發(fā)電功率在0.45~16千瓦),發(fā)電總功率可達4.5~41184千瓦。
太陽能式風洞/筒體(1)內(nèi)裝置的若干臺(直徑0.55~4.5米)的內(nèi)置風力發(fā)電機(2)和高能轉(zhuǎn)換率光伏電池板及電池膜(4)所發(fā)電力,由太陽能式風洞/筒體發(fā)電機輸電線(19)輸送至風光電能綜合逆變器(20);磁懸浮垂直式外置風力發(fā)電機(13)所發(fā)電力,由磁懸浮垂直式外置風力發(fā)電機輸電線(21)輸送到風光電能綜合逆變器(20);再由全天候風光能與空氣動力能多元一體化風洞發(fā)電系統(tǒng)輸電線(22)輸送到售電機(23);最后由售電機輸電線(24)輸送至并網(wǎng)輸電線(25)。
其中,如圖3所示,活動式風速與空氣流量缺損增壓風斗具體結(jié)構(gòu)包括:自動進氣閥門(12)、閥門活動栓(26)、圓柱狀凸型合體(29)、閥門凹槽型合體(27)、風斗底板(28)、固定圈(31)、彈性伸縮自由體(30)、固定活動a軸(32)、固定活動b軸(33)、東西風向推拉桿(34)、南北風向推拉桿(35)。
首先在活動式風速與空氣流量缺損增壓風斗(11)底部裝置上自動進氣閥門(12),自動進氣閥門(12)由閥門活動栓(26)固定,閥門活動栓(26)具有自動進風和空氣時,能夠自動打開自動進氣閥門(12)的功能,又能阻止在出風和空氣時,能夠自動關閉自動進氣閥門(12)的功能;為保障自動進氣閥門(12)只能進風和空氣而不能出風和空氣的有效性,在自動進氣閥門的下端裝置有閥門凹槽型合體(27);并在風斗底板(28)下端裝置有圓柱狀凸型合體;當出風和空氣時,閥門凹槽型合體與圓柱狀凸型合體能夠有效的合二為一,從而具有有效地阻止出風和空氣的功能,阻擋出風和空氣流量達99%;當進風和空氣時,只需用二級風的推力或吸力就能從圓柱狀凸型合體上推開閥門凹槽型合體(29),并能夠自由進風和空氣,完全可以達到所需風量和空氣量,保障了風洞、風管、空氣管道和室內(nèi)氣體及風量的補充,非常實用有效。
為使活動式風速與空氣流量缺損增壓風斗(11)能夠自由活動,由彈性伸縮自由體(30)支撐著固定圈(31);再由固定圈定型為大小口徑,便于自然風量和空氣進入;為更好地利用自然風力和空氣流,以減小風洞/筒體兩端鼓風機和抽風機負荷,在固定圈(31)圈體上裝置有固定活動a軸(32)和固定活動b軸(33);在固定活動a軸(32)上連接有東西風向推拉桿(34);在固定活動b軸(33)上連接有南北風向推拉桿(35);東西風向推拉桿(34)和南北風向推拉桿(35)為對稱裝置,當刮起東西方向風力時,可人為或用機械來推動和拉動東西風向推拉桿,即可獲得東西方向自然風加壓的風量和空氣流;當刮起南北方向風時,同樣可人為或用機械來推動和拉動南北風向推拉桿,同樣可獲得南北方向自然風加壓風量和空氣流;在無風的情況下,又由于鼓風機和抽風機作用于風洞/筒體內(nèi)的鼓風推力及抽風拉力的一體化作用,使得自然風能夠不斷向風洞/筒體內(nèi)進行增壓,從而保障了風洞、風管、空氣管道和室內(nèi)氣體及風量的補充。
全天候風光能與空氣動力能多元一體化風洞發(fā)電系統(tǒng)的制造方法,具體是在混凝土墊層上或地面上,并排安裝兩排水泥涵管或鋼管,兩排水泥涵管或鋼管之間的距離為0.29~2.45米,在兩排水泥涵管或兩排鋼管的兩端安裝有水泥涵管彎頭管或鋼管彎頭管,便兩排水泥涵管組成u型相通的風洞/筒體或兩排鋼管組成u型相通的風洞/筒體,總長度在11~2600米,并在整個風洞/筒體的陽面裝置上高能轉(zhuǎn)換率光伏電池板及電池膜,從而形成太陽能式風洞/筒體(1);在太陽能式風筒(洞)(1)內(nèi)裝置有內(nèi)置風力發(fā)電機(2),把內(nèi)置風力發(fā)電機(2)的風輪漿制成多級階梯式螺旋狀風輪槳,并能提高發(fā)電機的轉(zhuǎn)數(shù),同時也能提高發(fā)電效率,在太陽能式風洞/筒體(1)長度達到2600米時,所需安裝的2574臺發(fā)電機以每臺間隔1.01米的間距安裝在太陽能風洞/筒體(1)內(nèi),并在太陽能式風洞/筒體(1)內(nèi)部底部以并聯(lián)的方式鋪設電纜,并加以固定;再架設與國家電網(wǎng)并網(wǎng)的電纜及配電設施。
實施例1
a、太陽能式風洞/筒體長度為11米,內(nèi)徑為0.58米,安裝內(nèi)置風力發(fā)電機(直徑0.55米)10臺,每臺功率為450w(0.45千瓦);10臺輸出電力功率為4.5千瓦。11米長風洞/筒體運行自身消耗的電量為2100w/2.1千瓦(包括恒壓式勻速風鼓風機850w/0.85千瓦和高速牽引抽風機1250w/1.25千瓦)??奢斔碗娏?含線損)2400w(2.4千瓦)。
在實施過程中,在同一個風洞/簡體內(nèi),能夠在同等級風量、同等級風速和同等級恒壓狀態(tài)下運行,具有一體化效應的強化作用。若在風洞/筒體中間增設1個活動式風速與空氣流量缺損增壓風斗時;增值了內(nèi)置風力發(fā)電機若干個一體化效應,它是受到空氣的大氣壓力的物理特性、風筒長度的物理特性、恒壓動力的物理特性、空氣受力牽引運動的物理特征和一體化牽引移動的物理特性所形成增值的;因此每臺內(nèi)置風力發(fā)電機功率在活動式風速與空氣流量缺損增壓風斗的增值作用下,當應用于100個9瓦的led燈時,輸出電力功率為900w/0.9千瓦;10臺內(nèi)置風力發(fā)電機時輸出電力功率9000w/9千瓦。所以在同等級風量、同等級風速和同等級恒壓狀態(tài)下,能夠同時點亮1000個9瓦led燈,其效果和動率不減。
b、在11米長的太陽能式風洞/筒體陽面裝置有20平方米太陽能電池板及電池膜。按每年平均標準日照時間1100至1300小時計算,1平方米太陽能電池板及電池膜每年至少可以發(fā)電278度左右;20平方米每年至少可以發(fā)電5560度左右。
實施例2
a、以風洞/筒體100米長度,內(nèi)徑1.7米,安裝裝置內(nèi)置風力發(fā)電機(直徑1.5米)99臺,每臺功率為3千瓦;99臺輸出電力功率為297千瓦。100米長風洞/筒體自身運行消耗的電量為32千瓦(包括恒壓式勻速風鼓風機15千瓦和高速牽引抽風機17千瓦),可輸送電力(含線損)265千瓦。
在實施過程,每20米增設1個活動式風速與空氣流量缺損增壓風斗時;同樣增值了內(nèi)置風力發(fā)電機若干個一體化效應。每臺內(nèi)置風力發(fā)電機功率在活動式風速與空氣流量缺損增壓風斗的增值作用下,當應用于900個9瓦的led燈時,輸出電力功率為8100w(8.1千瓦);100臺內(nèi)置風力發(fā)電機時輸出電力功率810000w(810.0千瓦)。
b、在100米長的太陽能式風洞/筒體陽面裝置有200平方米太陽能電池板及電池膜。按每年平均標準日照時間1100至1300小時計算,1平方米太陽能電池板及電池膜每年至少可以發(fā)電278度左右。200平方米每年至少可以發(fā)電55600度左右。
實施例3
a、以風洞/筒體1000米長度,內(nèi)徑2.5米,安裝裝置內(nèi)置風力發(fā)電機(直徑2.2米)999臺,每臺功率為6千瓦;999臺內(nèi)置風力發(fā)電機時輸出電力功率為5994千瓦。1000米長風洞/筒體自身運行消耗的電量為運行自身消耗的電量為470千瓦(包括恒壓式勻速風鼓風機220千瓦和高速牽引抽風機250千瓦)??奢斔碗娏?含線損)5524千瓦。
在實施過程,每25米增設一個活動式風速與空氣流量缺損增壓風斗時;同樣增值了內(nèi)置風力發(fā)電機若干個一體化效應。每臺內(nèi)置風力發(fā)電機功率在活動式風速與空氣流量缺損增壓風斗的增值作用下,當應用于1800個9瓦的led燈時,輸出電力功率為16200w/16.2千瓦;999臺內(nèi)置風力發(fā)電機時輸出電力功率16183800w/16183.8千瓦。
b、在1000米長的太陽能式風洞/筒體陽面裝置有2000平方米太陽能電池板及電池膜。按每年平均標準日照時間1100至1300小時計算,1平方米太陽能電池板及電池膜每年至少可以發(fā)電278度左右。2000平方米每年至少可以發(fā)電556000度左右。
實施例4
a、以風洞/筒體2000米長度,內(nèi)徑3.5米,安裝裝置內(nèi)置風力發(fā)電機(直徑3.2米)1998臺,每臺功率為12千瓦;1998臺內(nèi)置風力發(fā)電機時輸出電力功率為23976千瓦。1000米長風洞/筒體自身運行消耗的電量為運行自身消耗的電量為1200千瓦(包括恒壓式勻速風鼓風機520千瓦和高速牽引抽風機680千瓦)??奢斔碗娏?含線損)22776千瓦。
在實施過程,每30米增設一個活動式風速與空氣流量缺損增壓風斗時;同樣增值了內(nèi)置風力發(fā)電機若干個一體化效應。每臺內(nèi)置風力發(fā)電機功率在活動式風速與空氣流量缺損增壓風斗的增值作用下,當應用于3600個9瓦的led燈時,輸出電力功率為32400w/32.4千瓦;1998臺內(nèi)置風力發(fā)電機時輸出電力功率64735200w/64735.2千瓦。
b、在2000米長的太陽能式風洞/筒體陽面裝置有4000平方米太陽能電池板及電池膜。按每年平均標準日照時間1100至1300小時計算,1平方米太陽能電池板及電池膜每年至少可以發(fā)電278度左右。4000平方米每年至少可以發(fā)電1112000度左右。
實施例5
a、以風洞/筒體2600米長度,內(nèi)徑4.8米,安裝裝置內(nèi)置風力發(fā)電機(直徑4.5米)2574臺,每臺功率為16千瓦;2574臺輸出電力功率為41184千瓦。2600米長風洞/筒體自身運行消耗的電量為運行自身消耗的電量為1150千瓦(包括恒壓式勻速風鼓風機550千瓦和高速牽引抽風機600千瓦)??奢斔碗娏?含線損)40034千瓦。
將空氣動力牽引力與空氣大氣壓壓力不斷作用于風筒(洞)內(nèi),為使一種全天侯光伏與空氣動力風洞循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的太陽能式風洞/筒體內(nèi)的空氣動力達到守恒,太陽能式風洞/筒體的長度與恒壓式勻速風鼓風機的動力與空氣動力成正比。
在實施過程,能在同一個風洞/簡體內(nèi),能夠在同等級風量、同等級風速和同等級恒壓狀態(tài)下運行,并具有一體化效應的強化作用。若每35米增設一個活動式風速與空氣流量缺損增壓風斗時;同樣增值了內(nèi)置風力發(fā)電機若干個一體化效應。每臺內(nèi)置風力發(fā)電機功率在活動式風速與空氣流量缺損增壓風斗的增值作用下,當應用于4800個9瓦的led燈時,輸出電力功率為43200w/43.2千瓦;2574臺內(nèi)置風力發(fā)電機輸出電力功率111196800w/111196.8千瓦。
b、在2600米長的太陽能式風洞/筒體陽面裝置有5200平方米太陽能電池板及電池膜。按每年平均標準日照時間1100至1300小時計算,1平方米太陽能電池板及電池膜每年至少可以發(fā)電278度左右。5200平方米每年至少可以發(fā)電1445600度左右。
以上采用“牽引效應和恒壓空氣動力”技術(shù)方案可滿負荷運行,在有風微或風無風情況下均可循環(huán)運行,運行能力可以達到99%,效益可達20-30年之久。具有建造方、國家、社會、民生四方受益的巨大優(yōu)勢。從而達到了本發(fā)明的全天候風光能與空氣動力能多元一體化風洞發(fā)電系統(tǒng)持久發(fā)電的目的,極其完善。