本發(fā)明屬于新能源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種風(fēng)光聯(lián)合發(fā)電方法。

背景技術(shù)：

能源是經(jīng)濟發(fā)展和人民生活必須的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。近年來隨著化石能源的日趨緊缺和環(huán)境保護要求的日益提高，可再生、無污染的新能源的開發(fā)利用越來越受到重視，風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電都是典型的可再生能源發(fā)電技術(shù)，風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)是利用風(fēng)能和太陽能資源的互補性，是性價比較高的一種新型能源發(fā)電系統(tǒng)，具有很好的應(yīng)用前景。如申請?zhí)枮?01420726077.2的專利公開了一種風(fēng)力、光伏發(fā)電站，申請?zhí)枮?01510215838.7的專利公開了一種光伏風(fēng)力發(fā)電機組，這些技術(shù)都涉及風(fēng)力和太陽能聯(lián)合發(fā)電。然而，目前已有技術(shù)存在如下問題：

(1)目前風(fēng)力發(fā)電一般采用分散式水平軸風(fēng)力發(fā)電機，占地面積大，單位造價高，經(jīng)濟性差；

(2)常規(guī)太陽能和風(fēng)力聯(lián)合發(fā)電，電廠布置困難，高大的風(fēng)力發(fā)電裝置會影響太陽能采光裝置的采光，影響太陽能發(fā)電效率；

(3)常規(guī)太陽能和風(fēng)力聯(lián)合發(fā)電，不便于現(xiàn)場安裝和檢修；

(4)風(fēng)向不穩(wěn)導(dǎo)致常規(guī)水平軸風(fēng)力發(fā)電機發(fā)電效率低，風(fēng)速較小時不能發(fā)電。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例涉及一種風(fēng)光聯(lián)合發(fā)電方法，至少可解決現(xiàn)有技術(shù)的部分缺陷。

本發(fā)明實施例涉及一種風(fēng)光聯(lián)合發(fā)電方法，包括如下步驟：

步驟一，形成一發(fā)電塔，所述發(fā)電塔的塔體為多層式結(jié)構(gòu)，且至少部分塔層為集風(fēng)層；各所述集風(fēng)層內(nèi)均設(shè)有風(fēng)力發(fā)電單元和多面導(dǎo)風(fēng)壁，所述風(fēng)力發(fā)電單元設(shè)于對應(yīng)的所述集風(fēng)層中央，各所述導(dǎo)風(fēng)壁均豎直座設(shè)于對應(yīng)的所述集風(fēng)層的層板上，且自相鄰的所述風(fēng)力發(fā)電單元附近延伸至該層板外緣；每一所述集風(fēng)層中，相鄰兩所述導(dǎo)風(fēng)壁圍設(shè)形成一外側(cè)和內(nèi)側(cè)均開口的導(dǎo)風(fēng)部，各所述導(dǎo)風(fēng)部均自其外側(cè)向其內(nèi)側(cè)方向逐漸收縮；于塔頂上及各所述集風(fēng)層內(nèi)均布置有光伏板組；每一所述集風(fēng)層中，至少于該集風(fēng)層向陽側(cè)的各所述導(dǎo)風(fēng)部內(nèi)設(shè)置有所述光伏板組；通過各光伏板組獲取太陽能進行發(fā)電，通過各風(fēng)力發(fā)電單元獲取風(fēng)能進行發(fā)電；

步驟二，將所述發(fā)電塔工作所獲得的電能儲存在能量儲存單元中，再通過能量儲存單元釋能將電能輸出至電網(wǎng)和/或用電負(fù)載進行利用；

其中，通過風(fēng)光互補控制器控制所述能量儲存單元的儲能與釋能；在所述發(fā)電塔的發(fā)電功率大于電網(wǎng)的限發(fā)功率時，控制所述能量儲存單元的儲能量大于釋能量，以使得所述能量儲存單元的輸出功率不大于電網(wǎng)的限發(fā)功率；在所述發(fā)電塔的發(fā)電功率小于電網(wǎng)的限發(fā)功率時，控制所述能量儲存單元的儲能量小于釋能量，在不超過電網(wǎng)限發(fā)功率的前提下增大向電網(wǎng)饋入電能的總量。

作為實施例之一，通過控制發(fā)電塔的發(fā)電功率來調(diào)節(jié)所述能量儲存單元的儲能量，控制方法包括調(diào)節(jié)位于風(fēng)流方向上的各導(dǎo)風(fēng)部的風(fēng)流入口與風(fēng)流出口面積之比，在所述發(fā)電塔的發(fā)電功率大于電網(wǎng)的限發(fā)功率時，減小對應(yīng)導(dǎo)風(fēng)部的風(fēng)流入口與風(fēng)流出口面積之比，在所述發(fā)電塔的發(fā)電功率小于電網(wǎng)的限發(fā)功率時，增大對應(yīng)導(dǎo)風(fēng)部的風(fēng)流入口與風(fēng)流出口面積之比。

作為實施例之一，在未設(shè)置所述光伏板組的各所述導(dǎo)風(fēng)部中均設(shè)置有導(dǎo)風(fēng)部調(diào)節(jié)機構(gòu)，所述導(dǎo)風(fēng)部調(diào)節(jié)機構(gòu)包括兩第一導(dǎo)風(fēng)板和一第二導(dǎo)風(fēng)板，兩所述第一導(dǎo)風(fēng)板分別安裝于對應(yīng)的兩所述導(dǎo)風(fēng)壁上，其中，每一所述第一導(dǎo)風(fēng)板的一端通過一豎直轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動安裝于對應(yīng)的所述導(dǎo)風(fēng)壁上且靠近該導(dǎo)風(fēng)壁的外端設(shè)置，另一端靠近該導(dǎo)風(fēng)壁的內(nèi)端設(shè)置且通過一伸縮桿與對應(yīng)的所述導(dǎo)風(fēng)壁連接；所述第二導(dǎo)風(fēng)板安裝于對應(yīng)的所述導(dǎo)風(fēng)部內(nèi)的層板上，所述第二導(dǎo)風(fēng)板的一端通過一水平轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動安裝于對應(yīng)的所述層板上且靠近該層板的外沿設(shè)置，另一端靠近該層板的內(nèi)沿設(shè)置且通過一伸縮桿與對應(yīng)的所述層板連接。

作為實施例之一，設(shè)有所述光伏板組的各所述導(dǎo)風(fēng)部中，所述光伏板組布置在對應(yīng)導(dǎo)風(fēng)部的層板上及對應(yīng)的導(dǎo)風(fēng)壁向陽面上；各光伏板相對于對應(yīng)的安裝面之間的夾角可調(diào)。

作為實施例之一，控制發(fā)電塔發(fā)電功率的方法還包括調(diào)節(jié)各光伏板組的采光效率，在所述發(fā)電塔的發(fā)電功率大于電網(wǎng)的限發(fā)功率時，減小各光伏板組的采光效率。

作為實施例之一，各所述導(dǎo)風(fēng)部的風(fēng)流入口與風(fēng)流出口的面積之比均在2.7～9.8范圍內(nèi)。

作為實施例之一，各光伏板的板面上均設(shè)有耐磨保護層。

作為實施例之一，所述耐磨保護層為疊覆于光伏板板面上的玻璃板，所述玻璃板由以下重量百分比的組分構(gòu)成：

SiO₂，65～73wt％；Al₂O₃，2.5～8.0wt％；Fe₂O₃，0.02～0.055wt％；CaO，8～10wt％；MgO，2.3～3.5wt％；Na₂O，12.0～12.8wt％；CeO₂，0.5～1.2wt％；Li₂O，0.5～1.0wt％；SrO，0.08～0.7wt％；BaO，0.05～0.15wt％。

作為實施例之一，在各所述玻璃板的外表面均涂覆有增透涂層。

本發(fā)明實施例至少具有如下有益效果：通過在發(fā)電塔上布置光伏板組和風(fēng)力發(fā)電機組，較常規(guī)的光伏、風(fēng)力、風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)占地面積小，約為常規(guī)風(fēng)力發(fā)電占地面積的1/70；發(fā)電效率高，綜合造價低和運行維護費用，經(jīng)濟性好。采用導(dǎo)風(fēng)壁構(gòu)成導(dǎo)風(fēng)部型式的集風(fēng)結(jié)構(gòu)，使風(fēng)力發(fā)電機組不受風(fēng)向的影響，同時降低了風(fēng)速對發(fā)電系統(tǒng)的影響，在風(fēng)速較低時也能穩(wěn)定發(fā)電。通過控制能量儲存單元的儲能與釋能，使得發(fā)電塔的發(fā)電功率與電網(wǎng)的限發(fā)功率盡量適配，提高發(fā)電塔電能利用率的同時保證設(shè)備安全。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的發(fā)電塔的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的集風(fēng)層的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例一

如圖1-圖3，本發(fā)明實施例提供一種風(fēng)光聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，包括發(fā)電塔1，所述發(fā)電塔1的塔體1為多層式結(jié)構(gòu)，且至少部分塔層為集風(fēng)層；本實施例中，如圖1，該發(fā)電塔1第三層及第三層以上均為集風(fēng)層；第一層可用于設(shè)置設(shè)備間、維修間、備品庫等，在維修間上部可設(shè)置吊裝機構(gòu)；第二層可用于設(shè)置控制室及休息室等。通過采用塔式結(jié)構(gòu)，可減小發(fā)電系統(tǒng)的占地面積，較常規(guī)光伏、風(fēng)力發(fā)電站，可降低成本。

如圖2，各所述集風(fēng)層內(nèi)均設(shè)有風(fēng)力發(fā)電單元4和多面導(dǎo)風(fēng)壁102，所述風(fēng)力發(fā)電單元4設(shè)于對應(yīng)的所述集風(fēng)層中央，各所述導(dǎo)風(fēng)壁102均豎直座設(shè)于對應(yīng)的所述集風(fēng)層的層板101上，且自相鄰的所述風(fēng)力發(fā)電單元4附近延伸至該層板101外緣；每一所述集風(fēng)層中，相鄰兩所述導(dǎo)風(fēng)壁102圍設(shè)形成一外側(cè)和內(nèi)側(cè)均開口的導(dǎo)風(fēng)部，各所述導(dǎo)風(fēng)部均自其外側(cè)向其內(nèi)側(cè)方向逐漸收縮。其中，各導(dǎo)風(fēng)壁102均優(yōu)選為架構(gòu)于相鄰的兩層板101之間，即各導(dǎo)風(fēng)壁102的頂端與對應(yīng)集風(fēng)層的頂端(即該集風(fēng)層上一層的層板101)連接，一方面導(dǎo)風(fēng)效果更好，另一方面起到支撐壁的作用。每一集風(fēng)層的外周緣均與塔體1外空間開放連通，即各集風(fēng)層均無側(cè)壁，以方便風(fēng)能的收集；從而，該發(fā)電塔1的第三層及以上的塔體1為由相應(yīng)的各層板101及相應(yīng)的各導(dǎo)風(fēng)壁102搭建構(gòu)成。各導(dǎo)風(fēng)壁102與相鄰的風(fēng)力發(fā)電單元4之間具有一定的間隙，且每層的各導(dǎo)風(fēng)壁102與對應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電單元4之間的間隙優(yōu)選為相同，從而在各導(dǎo)風(fēng)壁102與風(fēng)力發(fā)電單元4之間形成一便于風(fēng)流動的風(fēng)流道5，利于風(fēng)力發(fā)電單元4的旋轉(zhuǎn)做功；本實施例中，為保證風(fēng)具有充分的流通空間，上述風(fēng)流道5的寬度控制在不小于0.5m。每一集風(fēng)層中，各導(dǎo)風(fēng)壁102相對于對應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電單元4呈放射狀向?qū)?yīng)層板101的周緣延伸；各導(dǎo)風(fēng)部的外側(cè)開口形成為其風(fēng)流入口，該風(fēng)流入口與塔體1外空間開放連通，內(nèi)側(cè)出口形成為其風(fēng)流出口，該風(fēng)流出口正對風(fēng)力發(fā)電單元4，風(fēng)經(jīng)由風(fēng)流入口進入導(dǎo)風(fēng)部內(nèi)，再經(jīng)由風(fēng)流出口進入風(fēng)流道5內(nèi)，驅(qū)動風(fēng)力發(fā)電單元4做功，并經(jīng)由另一側(cè)的導(dǎo)風(fēng)部排出塔體1外。由于各導(dǎo)風(fēng)部均呈漸縮狀，兩導(dǎo)風(fēng)部相配合即可構(gòu)成一文丘里結(jié)構(gòu)，使得風(fēng)在集風(fēng)層內(nèi)流動時因文丘里效應(yīng)而能夠提高風(fēng)速，而風(fēng)力發(fā)電單元4位于對應(yīng)的文丘里結(jié)構(gòu)的喉口部，因而能有效提高發(fā)電效率。同時，對應(yīng)于風(fēng)進入塔體1的方向，風(fēng)在塔體1背面會產(chǎn)生渦流，該渦流的存在使得穿過塔體1的風(fēng)的壓降更大，由此能更快地提高風(fēng)力發(fā)電單元4的葉片的旋轉(zhuǎn)。

本實施例中，上述風(fēng)力發(fā)電單元4優(yōu)選為采用垂直軸磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機4，垂直軸磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機4采用磁懸浮技術(shù)，結(jié)合超級磁鐵的磁力，將電機線圈懸浮于一定的空間，在沒有任何機械摩擦的情況下，依靠風(fēng)力推動電機轉(zhuǎn)動并切割磁力線發(fā)出交流電，并儲存于電池中。相比于傳統(tǒng)水平軸式風(fēng)力發(fā)電機而言，其優(yōu)點在于：

第一，多面受風(fēng)，啟動風(fēng)速更低；傳統(tǒng)水平軸式風(fēng)力發(fā)電機帶有尾翼，必須隨風(fēng)向變化轉(zhuǎn)動風(fēng)車；垂直軸磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機4依靠陀螺式風(fēng)翼旋轉(zhuǎn)，不隨風(fēng)向變化改變軸心。

第二，傳統(tǒng)水平軸式風(fēng)力發(fā)電機噪音大，無法克服不定風(fēng)向帶來的抖動，電機、葉片容易脫落，三年須更換一次配件；而垂直軸磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機4運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，無噪音，各種機件壽命長，不易脫落，可連續(xù)工作20年以上。

第三，傳統(tǒng)水平軸式風(fēng)力發(fā)電機要求空曠無遮蔽的大空間；而垂直軸磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機4對空間要求低；

第四，垂直軸磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機4發(fā)電風(fēng)速更低。傳統(tǒng)水平軸式風(fēng)力發(fā)電機啟動風(fēng)速至少2.5m/s，而垂直軸磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機4僅需1m/s風(fēng)速即可啟動，風(fēng)速超過40m/s也可照常運轉(zhuǎn)，且風(fēng)速越高發(fā)電效率越高，發(fā)電量可比前者增加35％。

第五，垂直軸磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機4采用自適應(yīng)功率控制技術(shù)，在低風(fēng)速時進行升壓，使風(fēng)機在較低轉(zhuǎn)速時即可對蓄電池充電；高風(fēng)速時限制輸出功率，以免損壞蓄電池。

本實施例中，優(yōu)選為將各集風(fēng)層內(nèi)的垂直軸磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機4均設(shè)置為單元式結(jié)構(gòu)，其中一層集風(fēng)層內(nèi)的垂直軸磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機4發(fā)生故障時，不影響其他垂直軸磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機4的正常運行，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，且便于檢修維護。

如圖2，進一步在發(fā)電塔1內(nèi)設(shè)置有光伏發(fā)電系統(tǒng)，實現(xiàn)風(fēng)光聯(lián)合發(fā)電，一方面充分利用發(fā)電塔1的空間，節(jié)約占地空間，降低成本，另一方面，實現(xiàn)風(fēng)力與太陽能的有效利用，有效提高發(fā)電效率，實現(xiàn)發(fā)電的高效節(jié)能環(huán)保。具體地，于塔頂上及各所述集風(fēng)層內(nèi)均布置有光伏板組2；每一所述集風(fēng)層中，至少于該集風(fēng)層的向陽側(cè)的各所述導(dǎo)風(fēng)部內(nèi)設(shè)置有所述光伏板組2。為節(jié)約成本，可僅在各集風(fēng)層的向陽側(cè)設(shè)置上述光伏板組2；當(dāng)然，可視實際情況選擇在各集風(fēng)層的其他側(cè)相應(yīng)設(shè)置上述光伏板組2，如對于位于中國境內(nèi)的上述發(fā)電塔1，可在南側(cè)、東側(cè)及西側(cè)的各導(dǎo)風(fēng)壁102的可被陽光照射的壁面上安裝光伏板組2。

接續(xù)上述結(jié)構(gòu)，對于集風(fēng)層內(nèi)光伏板組2的布置，可以有如下結(jié)構(gòu)：

設(shè)置有所述光伏板組2的各所述導(dǎo)風(fēng)部中，至少在對應(yīng)的所述導(dǎo)風(fēng)壁102的向陽面上均設(shè)置有第一光伏板組2。

各所述集風(fēng)層中設(shè)有第二光伏板組2，所述第二光伏板組2安裝于對應(yīng)導(dǎo)風(fēng)部內(nèi)的層板101上。

一般地，為達到發(fā)電效率最大化，在對應(yīng)的導(dǎo)風(fēng)壁102上及對應(yīng)的層板101上均布置光伏板組2。對于各導(dǎo)風(fēng)壁102上的第一光伏板組2，優(yōu)選為設(shè)置各第一光伏板的板面沿豎直方向；每一第一光伏板在太陽位置變化過程中都基本以同一角度(與陽光垂直)采光，因此，可將各第一光伏板以所需的角度支撐固定于對應(yīng)的導(dǎo)風(fēng)壁102上；作為本實施例的優(yōu)選結(jié)構(gòu)，各第一光伏板與對應(yīng)的所述導(dǎo)風(fēng)壁102壁面之間的夾角可調(diào)。另外，各第二光伏板與水平面之間的夾角也優(yōu)選為可調(diào)。將各光伏板與對應(yīng)的安裝面之間的夾角設(shè)置為可調(diào)，在有陽光照射或需要采光時，將各光伏板調(diào)節(jié)至所需角度，當(dāng)沒有陽光照射或其他一些應(yīng)急情況(如風(fēng)中攜帶的砂石較多)等狀況下，將各光伏板調(diào)節(jié)至與對應(yīng)的安裝面之間呈平行狀態(tài)，可減小各光伏板受到的風(fēng)力作用，降低各光伏板由于風(fēng)的持續(xù)刮擦而導(dǎo)致的磨耗。具體地，各第一光伏板可調(diào)節(jié)至與對應(yīng)的導(dǎo)風(fēng)壁102貼合，從而有效減小各第一光伏板的受風(fēng)面積，降低與風(fēng)之間的摩擦力；各第二光伏板可調(diào)節(jié)至呈水平狀態(tài)。其中，各第二光伏板組2可對應(yīng)配置角度自動跟蹤控制機構(gòu)，該角度自動跟蹤控制機構(gòu)可采用現(xiàn)有的光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域常用的光伏板角度自動跟蹤控制系統(tǒng)，具體結(jié)構(gòu)及實現(xiàn)方式此處不再贅述，通過上述角度自動跟蹤控制機構(gòu)，一方面可實現(xiàn)上述角度調(diào)節(jié)的需要，另一方面，可保證各第二光伏板在采光過程中始終與太陽光光線垂直，提高采光效率。上述各第一光伏板組2的角度調(diào)節(jié)機構(gòu)可采用如下結(jié)構(gòu)：

各第一光伏板的外端(即靠近塔體1外沿的端部)通過一豎直轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動安裝于對應(yīng)的導(dǎo)風(fēng)壁102上，另一端通過一伸縮桿與對應(yīng)的所述導(dǎo)風(fēng)壁102連接；伸縮桿的兩端優(yōu)選為分別與對應(yīng)的第一光伏板和導(dǎo)風(fēng)壁102鉸接。通過伸縮桿的作用力，使得第一光伏板繞豎直轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，從而其內(nèi)端遠離導(dǎo)風(fēng)壁102或貼靠于導(dǎo)風(fēng)壁102壁面上。

另外，設(shè)于塔頂?shù)母鞴夥褰M2同樣可配置上述角度自動跟蹤控制機構(gòu)。

上述各光伏板組2優(yōu)選為采用單元式結(jié)構(gòu)，一個光伏板組2發(fā)生故障時，不影響其他光伏板組2的正常發(fā)電。

進一步優(yōu)化上述結(jié)構(gòu)，作為本實施例的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，在未設(shè)置所述光伏板組2的各所述導(dǎo)風(fēng)部中均設(shè)置有導(dǎo)風(fēng)部調(diào)節(jié)機構(gòu)，所述導(dǎo)風(fēng)部調(diào)節(jié)機構(gòu)包括兩第一導(dǎo)風(fēng)板和一第二導(dǎo)風(fēng)板，兩所述第一導(dǎo)風(fēng)板分別安裝于對應(yīng)的兩所述導(dǎo)風(fēng)壁102上，其中，每一所述第一導(dǎo)風(fēng)板的一端通過一豎直轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動安裝于對應(yīng)的所述導(dǎo)風(fēng)壁102上且靠近該導(dǎo)風(fēng)壁102的外端設(shè)置，另一端靠近該導(dǎo)風(fēng)壁102的內(nèi)端設(shè)置且通過一伸縮桿與對應(yīng)的所述導(dǎo)風(fēng)壁102連接(伸縮桿的兩端優(yōu)選為分別與對應(yīng)的第一導(dǎo)風(fēng)板和導(dǎo)風(fēng)壁102鉸接)；所述第二導(dǎo)風(fēng)板安裝于對應(yīng)的所述導(dǎo)風(fēng)部內(nèi)的層板101上，所述第二導(dǎo)風(fēng)板的一端通過一水平轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動安裝于對應(yīng)的所述層板101上且靠近該層板101的外沿設(shè)置，另一端靠近該層板101的內(nèi)沿設(shè)置且通過一伸縮桿與對應(yīng)的所述層板101連接(伸縮桿的兩端優(yōu)選為分別與對應(yīng)的第二導(dǎo)風(fēng)板和導(dǎo)風(fēng)壁102鉸接)。通過上述導(dǎo)風(fēng)部調(diào)節(jié)機構(gòu)，可調(diào)節(jié)對應(yīng)導(dǎo)風(fēng)部的風(fēng)流入口與風(fēng)流出口之間的面積之比(考慮到上述風(fēng)流入口與風(fēng)流出口均呈弧面形狀，因此用面積之比)，從而調(diào)節(jié)通過塔體1的風(fēng)速，達到調(diào)節(jié)發(fā)電效率的目的。另外，對于上述設(shè)置有光伏板組2的各導(dǎo)風(fēng)部，其同樣可實現(xiàn)上述導(dǎo)風(fēng)部調(diào)節(jié)機構(gòu)的作用，可通過各光伏板組2的角度調(diào)節(jié)實現(xiàn)上述目的；考慮到靠近塔體1中心位置處不易采光，因而不會設(shè)置光伏板組2，相應(yīng)地可通過設(shè)置導(dǎo)風(fēng)板替代。

在捕集的風(fēng)的風(fēng)速較小時，或光伏發(fā)電功率不足(如夜晚、陰天等)，可通過增大對應(yīng)導(dǎo)風(fēng)部的風(fēng)流入口與風(fēng)流出口的面積之比，可在一定程度上提高風(fēng)速，從而提高發(fā)電效率。在捕集的風(fēng)的風(fēng)速較大時，或風(fēng)光聯(lián)合發(fā)電的發(fā)電功率大于電網(wǎng)的限發(fā)功率等情況下，可通過減小對應(yīng)導(dǎo)風(fēng)部的風(fēng)流入口與風(fēng)流出口的面積之比，將發(fā)電功率控制在相對穩(wěn)定的水平。通過上述方法，可保證蓄電池等能量存儲單元7的安全可靠平穩(wěn)工作，保證本發(fā)電系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行。本實施例中，各所述導(dǎo)風(fēng)部的風(fēng)流入口與風(fēng)流出口的面積之比均控制在2.7～9.8范圍內(nèi)，通過上述調(diào)節(jié)方法，綜合光伏發(fā)電的發(fā)電功率，可保證本發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功率維持在較為穩(wěn)定的水平，波動較小。對應(yīng)地，可在塔頂上設(shè)置風(fēng)向及風(fēng)力檢測機構(gòu)，以及可檢測太陽光光線強度的感光檢測機構(gòu)，指導(dǎo)上述調(diào)節(jié)操作。

如圖3，本發(fā)電系統(tǒng)還包括能量儲存系統(tǒng)，各所述風(fēng)力發(fā)電單元4的電能輸出端口及各所述光伏板組2的電能輸出端口均與所述能量儲存系統(tǒng)連接。所述能量儲存系統(tǒng)包括通過線路依次連接的風(fēng)光互補控制器6、能量存儲單元7及并網(wǎng)逆變器8，各所述風(fēng)力發(fā)電單元4的電能輸出端口及各所述光伏板組2的電能輸出端口均與所述風(fēng)光互補控制器6的輸入端連接。

上述能量存儲單元7可采用蓄電池組，當(dāng)然也可采用其他儲能方式，例如超級電容器儲能、飛輪儲能、超導(dǎo)儲能等；也可將兩種或幾種儲能技術(shù)混合使用。實施例之一為蓄電池和超級電容器混合儲能，兩者在技術(shù)性能上有很強的互補性，可大大提高儲能裝置的性能。

本實施例中，上述風(fēng)光互補控制器6采用MPPT方式控制光伏板組2和風(fēng)力發(fā)電機組4對蓄電池進行充電。在光伏板組2和風(fēng)力發(fā)電機組4的發(fā)電功率大于電網(wǎng)的限發(fā)功率時，控制雙向DC/DC變換器正向運行對蓄電池充電，以使得并網(wǎng)逆變器8的輸出功率不大于電網(wǎng)的限發(fā)功率，因此不需要進行限發(fā)處理，保證了風(fēng)光聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)滿負(fù)荷運行，提高了系統(tǒng)的利用率；在光伏板組2和風(fēng)力發(fā)電機組4的發(fā)電功率小于電網(wǎng)的限發(fā)功率時，控制雙向DC/DC變換器反向運行對蓄電池放電，在不超過電網(wǎng)限發(fā)功率的前提下增大向電網(wǎng)饋入電能的總量。風(fēng)光互補控制器6采用了液晶模塊，可以顯示蓄電池電壓、光伏板組2電壓、風(fēng)力發(fā)電機組4電壓、光伏板組2功率、風(fēng)力發(fā)電機組4功率、光伏板組2電流、風(fēng)力發(fā)電機組4電流、蓄電池電量狀態(tài)。通過液晶上的按鍵，可以瀏覽顯示內(nèi)容。風(fēng)光互補控制器6具有完善的保護功能，包括：光伏板組防反沖、光伏板組防反接、蓄電池過充電、蓄電池防反接、防雷、風(fēng)力發(fā)電機組限流、風(fēng)力發(fā)電機組自動剎車和手動剎車。風(fēng)光互補控制器6采用智能化、模塊化設(shè)計，結(jié)構(gòu)簡單、功能強大，選用工業(yè)級的優(yōu)質(zhì)元器件，適合于低溫等惡劣的工作環(huán)境并具有可靠的性能和使用壽命。

上述并網(wǎng)逆變器8為工頻隔離拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，逆變效率高于97％，輸入電壓范圍：100V～450V，逆變單元基于工業(yè)驅(qū)動技術(shù)，單機輸出功率為100kw、250kw、500kw、750kw、1MW、1.5MW、2MW、3MW。并網(wǎng)逆變器8具有最大功率跟蹤控制、孤島檢測、自動電壓調(diào)整、直流檢測、直流接地檢測等功能。

本實施例中，基于上述風(fēng)光互補控制器6，結(jié)合上述各導(dǎo)風(fēng)部的風(fēng)流入口與風(fēng)流出口的面積之比的調(diào)節(jié)，同時可結(jié)合各光伏板組2的角度調(diào)節(jié)控制(即控制各光伏板的采光效率)，通過上述各方面綜合協(xié)調(diào)處理，可實現(xiàn)蓄電池的充放電平穩(wěn)持續(xù)運行，保證風(fēng)光聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)滿負(fù)荷運行，且保證本系統(tǒng)的發(fā)電功率與電網(wǎng)的限發(fā)功率適配。

另外，本系統(tǒng)還設(shè)置有智能監(jiān)控系統(tǒng)。針對本風(fēng)光聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的光伏板組2和垂直軸磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機4安裝地點分散、無人值守的特點，智能監(jiān)控系統(tǒng)將所有數(shù)據(jù)匯總展示，并進行統(tǒng)一管理。數(shù)據(jù)采集器對光伏板組2、風(fēng)力發(fā)電機組4、風(fēng)光互補控制器6、能量儲存單元、并網(wǎng)逆變器8等進行數(shù)據(jù)采集，通過有線或無線的方式，與計算機9連接。智能監(jiān)控系統(tǒng)具有如下特點：一是易于監(jiān)控和可視化；實時數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)以動態(tài)圖形展現(xiàn)，效率分析和數(shù)據(jù)對比圖形清晰準(zhǔn)確，具有自定義預(yù)警和分明的管理權(quán)限。二是數(shù)據(jù)收集的安全性，數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)與云服務(wù)器連接，數(shù)據(jù)完全實現(xiàn)云存儲，可確保數(shù)據(jù)實時展現(xiàn)，不會失去數(shù)據(jù)。三是數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析準(zhǔn)確性，智能監(jiān)控系統(tǒng)采用可靠地數(shù)據(jù)分析和效率分析圖形使管理者更清晰的掌握電站的運行情況；有多重權(quán)限管理功能，所有菜單可自由分配給不同的管理員。四是預(yù)警，智能監(jiān)控系統(tǒng)具有自定義預(yù)警功能，可以使電站運行人員方便靈活的掌握電站的運行情況。

接續(xù)上述風(fēng)光聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，各集風(fēng)層的高度可相同，也可不同；考慮到在不同高度處的風(fēng)速可能不同，可采用如下的優(yōu)選實施例：

(1)位于所述塔體1上部的各所述集風(fēng)層的高度大于位于所述塔體1下部的各所述集風(fēng)層的高度；各集風(fēng)層內(nèi)的風(fēng)力發(fā)電單元4的功率可相應(yīng)配置，即位于塔體1上部的各集風(fēng)層內(nèi)的風(fēng)力發(fā)電單元4的功率大于位于塔體1下部的各集風(fēng)層內(nèi)的風(fēng)力發(fā)電單元4的功率。由于高處的風(fēng)速較低處的風(fēng)速要高，上述結(jié)構(gòu)可進一步提高風(fēng)力發(fā)電的效果。

(2)位于塔體1上部的各集風(fēng)層的高度小于位于塔體1下部的各集風(fēng)層的高度；各集風(fēng)層內(nèi)的風(fēng)力發(fā)電單元4的功率相同。由于高處的風(fēng)速較低處的風(fēng)速要高，高處的集風(fēng)層僅需較小的塔層高度即可獲得與低處的集風(fēng)層相同的發(fā)電功率，因而，上述結(jié)構(gòu)可提高各集風(fēng)層的發(fā)電功率的均勻性，進而提高風(fēng)力發(fā)電機組工作的穩(wěn)定性。

進一步優(yōu)化上述風(fēng)光聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，各光伏板的板面上均設(shè)有耐磨保護層。由于風(fēng)的持續(xù)刮磨，在一些環(huán)境較為復(fù)雜、惡劣的地區(qū)，風(fēng)中攜帶的砂石也會對光伏板造成磨蝕、撞擊，通過耐磨保護層對光伏板進行保護，可有效提高光伏板的使用壽命，保證光伏板組2的正常工作。上述耐磨保護層需具有良好的耐磨性及透光率，同時具有一定的耐候性則更佳；如可采用保護膜、高分子透明塑料等；本實施例中，上述耐磨保護層為疊覆于光伏板板面上的玻璃板，所述玻璃板由以下重量百分比的組分構(gòu)成：SiO₂，65～73wt％；Al₂O₃，2.5～8.0wt％；Fe₂O₃，0.02～0.055wt％；CaO，8～10wt％；MgO，2.3～3.5wt％；Na₂O，12.0～12.8wt％；CeO₂，0.5～1.2wt％；Li₂O，0.5～1.0wt％；SrO，0.08～0.7wt％；BaO，0.05～0.15wt％。其中，通過將Fe₂O₃控制在較低的水平，避免其在玻璃成型過程中產(chǎn)生著色、降低玻璃光學(xué)透光率等情況；添加的少量的氧化鋇可提高玻璃的透光性能；添加的少量的氧化鈰、氧化鋰及氧化鍶，在不影響玻璃的透光性的基礎(chǔ)上，保證了低反射率和低輻射吸收率，同時可一定程度上提高玻璃的耐候性及耐磨性；通過上述各組分的選擇及含量范圍控制，使得玻璃板具有良好的透光性、化學(xué)穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性，機械強度及硬度都符合要求，更為關(guān)鍵的是，其耐磨性較好。進一步地，上述玻璃板優(yōu)選為由以下重量百分比的組分構(gòu)成：SiO₂，68～72wt％；Al₂O₃，4～7wt％；Fe₂O₃，0.02～0.035wt％；CaO，8～10wt％；MgO，3～3.5wt％；Na₂O，12.0～12.5wt％；CeO₂，0.8～1wt％；Li₂O，0.8～1wt％；SrO，0.2～0.4wt％；BaO，0.07～0.12wt％；玻璃的透光率、耐候性及耐磨性等綜合性能更佳。

進一步優(yōu)選地，在各所述玻璃板的外表面均涂覆有增透涂層；進一步可在各所述玻璃板的內(nèi)表面均涂覆有防增透涂層。增透涂層可提高透光玻璃板的透光能力，防增透涂層則可防止透過玻璃板的太陽光光線在未經(jīng)光伏板吸收時通過該玻璃板散失到環(huán)境中，提高光伏板的采光效率。上述增透涂層優(yōu)選為采用耐磨的自清潔增透涂層，可由市面購得。

另外，如圖1，在塔頂還設(shè)置有避雷針3，在發(fā)電塔1頂端設(shè)有接閃器，用符合規(guī)格的導(dǎo)線與埋在地下的泄流地網(wǎng)連接起來。在塔體1內(nèi)部可設(shè)置樓梯及直升電梯等，直升電梯的支架為框架結(jié)構(gòu)，支架框架各立面不設(shè)擋板結(jié)構(gòu)；踏板樓梯為框架結(jié)構(gòu)，立面不設(shè)擋板結(jié)構(gòu)，踏板樓梯為格柵結(jié)構(gòu)；樓梯和電梯優(yōu)選為設(shè)置于塔體1北側(cè)，不影響光照。

實施例二

本發(fā)明實施例涉及一種風(fēng)光聯(lián)合發(fā)電方法，包括如下步驟：

步驟一，形成一發(fā)電塔1，所述發(fā)電塔1的塔體1為多層式結(jié)構(gòu)，且至少部分塔層為集風(fēng)層；各所述集風(fēng)層內(nèi)均設(shè)有風(fēng)力發(fā)電單元4和多面導(dǎo)風(fēng)壁102，所述風(fēng)力發(fā)電單元4設(shè)于對應(yīng)的所述集風(fēng)層中央，各所述導(dǎo)風(fēng)壁102均豎直座設(shè)于對應(yīng)的所述集風(fēng)層的層板101上，且自相鄰的所述風(fēng)力發(fā)電單元4附近延伸至該層板101外緣；每一所述集風(fēng)層中，相鄰兩所述導(dǎo)風(fēng)壁102圍設(shè)形成一外側(cè)和內(nèi)側(cè)均開口的導(dǎo)風(fēng)部，各所述導(dǎo)風(fēng)部均自其外側(cè)向其內(nèi)側(cè)方向逐漸收縮；于塔頂上及各所述集風(fēng)層內(nèi)均布置有光伏板組2；每一所述集風(fēng)層中，至少于該集風(fēng)層的向陽側(cè)的各所述導(dǎo)風(fēng)部內(nèi)設(shè)置有所述光伏板組2；通過各光伏板組2獲取太陽能進行發(fā)電，通過各風(fēng)力發(fā)電單元4獲取風(fēng)能進行發(fā)電；

步驟二，將所述發(fā)電塔1工作所獲得的電能儲存在能量儲存單元7中，再通過能量儲存單元7釋能將電能輸出至電網(wǎng)和/或用電負(fù)載進行利用；

其中，通過風(fēng)光互補控制器6控制所述能量儲存單元7的儲能與釋能；在所述發(fā)電塔1的發(fā)電功率大于電網(wǎng)的限發(fā)功率時，控制所述能量儲存單元7的儲能量大于釋能量，以使得所述能量儲存單元7的輸出功率不大于電網(wǎng)的限發(fā)功率；在所述發(fā)電塔1的發(fā)電功率小于電網(wǎng)的限發(fā)功率時，控制所述能量儲存單元7的儲能量小于釋能量，在不超過電網(wǎng)限發(fā)功率的前提下增大向電網(wǎng)饋入電能的總量。

進一步地，通過控制發(fā)電塔1的發(fā)電功率來調(diào)節(jié)所述能量儲存單元7的儲能量，控制方法包括調(diào)節(jié)位于風(fēng)流方向上的各導(dǎo)風(fēng)部的風(fēng)流入口與風(fēng)流出口面積之比，在所述發(fā)電塔1的發(fā)電功率大于電網(wǎng)的限發(fā)功率時，減小對應(yīng)導(dǎo)風(fēng)部的風(fēng)流入口與風(fēng)流出口面積之比，在所述發(fā)電塔1的發(fā)電功率小于電網(wǎng)的限發(fā)功率時，增大對應(yīng)導(dǎo)風(fēng)部的風(fēng)流入口與風(fēng)流出口面積之比。

優(yōu)選地，上述導(dǎo)風(fēng)部的風(fēng)流入口與風(fēng)流出口面積之比的調(diào)節(jié)方式可采取如下結(jié)構(gòu)：

在未設(shè)置所述光伏板組2的各所述導(dǎo)風(fēng)部中均設(shè)置有導(dǎo)風(fēng)部調(diào)節(jié)機構(gòu)，所述導(dǎo)風(fēng)部調(diào)節(jié)機構(gòu)包括兩第一導(dǎo)風(fēng)板和一第二導(dǎo)風(fēng)板，兩所述第一導(dǎo)風(fēng)板分別安裝于對應(yīng)的兩所述導(dǎo)風(fēng)壁102上，其中，每一所述第一導(dǎo)風(fēng)板的一端通過一豎直轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動安裝于對應(yīng)的所述導(dǎo)風(fēng)壁102上且靠近該導(dǎo)風(fēng)壁102的外端設(shè)置，另一端靠近該導(dǎo)風(fēng)壁102的內(nèi)端設(shè)置且通過一伸縮桿與對應(yīng)的所述導(dǎo)風(fēng)壁102連接；所述第二導(dǎo)風(fēng)板安裝于對應(yīng)的所述導(dǎo)風(fēng)部內(nèi)的層板101上，所述第二導(dǎo)風(fēng)板的一端通過一水平轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動安裝于對應(yīng)的所述層板101上且靠近該層板101的外沿設(shè)置，另一端靠近該層板101的內(nèi)沿設(shè)置且通過一伸縮桿與對應(yīng)的所述層板101連接。

在設(shè)置有光伏板組2的各導(dǎo)風(fēng)部中，也可采用上述導(dǎo)風(fēng)部調(diào)節(jié)機構(gòu)，但考慮光伏板的采光效率及空間布置等因素，本實施例中，優(yōu)選為采取如下結(jié)構(gòu)：

設(shè)有所述光伏板組2的各所述導(dǎo)風(fēng)部中，所述光伏板組2布置在對應(yīng)導(dǎo)風(fēng)部的層板101上及對應(yīng)的導(dǎo)風(fēng)壁102向陽面上；各光伏板相對于對應(yīng)的安裝面(導(dǎo)風(fēng)壁102壁面或?qū)影?01上表面)之間的夾角可調(diào)。通過調(diào)節(jié)各光伏板相對于對應(yīng)的安裝面之間的夾角，同樣可達到調(diào)節(jié)對應(yīng)導(dǎo)風(fēng)部的風(fēng)流入口與風(fēng)流出口之比的目的。各光伏板與對應(yīng)的安裝面之間的夾角的調(diào)節(jié)方式可參考實施例一中對應(yīng)部分的結(jié)構(gòu)，此處不再贅述。

作為實施例之一，各所述導(dǎo)風(fēng)部的風(fēng)流入口與風(fēng)流出口的面積之比均在2.7～9.8范圍內(nèi)。

進一步優(yōu)選地，控制發(fā)電塔1發(fā)電功率的方法還包括調(diào)節(jié)各光伏板組2的采光效率，在所述發(fā)電塔1的發(fā)電功率大于電網(wǎng)的限發(fā)功率時，減小各光伏板組2的采光效率。

基于上述風(fēng)光互補控制器6，結(jié)合上述各導(dǎo)風(fēng)部的風(fēng)流入口與風(fēng)流出口的面積之比的調(diào)節(jié)，同時可結(jié)合各光伏板組2的采光效率的調(diào)節(jié)，通過上述各方面綜合協(xié)調(diào)處理，可實現(xiàn)蓄電池的充放電平穩(wěn)持續(xù)運行，保證風(fēng)光聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)滿負(fù)荷運行，且保證本系統(tǒng)的發(fā)電功率與電網(wǎng)的限發(fā)功率適配。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，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、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。