CN101839217A - 人造台风强流大型发电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种利用自然风力和太阳光热，通过大空间收集容器聚合，空气在风压、温差、加热和加速的多重作用下，将单位小面积的自然风力，聚合成立体大容积、成几何级数巨增的强热气流台风大能量发电系统。同时，应用易经五行得位相生的原理，将强流不断引入地面圆形高速运动循环封闭管道，驱动机械风叶转化为大功率单机发电，在带动第一个风叶转动发电的同时，风叶又将强流吹向下一个风叶发电，实现多机组大型发电。本技术解决了目前风力和太阳能单机发电功率小的难题，可取代煤炭和燃油为原料的大型发电。
Description
技术领域
本发明是利用风力和太阳能大容积聚合的可再生能源大型发电系统技术，开创了人类新的空间能源领域。
技术背景
人类面临着能源和污染危机，地球的煤炭和石油资源已经是采之有限。全世界都在积极发展风力和太阳能等环保和取之不尽的新能源。而目前广泛应用的风力和太阳能发电技术，单机发电功率小，造价比较高，人们都期待着这方面有新的突破。
发明内容
本发明是一种利用风力和太阳能大容积聚合强流大型发电系统技术。为突破目前风力和太阳能的技术局限，本发明提出了人造台风大型发电系统结构装置，包括四部分：强流聚合容器，强流加速导风管，强流循环管道和发电机组成。
根据本发明，提出的原理方法：利用大自然风力和太阳光热聚合在大空间收集容器聚集，空气在风压、加温、加热和加速的多重作用下，将单位小面积的自然风力功率，聚合成立体大容积、成几何级数巨增的强流风力能量，驱动机械风叶转化为大功率电能，其原理类此台风的风眼。
同时运用易经此消彼长、五行得位相生的原理，通过一系列方法充分利用能量转换、达到能量重复高效使用的目的。
本发明的最大特点是单机发电功率大，具有造价低，结构简单、安全实用、占地少和全天候的优势，不但可以取代煤、油大型发电，更可祢补目前风力、太阳能发电技术的不足，其社会价值和商业价值十分明显。
根据本发明，提出如下实施步骤：强流聚合收集容器收集大容量自然风力和空气，通过顶层的透明保温玻璃透射太阳能加温，在立式强流管加速热气流上升，冷气流通过强流聚合收集容器不断补充，同时通过定向采风口、强流进风口和回流风口的鼓风机多级加速，将单位小面积的自然风力和太阳能，聚合成强热气流台风能量。将强流不断引入地面圆形高速运动循环封闭管道，驱动机械风叶转化为大功率单机发电，在带动第一个风叶转动发电的同时，风叶又将强流吹向下一个风叶发电，实现多机组大型发电，同时将强流回流管将上升的大部分强气流重新再引入循环管道使用。通过吸热发热材料，吸收太阳热能，在弱风或无日照的情况下，吸热发热材料发热加温收集容器内的空气，继续维持发电运行；利用本系统发电的部分电力供应各级鼓风机和吸热发热材料，加速升温保证维持弱环境下强气流的形成。
当自然风力达到3米/秒以上风速，可产生300-500W/M2发电功率，通常单机风叶面积约在100M2，单机发电量在2KW左右，这是目前风力发电的现状规模。本发明建造10万M3或者更大容积的强流聚合收集容器，形成的气流风速可达到5-15M/秒，风压动力可达到1KW/M3以上发电功率。在我国沿海地区，风力和日照资源充裕，年发电时间超过8000小时，本系统机组可装机容量达到20万KW，并可使用多个系统组合，实施大型发电厂上网供电。
附图说明
图一是人造台风强流大型发电系统，包括强流聚合容器装置，强流加速导风管装置，强流循环管道装置和发电机组装置四大部分组成的俯视平面图。图二是人造台风强流大型发电系统的正视图。
以下参阅附图一、二说明，详细描述本发明的运转过程：1、强气流聚合。当自然风来自南方向时，开启容器南面采风口1、B，而强流进风口1、D则在180度北面开启，以使风力最佳距离和角度聚集，其它方向如此类推。设置大容积10万M3以上的强流聚合收集容器1、A，将自然风通过自动定向采风口1、B收集，并使用鼓风机1、C实施第一次加速，进入强流聚合收集容器1、A；同时可通过顶层采光玻璃1、F吸收太阳能热，使强流聚合收集容器1、A内的风压空气加热达到高于外部5-15℃，并使吸热发热材料1、G加热，在立式强流加速导管2、A加速热气流上升的作用下，聚合形成大容积高速强热气流，通过强流进风口1、D和1、E鼓风机第二次加速，单向导板3、C使强流单向导入强流循环管道3、A，风速达到5米/秒以上，风压动力达到1KW/立方米以上发电功率。同时回流管2、B将上升的大部分强气流再引入循环管道重新使用。在自然风力进风口1、B、强流进风口1、D和强流回流口2、D全部设置鼓风机，以使气流加速。
2、强流发电，动力转换高效率利用。将高速强热气流进入单向强流循环管道3、A，驱动风叶4、A机械转动，通过传动轴4、B直接带动外置的发电机4、C发电。在第一个风叶4、B1转动发电的同时，又将高速气流吹送到下一个风叶4、B2发电，如此循环往复，单向强流循环管道3、A内的高速强运动的热气流，在不断得到强流进风口1、D和回流风口2、D的补充状态下，维持稳定发电。强流循环管道3、A内的调节阀3、B将调节排出的强流重回强流聚合收集容器1、A循环使用。吸热/发热材料1、G和鼓风机有电热电动装置，由本系统发电机发电供应。
3、在弱风和无日照的状态下，可利用吸热发热材料余热，或通过系统发电机4、C发电供电吸热/发热材料1、G和鼓风机，发热加速继续使容器1、A内的气流保持温度高于外部3℃以上，强流速度不少于5M/秒，继续驱动风叶4、A发电。发电机组可根据天气情况，开启一台或多台运转。
具体实施方式
以建造强流聚合收集容器10万M3，强流加速导管高100M以上，实际发电功率以1KW/M3X59％(能量转化率)计，强流进风口面积按9M2计(含强流回流口面积)，可装机容量4X5台＝20万KW，本系统技术在各种天气状况下的发电运作测算：
1、自然风速超过3M/秒，日照充裕状态：容器内外温差高10℃以上，吸热/发热材料吸热，所有鼓风机启动，强流速度达到10M/秒以上，五台发动机满负荷启动，发电功率为：9M2X10M/秒＝90M3/秒X3600秒/时＝324,000M3/时X59％＝19.12万KW/时
2、自然风速超过3M/秒，无日照状态：容器内外气温差3℃，吸热/发热材料发热，所有鼓风机启动，强流速度达到8M/秒以上，四台发动机启动，发电功率为：9M2X8M/秒＝72M3/秒X3600/时＝259,200M3/时X59％＝15.29万KW/时
3、弱风，日照充裕状态：容器内外温差高8℃，吸热/发热材料吸热，所有鼓风机启动，强流速度达到8M/秒以上，四台发动机启动，发电功率为：9M2X8M/秒＝72M3/秒X3600/时＝259,200M3/时X59％＝15.29万KW/时
4、弱风，无日照状态：容器内外温差高3℃，吸热/发热材料发热，所有鼓风机启动，强流速度达到5M/秒左右，两台发动机启动，发电功率为：9M2X5M/秒＝45M3/秒X3600秒/时＝162,000M3/时X59％＝9.56万KW/时
各种天气发电运行状态表
| 天气类型 | 室内外温差 | 风速M/秒 | 强流速M/秒 | 强流量M3/H | 发电/万KW/H | 上网/万KW/H |
| 1、 | +10℃ | 3以上 | 10以上 | 32万 | 19 | 13 |
| 2、 | +3℃ | 3以上 | 8以上 | 25万 | 15 | 10 |
| 3、 | +8℃ | 3以下 | 8以上 | 25万 | 15 | 10 |
| 4、 | +3℃ | 3以下 | 5 | 16万 | 9 | 6 |
以上表明，本发电系统满负荷发电可达到19万KW/时，最少可达到9万KW/时，减去30％耗电力鼓风机和吸热发热材料，最少有6.3万KW/时可供电网。由于本发明构造简单，估算造价仅是2000元/KW。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域的技术人员可以在所附权利要求的范围之内作出各种变形或修改，只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种人造台风强流大型发电系统，是利用自然风力和太阳能大容量聚合，通过加热加速形成强大台风气流的大型发电系统。本系统是由强流聚合容器装置，强流加速导风管装置，强流循环管道装置和发电机组装置四大部分组成。
(1)强流聚合容器装置由大容积强流聚合收集容器1、A，定向采风口1、B和鼓风机1C、，强流进风口1、D和鼓风机1、E，顶层是透光保温玻璃1、F，地面是吸热发热材料1、G组成。
(2)立式强流加速导管装置由立式强流加速导管2、A，强流回流管2、B，顶部抽风机2、C，强流回风口2、D和鼓风机2、E组成。
(3)强流循环管道装置由圆形封闭高速强流循环管道3、A，强流单向导板3、C和调节阀3、B组成。
(4)发电机组装置由多组风叶4、A、传动轴4、B和发电机4、C装置组成。
2.根据权利要求1、一种人造台风强流大型发电系统的装置，其特征在于：强流聚合收集容器装置1、A是大容积容器，整体采用钢架结构，围墙是水泥钢筋框架砌砖结构。设置在收集容器外墙上方的定向采风口1、B，采风口有调节采风量和鼓风机1、C，设在强流聚合收集容器围墙的四周高处，随风向而开启，并可调节进风量和增加风速。顶层的透明保温玻璃1、F透射太阳光热。强流进风口1、D是强流聚合收集容器连接圆形强流循环封闭管道的主要通道，强流进风口有调节阀功能和鼓风机1、E，可为强气流二级加速。地面吸热发热材料1、G，可选择焦炭、沥青等材料。所述的强流聚合收集容器装置设置在地面，高于紧靠外围的圆形强流循环管道。
3.根据权利要求1、一种人造台风强流大型发电系统的装置，其特征在于：设置在强流聚合收集容器的立式强流加速导管2、A和强流回流管2、B两者并排竖直，钢筋水泥结构，高度超过100M以上，在顶部设有抽风机2、C，强流回风口2、D和鼓风机2、E设置连接强流循环管道，作为强流的第二入口。
4.根据权利要求1、一种人造台风强流大型发电系统的装置，其特征在于：圆形强流循环管道3、A设置在强流聚合收集容器的地面外围紧贴周边，钢筋水泥管道密封结构，管道可承受15M/秒以上高速气流。所述的强流单向导板3、C使强流单向进入强流循环管道3、A高速运动。所述的强流调节阀3、B将强流循环管道3、A管道内的强流调节排出，重回强流聚合收集容器3、A内。
5.根据权利要求1、一种人造台风强流大型发电系统的装置，其特征在于：发电机装置由设置在圆形强流循环管道内的多组风叶4、A，传动轴4、B和外置的发电机4、C机械发电设备组成。所述的若干大型发电机组可单机或多机全部运转，所述的发电机由高效大功率50HZ直接上网的电机组成。所述的发电机全部设置在地面。所述的风叶4、A和传动轴4、B之间设有连动开关。
6.根据权利要求1、一种人造台风强流大型发电系统的装置，其特征在于：利用强流聚合收集容器1、A内顶层的透明保温玻璃1、F装置将太阳光热照射到容器内的空气和地面的吸热发热材料1、G上，在无风力或无日照的情况下，吸热发热材料发热保持容器内的气压加温，继续保持足够强流发电。所述的吸热/发热材料1、G，设有电动电热装置。
7.一种人造台风强流大型发电系统的原理，其特征在于：人造台风产生巨能。强流聚合收集容器收集大容量自然风力或空气，通过顶层的透明保温玻璃透射太阳能加温，在立式强流管的高度产生温差，形成加速热气流上升，冷气流通过强流聚合收集容器不断补充，同时通过定向采风口、强流进风口和回流风口的鼓风机多级加速，空气在风压、温差、加热和加速的多重作用下，将单位小面积的自然风力和太阳能，聚合成立体大容积、成几何级数巨增的强热气流台风能量。形成的强流风速可高达5-15M/秒，根据风力发电功率与风速三次方成正比的原理，风压动力可达到1KW/M3以上的发电功率。高速强大的气压动力，引入到地面圆形强流循环管道，单向高速运动，推动风叶传动轴带动外置的大功率发电机发电。
8.一种人造台风强流大型发电系统的另一个原理，其特征在于：应用易经五行得位相生的原理，通过充分利用能量转换、达到能量重复使用的目的：
(1)将强流不断引入地面圆形高速运动循环封闭管道，驱动机械风叶转化为大功率单机发电，在带动第一个风叶转动发电的同时，风叶又将强流吹向下一个风叶发电，实现多机组大型发电。
(2)强流回流管将上升的大部分强气流重新再引入循环管道使用。
(3)通过吸热发热材料，吸收太阳热能，在弱风或无日照的情况下，吸热发热材料发热加温收集容器内的空气，继续维持发电运行。
(4)利用本系统发电的部分电力供应各级鼓风、抽风机和吸热发热材料，加速升温保证强气流的形成。
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