一種小型分布式風(fēng)力和光伏發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種小型分布式風(fēng)力和光伏發(fā)電系統(tǒng)，按照斐波那契數(shù)列排序方式每旋轉(zhuǎn)137.5°擺放的太陽能電池板，安裝在太陽能電池板上方利用畫圖軟件的貝塞爾函數(shù)功能設(shè)計(jì)的扇葉，安裝在扇葉外側(cè)的采用喇叭口的聚風(fēng)環(huán)。本發(fā)明提高了發(fā)電效率，采用樹狀設(shè)計(jì)預(yù)留了擴(kuò)展的空間，采用類似擴(kuò)音器喇叭口的聚風(fēng)鏡，使風(fēng)速的成倍增加使發(fā)電機(jī)發(fā)電量大幅提升，通過利用畫圖軟件的貝塞爾函數(shù)功能設(shè)計(jì)的扇葉，在同樣風(fēng)速情況下進(jìn)一步增加了槳葉的壓力差從而提高轉(zhuǎn)速，降低啟動(dòng)風(fēng)速，進(jìn)一步提升了發(fā)電量。本發(fā)明提高了風(fēng)力發(fā)電效率，同時(shí)可以將風(fēng)能和太陽能相結(jié)合進(jìn)行發(fā)電，增加居民分布式電源發(fā)電性價(jià)比，進(jìn)一步縮短了回收周期，對(duì)分布式電源推廣具有一定的示范意義。
【專利說明】一種小型分布式風(fēng)力和光伏發(fā)電系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于分布式發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種小型分布式風(fēng)力和光伏發(fā)電系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前國家電網(wǎng)公司推行綠色能源，分布式電源可并入電網(wǎng)。目前天津公司已經(jīng)受理了首例居民自發(fā)電并網(wǎng)申請(qǐng)業(yè)務(wù)，居民可以在自家屋頂裝置的光伏太陽能電池板和風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，除自家使用外，余下的電可向相關(guān)部門申請(qǐng)并網(wǎng)。因?yàn)闅夂蛱鞖獾茸匀粭l件的等原因，目前小型風(fēng)力和光伏發(fā)電設(shè)備年發(fā)電量有限，存在著性價(jià)比不高，成本難以回收等問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種小型分布式風(fēng)力和光伏發(fā)電系統(tǒng)，旨在解決小型風(fēng)力發(fā)電設(shè)備有性價(jià)比不高和平方式太陽能光板占用較大空間的問題。
[0004]本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種小型分布式風(fēng)力和光伏發(fā)電系統(tǒng)，該小型分布式風(fēng)力和光伏發(fā)電系統(tǒng)包括:按照斐波那契數(shù)列排序方式每旋轉(zhuǎn)137.5°擺放的太陽能電池板，安裝在太陽能電池板上方利用畫圖軟件的貝塞爾函數(shù)功能設(shè)計(jì)的扇葉，安裝在扇葉外側(cè)的采用喇叭口的聚風(fēng)環(huán)。
[0005]進(jìn)一步，該小型分布式風(fēng)力和光伏發(fā)電系統(tǒng)還包括:桿塔和連接線。
[0006]進(jìn)一步，桿塔的頂端安裝聚風(fēng)鏡、扇葉。
[0007]進(jìn)一步，連接線采用插拔式。
[0008]進(jìn)一步，桿塔采用PVC材質(zhì)。
[0009]進(jìn)一步，太陽能電池板每旋轉(zhuǎn)137.5°擺放在桿塔上。
[0010]本發(fā)明提供的小型分布式風(fēng)力和光伏發(fā)電系統(tǒng)，隨著地球公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)陽光入射角度會(huì)隨著時(shí)間變化，采用樹形太陽能電池板擺放方式比平放式太陽能獲得更多日照時(shí)間，從而能將更多陽光轉(zhuǎn)換為電能；在夏季日照條件較好情況下，發(fā)電效率提高20%，而且在太陽高度較小的冬季，發(fā)電效率提高50% ;樹狀設(shè)計(jì)可以根據(jù)實(shí)際需要非常方便適當(dāng)調(diào)整角度，而不需像平放式擺放太陽能電池板整體擺放需要整體鋼架設(shè)計(jì)，更加方便靈活；跟同樣的整體平放太陽能電池板比較，樹狀設(shè)計(jì)對(duì)風(fēng)阻應(yīng)該更低一些，降低被強(qiáng)風(fēng)吹落危險(xiǎn)。
[0011]本發(fā)明采用樹狀設(shè)計(jì)預(yù)留了擴(kuò)展的空間，采用類似擴(kuò)音器喇叭口的聚風(fēng)鏡，達(dá)到了發(fā)電機(jī)發(fā)電量以風(fēng)速的立方增加，通過利用畫圖軟件的貝塞爾函數(shù)功能設(shè)計(jì)的扇葉，在同樣風(fēng)速情況下進(jìn)一步增加了槳葉的壓力差從而提高轉(zhuǎn)速，進(jìn)一步提升了發(fā)電量。本發(fā)明提高了風(fēng)力發(fā)電效率，同時(shí)可以將風(fēng)能和太陽能相結(jié)合進(jìn)行發(fā)電，增加居民分布式電源發(fā)電性價(jià)比，進(jìn)一步縮短了回收周期，對(duì)分布式電源推廣具有一定的示范意義。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的小型分布式風(fēng)力和光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖中:1、桿塔；2、聚風(fēng)鏡；3、扇葉；4、太陽能電池板；5、連接線；
[0014]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的設(shè)備電路接線示意圖；
[0015]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的扇葉的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的扇葉的側(cè)視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0018]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作進(jìn)一步描述。
[0019]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的小型分布式風(fēng)力和光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由:桿塔1、聚風(fēng)鏡2、扇葉3、太陽能電池板4、連接線5 ；
[0020]桿塔I的頂端設(shè)置聚風(fēng)鏡2，扇葉3安裝在聚風(fēng)鏡2的內(nèi)部，并與安裝在桿塔I上方的電機(jī)連接，太陽能電池板4安裝在桿塔I上，扇葉3后方的電機(jī)通過連接線5與太陽能電池板連接在一起。
[0021]在本發(fā)明的實(shí)施例中，桿塔I采用PVC材料制成；按照斐波那契數(shù)列排序方式每旋轉(zhuǎn)137.5°擺放太陽能電池板；連接線5采用插拔式；采用喇叭口的聚風(fēng)環(huán)2，通過利用畫圖軟件的貝塞爾函數(shù)功能設(shè)計(jì)的扇葉3，扇葉3的結(jié)構(gòu)如圖3和圖4 ;
[0022]如圖2所示，為設(shè)備電路接線示意圖:風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出交流電經(jīng)過整流器后變成直流電直接接入并網(wǎng)專用逆變器輸入端口 1，光伏發(fā)電輸出是直流電直接接入并網(wǎng)專用逆變器輸入端口 2。并網(wǎng)專用逆變器有2個(gè)輸入端口，兩路直流電輸入以后，直接輸出50Hz，220V合格市電并入電網(wǎng)。此外為了防止雷電的感應(yīng)雷擊，在整流器輸入、輸出端和光伏的輸入端接直流避雷器，在整流器輸入端和逆變器輸出端接交流避雷器，防止感應(yīng)雷擊損壞設(shè)備。
[0023]本發(fā)明的工作原理:
[0024]本發(fā)明設(shè)計(jì)成樹狀桿塔頂部為帶尾舵和聚風(fēng)鏡的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，在桿塔上選擇斐波那契數(shù)列巧妙排列太陽能發(fā)光板，即達(dá)到節(jié)省空間，又解決普通擺放太陽能光板造成的底部空氣不流通夏天溫度太高降低效率的問題。風(fēng)力發(fā)電的線路和太陽能光板的線路一同從一根桿塔內(nèi)部下到底部，有利于集中布線還解決了分布式電源布線裸露在外容易老化，在套管內(nèi)可延長(zhǎng)使用壽命，此外跟分散式布局相比還可以縮短布線長(zhǎng)度降低成本。
[0025]斐波那契數(shù)列為:1，1，2，3，5，8，13，21，34，55，89，144，233，377，610……，次數(shù)列特點(diǎn)一個(gè)是后項(xiàng)等于前兩項(xiàng)之和，二是每后一項(xiàng)數(shù)比前一項(xiàng)計(jì)算結(jié)果會(huì)逐漸逼近與無理數(shù)Φ ^ 1.618033。
[0026]在圓形中也存在黃金比例分割；角度計(jì)算:把360°分割為角度A和角度B滿足360 R
= 了，比例式為黃金分割；求的A大約是137.5° B大約是222.5° ；
B A
[0027]采用PVC材質(zhì)做桿塔，按照菲薄那些數(shù)列排序方式每旋轉(zhuǎn)137.5°擺放太陽能電池板，利用效率最高，此外用排列方式也有利于重心分配；抵消一面偏重的情況；在同一個(gè)桿塔上擺放太陽能電池板材，解決了太陽能電池板占地太大的問題；可以采用模塊化設(shè)計(jì)，借鑒電腦主板上的防呆設(shè)計(jì)，連接線為插拔式；采用喇叭口的聚風(fēng)環(huán)，扇葉設(shè)計(jì)采用貝塞爾曲線，提高效率，降低噪音。
[0028]本發(fā)明的樹形太陽能電池板擺放方式比平放式太陽能獲得更多日照時(shí)間，從而能將更多陽光轉(zhuǎn)換為電能。在夏季日照條件較好情況下，前者發(fā)電效率比后者高出20 %，而且在太陽高度較小的冬季，前者比后者效率高出50% ；
[0029]因?yàn)樵诟呔暥鹊貐^(qū)和低緯度地區(qū)，以及夏天、冬天太陽角度不同，樹狀設(shè)計(jì)還可以根據(jù)實(shí)際需要非常方便適當(dāng)調(diào)整角度，而不需像平放式擺放太陽能電池板整體擺放需要整體鋼架設(shè)計(jì)，更加方便靈活；跟同樣的整體平放太陽能光板比較，樹狀設(shè)計(jì)對(duì)風(fēng)阻應(yīng)該更低一些，降低被強(qiáng)風(fēng)吹落危險(xiǎn)；采用樹狀設(shè)計(jì)還可以為今后改進(jìn)提高的方向的做一些預(yù)留。而不必從零開始徹底重新安裝；采用類似擴(kuò)音器喇叭口聚風(fēng)鏡，因?yàn)槿肟诒瘸隹谛?，另外在出口?cè)低氣壓，空氣會(huì)被自然吸入，在聚風(fēng)鏡邊緣出口可產(chǎn)生強(qiáng)渦流，從而提高風(fēng)速增加發(fā)電機(jī)發(fā)電量，而且通過利用畫圖軟件的貝塞爾函數(shù)功能設(shè)計(jì)的扇葉，利用空氣具流速越快壓力越低的性質(zhì)(伯努利定理)因此，在槳葉的不同位置，會(huì)產(chǎn)生空氣的壓力差。這個(gè)壓差將槳葉從壓力高的一側(cè)推向壓力低的一側(cè)的力。槳葉旋轉(zhuǎn)越快，這個(gè)力也就越大。因此在常見小型風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的基礎(chǔ)下優(yōu)化槳葉設(shè)計(jì)，在同樣風(fēng)速情況下進(jìn)一步增加槳葉的壓力差從而提高轉(zhuǎn)速，只要風(fēng)速略有增加，進(jìn)一步提升發(fā)電量。
[0030]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種小型分布式風(fēng)力和光伏發(fā)電系統(tǒng),其特征在于，該小型分布式風(fēng)力和光伏發(fā)電系統(tǒng)包括:按照斐波那契數(shù)列排序方式每旋轉(zhuǎn)137.5°擺放的太陽能電池板，安裝在太陽能電池板上方利用畫圖軟件的貝塞爾函數(shù)功能設(shè)計(jì)的扇葉，安裝在扇葉外側(cè)的采用喇叭口的聚風(fēng)裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的小型分布式風(fēng)力和光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，該小型分布式風(fēng)力和光伏發(fā)電系統(tǒng)還包括:桿塔和連接線。
3.如權(quán)利要求1或2所述的小型分布式風(fēng)力和光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，桿塔的頂端安裝聚風(fēng)鏡、扇葉。
4.如權(quán)利要求2所述的小型分布式風(fēng)力和光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，該小型分布式風(fēng)力和光伏發(fā)電系統(tǒng)采用樹狀設(shè)計(jì)。
5.如權(quán)利要求2所述的小型分布式風(fēng)力和光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，桿塔采用PVC材質(zhì)。
6.如權(quán)利要求1或2所述的小型分布式風(fēng)力和光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，太陽能電池板每旋轉(zhuǎn)137.5°擺放在桿塔上。
7.如權(quán)利要求1或2所述的小型分布式風(fēng)力和光伏發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，連接線將扇葉后邊的電機(jī)、太陽能電池板連接在一起。
【文檔編號(hào)】H02S10/12GK104135220SQ201410407410
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月19日
【發(fā)明者】齊志, 王剛, 李玉進(jìn), 徐越, 謝飛, 劉蒙, 吳雅楠, 孫書勇, 孫建國, 王曉冬 申請(qǐng)人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)天津市電力公司