本實用新型涉及風力發電及空氣凈化領域,尤其涉及一種導流聚能式風力發電及空氣凈化系統。
背景技術:
目前隨著石油、煤炭等化石能源日益耗盡,能源緊缺正在發展為能源危機,已經凸顯為21世紀影響人類生存、發展的重要因素之一。因此,如何尋找、開發、利用新能源,是我們目前就面臨的重要課題。近來,大氣污染、持續霧霾、PM2.5頻頻爆表,嚴重危害人們的生命、健康。
據國家氣象局估算,全國風能密度為100W/m2,風能資源總儲量約1.6X105MW, 具有很大的開發利用價值。
風力發電機利用風力帶動風車葉片旋轉,再經過增速機將旋轉的速度提升,來推動發電機發電,這種風力發電機組,大體上可分風輪、發電機和鐵塔三部分,風車葉片不僅造價高、易損壞,而且噪聲大、對各種鳥類構成威脅,對環境有一定影響;支撐鐵塔的成本也很高,導致風力發電一次性投資大,發電成本居高不下。
現有的風力發電技術普遍采用讓風力在自然狀態下直接吹動風葉轉動的方式,對風的能量和方向沒有任何整理和引導,導致風能利用率低下,風能流失嚴重,風力發電成本居高不下。
技術實現要素:
本實用新型所要解決的技術問題是:提供一種導流聚能式風力發電及空氣凈化系統,不僅解決了現有風力發電技術對風的能量和方向沒有任何整理和引導、不能高效的將能量汲取在一起的缺點,克服現有發電方式風能利用率低下、發電效率低,發電成本居高不下的問題,而且還可以利用本發明生產的部分電能和對風進行聚集的優勢,對空氣進行凈化,降低大氣污染,減少霧霾的發生。
本實用新型為解決上述提出的問題所采用的技術方案是:一種導流聚能式風力發電及空氣凈化系統,包括基座1、弧形導流板2、支架A3、垂直軸發電機4、軸承5、支架B6、噴霧泵7、噴霧液箱8、控制器9、輸電塔10、蓄電池11和水泵12,基座1上設置若干個沿圓周均布的弧形導流板2,支架A3下端與弧形導流板2連接,支架A3上端設置垂直軸發電機4,垂直軸發電機4的風葉位于弧形導流板2之間形成的圓柱形空間內,基座1的中心處設置軸承5,垂直軸發電機4的轉軸與軸承5連接,弧形導流板2上還設置支架B6,支架B6上端設置噴霧泵7,基座1周邊分別設置噴霧液箱8、控制器9、輸電塔10和蓄電池11,噴霧液箱8內設置水泵12,水泵12與噴霧泵7連接,垂直軸發電機4分別向輸電塔10和蓄電池11供電,控制器9分別與垂直軸發電機4、噴霧泵7和水泵12電性連接。
所述的基座1外圍還設置一圈防護網13,防止對人和動物造成傷害。
所述的弧形導流板2上側還設置封閉頂板14,將風的上升力轉變為水平力,有利于增大風能密度。
所述的弧形導流板2為鋼制弧形導流板、鋼筋混凝土弧形導流板、塑料弧形導流板或者木制弧形導流板,弧形導流板2的橫截面形狀為半月牙形,具有更好的引導風流和聚集風流的效果。
所述的垂直軸發電機4為阻力型垂直軸風力發電機,具有轉速高、風的利用率較高的優點。
所述的噴霧泵7上端設置防護罩15,具有防護噴霧泵7的作用。
所述的防護罩15上端設置避雷針16,具有防雷作用。
所述的水泵12為電動水泵,且水泵12的驅動電機為變頻電機,能夠方便調節噴霧泵7的噴霧量。
本實用新型的工作原理:當風經過本裝置時,風將在弧形導流板的聚能、導向作用下提高風速并形成渦流,空氣渦流推動風葉旋轉,驅動發電機旋轉產生電能;噴霧泵采用噴淋水霧、抑塵水霧或堿液水霧,采用堿液水霧進行噴淋可脫除空氣中的絕大部分污染物,包括PM2.5在內的各種粒徑的塵粒和各種酸性氣體,減少霧霾天氣;噴霧泵與蓄電池或垂直軸風力發電機連接,靠本裝置自身發電工作,不需要外接電源;垂直軸風力發電機通過輸出電纜向用戶或電網輸送電能;垂直軸風力發電機向蓄電池送電,以便將電能儲存起來。如垂直軸風力發電機、噴霧泵或水泵發生故障,控制器可以自動控制本系統停止工作,并通過電話調制解調器來呼叫風力發電機操作員;本系統還可以單獨作為風力發電使用,也可以單獨作為空氣凈化使用,單獨作為空氣凈化使用時需要給噴霧泵提供電源或使用匹配的小功率風力發電機。
本實用新型的有益效果在于:1、本系統集成了發電和空氣凈化兩大功能,降低了成本,提高了設備利用率,每套裝置可以作為一個獨立的單元使用,又可以組合使用,節能環保。2、可以安裝在地面、房頂、山頂、水面、船舶上使用,與現有風力發電設備比較,性價比大大提高。3、基座外圍還設置一圈防護網,防止對人和動物造成傷害,尤其是不會對鳥類造成傷害。4、弧形導流板上側還設置封閉頂板,有利于增大風能密度。5、弧形導流板的聚能、導向及封閉頂板將升力轉化為水平推力的共同作用下,提高了風速和風能密度,統一了風向,延長了發電時間,使單機發電能力、能源利用率和設備機械效率大幅度提高。6、垂直軸發電機為阻力型垂直軸風力發電機,具有轉速高、風的利用率較高的優點。7、噴霧泵上端設置防護罩,具有防護噴霧泵的作用。8、防護罩上端設置避雷針,具有防雷作用。9、水泵為電動水泵,且水泵的驅動電機為變頻電機,能夠方便調節噴霧泵的噴霧量。10、采用垂直軸風力發電,噪聲小,干擾小,可以直接安裝在城市公共場所或居民區,提供綠色能源的同時,直接凈化空氣,利于城市居民的身心健康。11、本系統也可以單獨作為風力發電使用,一機多用。12、本系統應用廣泛,城市、海島及偏遠山區皆宜,可以安裝在居民房頂、樓頂、沼澤、河湖及江海水面,可以節約大量土地。13、采取封閉模式,安全可靠的同時,對景觀沒有不良影響。
附圖說明
圖1是本實用新型的結構示意圖。
其中,1-基座、2-弧形導流板、3-支架A、4-垂直軸發電機、5-軸承、6-支架B、7-噴霧泵、8-噴霧液箱、9-控制器、10-輸電塔、11-蓄電池、12-水泵、13-防護網、14-封閉頂板、15-防護罩、16-避雷針。
具體實施方式
下面結合附圖進一步說明本實用新型的實施例。
參照圖1,本具體實施方式所述的一種導流聚能式風力發電及空氣凈化系統,包括基座1、弧形導流板2、支架A3、垂直軸發電機4、軸承5、支架B6、噴霧泵7、噴霧液箱8、控制器9、輸電塔10、蓄電池11和水泵12,基座1上設置四個沿圓周均布的弧形導流板2,支架A3下端與弧形導流板2連接,支架A3上端設置垂直軸發電機4,垂直軸發電機4的風葉位于弧形導流板2之間形成的圓柱形空間內,基座1的中心處設置軸承5,垂直軸發電機4的轉軸與軸承5連接,弧形導流板2上還設置支架B6,支架B6上端設置噴霧泵7,基座1周邊分別設置噴霧液箱8、控制器9、輸電塔10和蓄電池11,噴霧液箱8內設置水泵12,水泵12與噴霧泵7連接,垂直軸發電機4分別向輸電塔10和蓄電池11供電,控制器9分別與垂直軸發電機4、噴霧泵7和水泵12電性連接。
所述的基座1外圍還設置一圈防護網13,防止對人和動物造成傷害。
所述的弧形導流板2上側還設置封閉頂板14,將風的上升力轉變為水平力,有利于增大風能密度。
所述的弧形導流板2為鋼制弧形導流板、鋼筋混凝土弧形導流板、塑料弧形導流板或者木制弧形導流板,弧形導流板2的橫截面形狀為半月牙形,具有更好的引導風流和聚集風流的效果。
所述的垂直軸發電機4為阻力型垂直軸風力發電機,具有轉速高、風的利用率較高的優點。
所述的噴霧泵7上端設置防護罩15,具有防護噴霧泵7的作用。
所述的防護罩15上端設置避雷針16,具有防雷作用。
所述的水泵12為電動水泵,且水泵12的驅動電機為變頻電機,能夠方便調節噴霧泵7的噴霧量。
本具體實施方式的工作原理:當風經過本裝置時,風將在弧形導流板的聚能、導向作用下提高風速并形成渦流,空氣渦流推動風葉旋轉,驅動發電機旋轉產生電能;噴霧泵采用堿液水霧,采用堿液水霧進行噴淋可脫除空氣中的絕大部分污染物,包括PM2.5在內的各種粒徑的塵粒和各種酸性氣體,減少霧霾天氣;噴霧泵與蓄電池或垂直軸風力發電機連接,靠本裝置自身發電工作,不需要外接電源;垂直軸風力發電機通過輸出電纜向用戶或電網輸送電能;垂直軸風力發電機向蓄電池送電,以便將電能儲存起來。如垂直軸風力發電機、噴霧泵或水泵發生故障,控制器可以自動控制本系統停止工作,并通過電話調制解調器來呼叫風力發電機操作員;本系統還可以單獨作為風力發電使用,也可以單獨作為空氣凈化使用,單獨作為空氣凈化使用時需要給噴霧泵提供電源或使用匹配的小功率風力發電機。
本具體實施方式的有益效果在于:1、本系統集成了發電和空氣凈化兩大功能,降低了成本,提高了設備利用率,每套裝置可以作為一個獨立的單元使用,又可以組合使用,節能環保。2、可以安裝在地面、房頂、山頂、水面、船舶上使用,與現有風力發電設備比較,性價比大大提高。3、基座外圍還設置一圈防護網,防止對人和動物造成傷害,尤其是不會對鳥類造成傷害。4、弧形導流板上側還設置封閉頂板,有利于增大風能密度。5、弧形導流板的聚能、導向及封閉頂板將升力轉化為水平推力的共同作用下,提高了風速和風能密度,統一了風向,延長了發電時間,使單機發電能力、能源利用率和設備機械效率大幅度提高。6、垂直軸發電機為阻力型垂直軸風力發電機,具有轉速高、風的利用率較高的優點。7、噴霧泵上端設置防護罩,具有防護噴霧泵的作用。8、防護罩上端設置避雷針,具有防雷作用。9、水泵為電動水泵,且水泵的驅動電機為變頻電機,能夠方便調節噴霧泵的噴霧量。10、采用垂直軸風力發電,噪聲小,干擾小,可以直接安裝在城市公共場所或居民區,提供綠色能源的同時,直接凈化空氣,利于城市居民的身心健康。11、本系統也可以單獨作為風力發電使用,一機多用。12、本系統應用廣泛,城市、海島及偏遠山區皆宜,可以安裝在居民房頂、樓頂、沼澤、河湖及江海水面,可以節約大量土地。13、采取封閉模式,安全可靠的同時,對景觀沒有不良影響。
本實用新型的具體實施例不構成對本實用新型的限制,凡是采用本實用新型的相似結構及變化,均在本實用新型的保護范圍內。