专利名称：风光互补设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及可再生能源领域，尤其涉及利用太阳能和风能发电。
背景技术：
现有的很多能量转换器均声称可利用光电技术将太阳能增加的热能转化为电能，一般称作“太阳能电池板”。虽然该领域已经取得了相当大的进步，但发电效率仍很低、前期成本较大、初期投资成本回收期较长。另外，可对风能进行捕获并将其转换为可利用的输出，例如在帆船和风车上。目前，对风和风能的关注已成为产生可再生生态友好型电能的绿色能源运动的代名词。由于特定地点可利用太阳能和风能的不可预测性，现场详细说明对于实现太阳能和风能技术的最大化输出很重要。很多情况下，采用这些技术的设备位于离终端用户很远的偏远地区；需要使用新型基础设施为使用该设施的地点供电。专利号为7，638，891的美国专利(2009年12月29日授权给Fein等人)公开了一种可向家庭、企业和/或公共电网供能并利用该能源的聚能板的方法和系统。但聚能板只能容纳很小的太阳能或风能收集装置(微米到纳米的范围)或其组合形式。专利号为7，045,702的美国专利(2006年5月6日授权给Kashyap)公开了一种太阳能电池板风车，风车具有流线型风机叶片和太阳能电池板。该风车利用风能和太阳能产生电能。专利申请号2009/0244890A1的美国专利(Pelken等人；2009年10月I日发布)公开了一种风力发电设备，其中，润轮发电机具有一个或多个产生能量的风力发电机和一系列位于各涡轮机上面和下面以向内聚集和汇聚风能的流线型设计的板。太阳能电池板可与涡轮机发电机一起提供以提供更多的能源。专利申请号为2008/0047270A1的美国专利(Gilbert ;2008年2月28日发布)公开了一种结合风力发电机和太阳能收集器的太阳能风车。太阳能电池板安装在风力发电机的表面上，以使风力发电机和太阳能电池板共同产生的能量作为输出提供。专利号为10212354A1的德国专利(2003年10月2日发布)公开了一种太阳能-风力组合式发电机，其中，该发电机具有至少将部分风能转换为电能的风力螺旋桨和安装在转子叶片表面上的太阳能电池。专利申请号为2006105107 (A)的日本专利(Yamazaki ;2006年4月20日发布)公开了一种光电/风力发电设备，其中，发电机具有一个垂直轴风车，风车的每个叶片由形状为透明板的光电电池板构成，光电电池位于电池板内部。专利申请号为2005083327 (A)的日本专利(Kurokawa等人；2005年3月31日公开)公开了一种发电设备，其中，该设备结合了保持高水平的太阳能电池发电效率的光伏发电和利用太阳光能或类似物产生的空气流能量的风力发电。专利号为4，553，037的美国专利(1985年11月12日授权给Veazey)公开了一种采用多种达里厄设计的垂直轴风力发电机，其中，结合了可圈起或永久固定的太阳能电池，太阳能电池与结合体结合或单独使用向电池组或其它储存装置提供电能。
发明内容
本发明涉及一种互补系统，另外，设备表面在不借助机械或电驱动的情况下可一直暴露于阳光中，提高了光伏效率。通过离心脱落方法降低了因光伏电池板上积聚雨水、冰和雪引起的能量损失。更进一步地，通过将作用于电池板上的动能转化为利用内部涡轮机产生额外电能的旋转运动，大大减少或完全消除了对传统光伏电池板的损坏。由于不需要使用昂贵的装配式支架系统和太阳定向器自动跟踪系统，因此也降低了成本。本发明一般涉及一种输出可用能源、对环境影响最小的替代能源设备，尤其是提供一种旋转替代能源设备，可对其尺寸进行调整以适应尺寸、空间和功能的规格。设备整合了太阳能电池板和风力发电机技术，这种独特的设计使其效率超过现有发电设备的效率。根据本发明的一个方面，提供了一种风光互补设备，包括:a)捕风组件，包括:i)一个或多个捕风翼板，均匀分布其中心轴圆周上 '及ii)太阳能捕获装置，设在捕风组件外表面上；以及c)涡轮机组件，包括锚固基座、发电机和输出轴；捕风组件可旋转地安装并连接在输出轴上；风光互补设备可将捕风组件利用的能量转化成电能，其中:一个或多个捕风翼板与风之间的相互作用使捕风组件和涡轮机组件绕中心轴转动；捕风组件的外表面整个白天一直暴露于阳光中 。上述捕风组件可具有:a)横截中心轴的横截面；b)沿中心轴的第一末端 '及c)沿中心轴的第二末端；设计成横截面自第一末端至第二末端而逐渐缩小。另外，捕风组件为圆锥形、金字塔形或抛物喇叭形；捕风翼板的数量可为三个或四个。更进一步地，捕风翼板可为扁平面板、抛物弧线、圆弧或双圆弧。若只有一个捕风翼板，则捕风翼板为螺旋形。上述太阳能捕获装置可从太阳能电池板、光伏电池板、电池、圆盘、导电外层、薄膜、喷雾或它们的任一组合。或者，太阳能捕获装置也可为柔性或刚性太阳能电池板。电能可储存起来，输入到电网上，然后送往一个或多个电器，或其任一组合使用。根据本发明的另一个方面，提供了一种利用风光互补设备发电的方法，该方法包括:a)设置一个捕获风能的捕风组件，其中，捕风组件包括均匀分布在其中心轴圆周上的一个或多个捕风翼板；及13)捕风组件可旋转地连接在涡轮机组件上，其中，涡轮机组件包括锚固基座、发电机和垂直输出轴组；c)太阳能捕获装置设置在捕风组件的表面上，捕风组件的外表面整个白天一直暴露于阳光中；d)通过锚固基座将捕风组件和涡轮机组件组合体固定到捕风组件表面上；e)风与一个或多个捕风翼板之间的相互作用使捕风组件和涡轮机组件绕中心轴转动 ,及 )设置一个可将捕风组件利用的能量转化成电能的电子线路。上述捕风组件可具有:a)横截中心轴的横截面；b)沿中心轴的第一末端 '及c)沿中心轴的第二末端；设计成横截面自第一末端至第二末端而逐渐缩小。另外，捕风组件为圆锥形、金字塔形或抛物喇叭形；捕风翼板的数量可为三个或四个。更进一步地，捕风翼板可为扁平面板、抛物弧线、圆弧或双圆弧。若只有一个捕风翼板，则捕风翼板为螺旋形。上述太阳能捕获装置可从太阳能电池板、光伏电池板、电池、圆盘、导电外层、薄膜、喷雾或它们的任一组合。或者，太阳能捕获装置也可为柔性或刚性太阳能电池板。电能可储存起来，输入到电网上，然后送往一个或多个电器，或其任一组合使用。
根据本发明的另外一个方面，提供了一种可再生能源设备，包括:a)捕风组件，包括均匀分布在其中心轴圆周上的一个或多个捕风翼板；及《涡轮机组件，包括锚固基座、发电机和输出轴；捕风组件可旋转地安装并连接在输出轴上；风光互补设备可将捕风组件利用的能量转化成电能，其中:一个或多个捕风翼板与风之间的相互作用使捕风组件和涡轮机组件绕中心轴转动；除上述特点外，风光互补设备比标准风能或太阳能系统更具优点。传统的风力发电机对高度有相当高的要求，成本高、不雅观且检修困难。然而，该风光互补设备直接安装在锚固基座上，可固定到地平面或屋顶上、公路栅栏、高架标志、广告牌上或其它任何需要便携式电源的地点。传统风力发电机会遭遇到其可靠性和成本受到维修要求、叶片断裂、结冰、收拢和/或电气部件腐蚀影响的这些条件。然而，该风光互补设备的电气部件均设置在设备内部，使设备远离上述条件。更进一步地，发明不采用传统风力发电机螺旋桨式风叶。传统风力发电机通常需要一个塔架或支架系统以及下面的底座。因此，安装完成后，设备移动或重新安置难度大而且成本较高。另一方面，该风光互补设备很容易移动，可从一个地点移动到另一个地点。另外，一些传统的风力发电机需要使用偏航轴承。然而，该风光互补设备不需要指向风，也不需要使用偏航轴承。该风光互补设备能在任何时候从任一方向捕获风能，无论是阵风、龙卷风还是旋风。传统的光伏系统通常在固定位置处使用扁平太阳能电池板，所以只在阳光直射的有限几个小时内效率比较高(因为太阳只在从黎明到黄昏这段时间划过天空)。然而，该风光互补设备塑造成可在全天任何时候均能收集照射在其表面上的直射阳光和漫射过来的阳光。该设备的几何构造为立体结构，面向所有方向，因此可全天暴露于阳光中。另外，一天中无论太阳处在何种位置，设备旋转使光伏表面可接收到太阳能。传统曲面或抛物面形光伏系统需要花费额外的部件成本，以实现机械移动，可在全天内跟踪太阳，由此来提高效率。另一方面，该风光互补设备无需使用太阳跟踪或驱动部件。现有太阳能装置中，较大的光伏电池板易受到强风的损坏。这就需要构造设计精巧、结构坚固的装配式支架。该风光互补设备捕获可能损坏电池板的风力，接着在外表面继续暴露于阳光中的同时产生电能。有雨水、雪或冰覆盖时，大部分传统光伏电池板会失去效率。然而，该风光互补设备的结构设计，结合其转动和伴随产生的离心力，可甩落设备表面上的阻碍异物(如雨水、雪、冰等)。该风光互补设备可按比例进行放大或缩小，因此很容易重新安置在需要便携式电源的区域。另外，提供的替代能源互补设备比现有风能或太阳能系统具有更显著的优势，同时还涵盖了风光发电技术的所有最佳特点。该风光互补设备可有多种潜在应用。小型设备可用在偏远地点为基站增音站或微波发射塔持续供电，也可安装在拖车上进行拖运，为灾难地区提供应急电源，为部署部队提供支持，或作为在拖往无传统供电的偏远地点或农村屋舍途中可自充电的便携式电源组。上述内容概述了该风光互补设备的主要特点和对现有设备的一些可选方面和改进。以下通过对实施例进行说明以便进一步理解该设备。无论本说明书何处参考了值的范围，除非另有规定，其子范围均包含在该范围内。若一些特点被认为是一个或另一个变体的属性，除非另有规定，则此类特点均适用于和此类特点相适合或相兼容的所有其它变体。
以下通过举例和参考附图对本发明的实施例进行进一步说明，其中:图1所示的是本发明一个实施例的分解透视图。图2A-2C所示的是匹配图1中实施例使用的不同形状的外部捕风组件的示例。图3所示的是第二个实施例的构造模板。图4A-4C所示的是图3中实施例的捕风组件的构造步骤。图5所示的是图4D中实施例的顶视平面图。图6A和6B所示的是第三个实施例的转动过程。图7所示的是风光互补设备的电路图。
具体实施例方式图1所示的是本发明风光互补设备(5)的一个实施例的分解图。外部捕风组件
(10)由装配式或成形的外部结构构成。外部捕风组件(10)的外表面上设有固定的太阳能光伏电池板、薄膜、或类似合适的导电外层用于手机太阳能。太阳能按要求通过捕获电线网络进行传递以便使用。涡轮机组件(15)包括锚固基座(20)，固定到不可移动表面上；输出轴(25)，从锚固底座(20)上发出；涡轮机(35)，定位在输出轴(25)的轴上。图1所示的实施例中，输出轴(25)安装至少2套精密轴承。外部捕风组件(10)安装到涡轮机组件(15)上后，风光互补设备(5)的装配完成。外部捕风组件(10)中的轴承承窝(未示出)与涡轮机组件(15)输出轴(25)上的轴承固定
在一起。另一替代实施例中，捕风组件可直接固定在输出轴上，无需另外使用轴承、齿轮、滑轮或其它此类机械驱动系统将电能从涡轮机输送至发电机。组件设备(5)通过锚固基座(20)固定到合适的表面上。所述表面包括，但不限于，地面、屋顶、或其它牢固锚定本发明并避免不必要的运动的地点。另外，进行了所有必要的电气连接，以便将太阳能光伏电池板和涡轮机的输出通过电刷、导线或其它适于将电流输送至逆变器、整流器、控制面板、电池组或并网逆变器的此类方式。因此，设备可随时产生电能。电能可输送，例如，至储能器(如电池组)，或直接供给电网，或转移至浸没式水加热器。若无需电负载，产生的能量可消散到接地端。装配完且锚固底座(20)固定后,夕卜部捕风组件(10)上的光伏电池板暴露于直射阳光中。然后这些太阳能电池板将太阳能传递通过该系统，按要求转化成电能以供使用。风撞击外部捕风组件(10)上的捕风袋或捕风翼板(40)时，捕风带或捕风翼板(40)使捕风组件转动。由于外部捕风组件(10)通过轴承承窝与涡轮机组件(15)相连，因此风的动能使捕风组件开始转动时，涡轮组件也会转动。转动使涡轮机(35)开始发电，同时使外部捕风组件(10)的整个表面暴露于阳光中，进而提高光伏电池板的效率，涡轮机的输出对这一过程进行进一步增强。图2A-2C所示的是匹配图1中实施例使用的不同形状(70、75、80)的外部捕风组件的示例。这些示例仅为代表性示例，并不对风光互补设备(5)的范围进行限制。图2A所示的是圆锥形(70)外部捕风组件的平面图；图2B所示的是抛物喇叭形
(75)外部捕风组件的透视图；及图2C所示的是金字塔形(80)外部捕风组件的透视图。捕风袋或翼板(40)的数量至少为一。捕风袋或翼板(40)的形状能使捕风组件(10)转动。捕风组件的设计应能确保输出轴(25)的平稳转动。因此，捕风组件(10)的形状具有某种形式的围绕输出轴(25)的对称轴。其它形状的外部捕风组件可用于实现类似或可接受的结果，未示出的类似变体涵盖在该设备范围内。必须至少有一个翼板与风相互作用以引发转动和风力发电。对于单个翼板实施例，使用螺旋形圆锥形。该实施例要求单个翼板使用时应保持平稳。由于设备转动时必须保持平衡，任一数量的一般均匀成角度分布在锚固基座的周围以确保设备运行的一致性和平衡性。虽然翼板有最小数量限制，但无最大数量限制。一个、三个或四个可使捕风和暴露于阳光中达到最优组合。翼板无单一的最优形状，可采用各种不同的形式，从扁平、线形结构或面板到抛物弧线、圆弧或双圆弧。每种均考虑了截面形状的各种参数，围长、入口角、出口角或半径。翼板的构造、数量和形状均可改变以适应期望的应用。基于多种因素的改变包括，但不限于，风速、天气条件、地点、期望能量输出和现场位置(对于永久固定的应用)。本发明的一个实施例中，风光互补设备的翼板可由固态光伏电池板制成。设备吸收太阳能的部分可包括暴露于直射阳光和漫射过来的阳光中的任一外表面。翼板设计是以优化设备捕获风能的能力为基础的，太阳能捕获衬底是外表面的基本组成部分或附在外表面的所有或任一部分上。或者，风光互补设备的翼板也可由光伏电池板、电池、圆盘、导电外层、薄膜、喷雾或任一组合制成，且贴附在设备任一或所有外表面上。设备的这一替代结构可由各种塑料、热塑性塑料、尼龙或有色金属制成。具有捕获太阳能(光子)的光伏和其它衬底可以各种形式贴附在设备任一或所有外表面。现有的光伏材料可使用夹子、胶水、铆钉或该技术领域已知的其它紧固系统进行贴附。一些新型光伏材料的柔性足以以多种方式粘着在任何表面上，或喷撒在任何表面上，不论是平面还是曲面。四个翼板的捕风组件的构造示例如图3和4A-4D所示。图3所示的是四个翼板的捕风组件的主体固定到基座上所需的部件的切割模板或样板(88)。主体可为刚性光伏电池板，太阳能捕获这一功能通过刚性光伏电池板成为本发明设计的必需部分，因此，无需要装配单独的“太阳能部分”。这一设计考虑到了原材料的充分利用，无论是刚性光伏太阳能电池板、塑料、热塑性材料还是非金属。一替代实施例中，光伏电池板、电池、圆盘、导电外层、薄膜、喷雾或其任一组合可贴附在风光互补设备主体材料的任一或所有外表面上，其中，原材料的扁平状态如图3所示。采用夹子、胶水、粘合剂、热、压力、穿孔、层压还是该技术领域已知的其它方式来固定是根据风光互补设备主体所使用的原材料的类型和每种应用中所选用的光伏形式来确定的。若设备结构不是由固态太阳能电池板构成，设备可替代结构可由各种塑料、热塑性塑料、尼龙或有色金属制成。图3中模板或样板所描绘的单个部件的切割可采用该行业商业上可接受的在特定材料上进行该类作业的方法。 可通过锯切、剪切、切割、激光切割、放电加工机切割、水射流切割、线槽切割、冲切或该技术领域已知的其它方法将金属切割成特定要求的尺寸。可使用计算机数控刀具轨迹或现有技术已知的任何类似方法。可通过锯切、切割、水射流切割、成形、模塑或该技术领域已知的其它方法将塑料制成特定要求的尺寸。刚性光伏太阳能电池板可按模板或样本定制成特定要求的尺寸。柔性光伏太阳能电池板可通过切割、切片或成形以与模板或样板相符合。图4A-4C所示的是装配前捕风主体基本部件的分解图。图A4所示的两个三角形模板(90)是风光互补设备一个实施例的中心尾翼或翼板。它们可插入狭长槽轻易划入彼此的相对位置，从上面观察形成一个“X”形。中心尾翼固定在基座圆盘t旲板上(95 )，固定完成后，如图4B所不。图4C中，四个三角形模板(97)成约30°至约150°的角度固定在中心尾翼上，但最好与中心尾翼成约90°的角度以确保捕风效率最佳。一个较小的三角形支架(98)可用于将这四个模板的底部固定到基座圆盘模板上，从而形成四个明显的腔用于封装和捕获风能，这是与其它动能驱动涡轮机的不同之处。全部装配完成后，从上面观察，捕风组件类似于一个纸风车，如图5所示。捕风组件捕获的能量(由风能和太阳能构成)可输送，例如，至储能器(如电池组)，或直接供给电网，或转移至浸没式水加热器。若无需电负载，产生的能量可消散到接地端。太阳能和风能可转化成直流电(DC)以规定的电压范围储存在电池组中，供以后的某一时间使用。太阳能和风能可转化成交流电，直接并联到电网上或经过调节以供交流电器直接使用。太阳能通过光伏衬底收集，或其它某种可将阳光转化成电能的材料。衬底附在或贴在风光互补设备的外表面上；直射阳光或漫射过来的阳光，(通常不限于阳光)撞击衬底上的光子使电子流动。接着，形成的电流流过电路中铜或其它类型的导体，由电负载消耗或储存在电池中。电路中会包括一系列的元件，包括充电控制器、逆变器、开关、电容器或其它无源或有源元件，来控制或调节电流以达到期望的输出量。移动的气团(风)或其它动力作用于捕风组件时捕获风能，使捕风组件转动或旋转，捕风组件转动反过来驱动发电机。传统的风车或风力发电机中，设备必须调节其位置使风叶的最大横截面暴露于风中，因此设备为顺风型或逆风型。很多设备中，证明这一点很麻烦，因为需要风机发电机进行自我调节以与风向一致的区域会限制其在很多应用中的使用。本发明的风光互补设备设计可接收并适应于任一方向的风。传统风车或风力发电机中，经过机翼(叶片)的风的动能产生动升力，升动力使风车或风机转动，从而产生电能。若对传统三叶风力发电机扫风面积的横截面积进行检查，可以很明显地看到，流过扫风面积的可利用的风，只有很少部分与风叶接触。风叶面积与扫风面积之比小于3% ; S卩，流过风叶的可利用风能中，高达97%的风能未将其任何动能转化为电倉泛。与传统风力发电机设备不同的是，本风光互补设备通过将风能封装在逆风侧的“捕风袋”或“翼板”中并在“顺风”侧产生一个低压区-类似于游艇抢风行驶-来捕获风能、其所有势能和动能。如图6A和6B所示，分别示出了三个翼板风光互补设备在风动能的作用下转动的分解图和顶视平面图。为说明起见，图6A为设备顺风向，图6B为设备逆风向，左侧捕风袋或翼板“捕获”风时，设备顺时针转动。通过将风能封装在左侧尾翼腔内，该设备比只能利用流过叶片的风的传统风力发电机效率更高。该设计的一个效果是提供一种可捕获并将更高百分率的可利用风动能转化成可使用的电能的高效垂直风力发电机。该过程的结果是产生了一种绕中心轴或垂直轴转动的设备，该设备通过机械方式直接或间接地连接到能将动能转化为电能的发电机或机器上。捕风装置起到原动机的作用驱动电机轴转动，电机轴通常连接在铁芯上有一套绕组的电枢上。通过电磁感应，转轴使导体中产生一个电压，形成电动势(EMF)和电子流动。产生的电流通常为直流电或DC，进入电池储存前，通过按要求对电流进行调节和控制的电路输送。经逆变器的信号调节(如图7中的示例性电路图所示)，AC输出也直接或间接使用。该风光互补设备仅需要一个能源管理系统对风能和太阳能进行管理，如以下所述。图7为风光互补设备和其它系统元件之间的基本电路的图示。风光互补设备提供由风力发电和/或太阳能发电产生的直流电，且电流流过“充电控制器”或“能源管理系统(EMS)”。“EMS”的作用是调节风光互补设备输出进入电池系统的量，以确保不会因电池过充发生爆炸或其它危险。EMS确保电池达到峰值充电时电流转移至IJ “人工”或“卸荷”负载中。峰值电量通常为高于电池组额定输出约2V。图7中电路图所示的简易“家庭”式系统包括一个备用或后备发电机，该发电机可在风光互补设备或EMS发生灾难性故障时作为安全系统用于确保该家庭式系统仍能产生所需的电量。图7中的电路图是“固定、陆地”设备而非可移动或远程发电系统的示例。可为移动发电系统制作可替代电路布置图。风光互补设备可以是固定式的，也可放置在车辆上，如卡车、火车或公共汽车上。固定式风光互补设备不具限制性的应用示例包括:安装在灯柱上，利用设备产生的电能提供照明；安装在屋顶上，为建筑物或居住者提供电能；安装在基站塔或微波发射塔上，为手机的增音信号提供电能；或安装在任何合适的风大、阳光充足的地点，使这些地方可使用本地的电能或将电能供给电网。可移动风光互补设备不具限制性的应用示例包括:安装在小型拖车上，拖运到需要电能的偏远地点；或拖运到灾难现场或为需要电能的部署部队提供支持。另外，风光互补设备在运输过程中仍能转动发电，这样可随时使用电能。运输过程中产生的电能可在达到现场时从充满的电池中获取。可移动绿色能源可随时用于净化水、提供照明、电力通讯等。若风光互补设备安装在某个固定地点，而且这个地点没有风让设备转动将动能转化为电能，因此无法利用风能发电。在这些不定期风力发电中断情况下，该风光互补设备可利用各种类型的光伏电池板、导电外层、薄膜、电池或涂层捕获的太阳能发电。在一天中不同时间，太阳能发电的量随暴露于阳光中的太阳能电池面积的不同而不同。中午时分，风光互补设备的整个表面全暴露于直射阳光或漫射过来的可见光子中。太阳能的捕获不是由风光互补设备的旋转来决定。光伏电池板暴露于光(通常为阳光)中，太阳能因此而被捕获，无论设备是否旋转，总能利用光来产生电能。虽然以上对本发明的实施例进行了说明，但本发明并不限于此，并且，该发明领域的技术人员应清楚的是，很多改进只要不偏离本申请保护的本发明的范围均可构成该风光互补设备的一部分。结论上述内容构成对仅作为示例的特定实施例的说明。下面的权利要求书将对广义上的本发明及其更具体方面进行说明和定义。
权利要求
1.一种风光互补设备,包括: a)捕风组件,包括: i)一个或多个捕风翼板，均匀分布其中心轴圆周上；及 ii)太阳能捕获装置，设在捕风组件外表面上； 及 b)涡轮机组件，包括锚固基座、发电机和输出轴； 捕风组件可旋转地安装并连接在输出轴上；风光互补设备可将捕风组件利用的能量转化成电能，其中: 一个或多个捕风翼板与风之间的相互作用使捕风组件和涡轮机组件绕中心轴转动；捕风组件的外表面整个白天一直暴露于阳光中。
2.根据权利要求1所述的风光互补设备，其中，捕风组件具有: a)横截中心轴的横截面； b)沿中心轴的第一末端'及 c)沿中心轴的第二末端； 设计成横截面自第一末端至第二末端而逐渐缩小。
3.根据权利要 求1或2所述的风光互补设备，其中，太阳能捕获装置可从太阳能电池板、光伏电池板、电池、圆盘、导电外层、薄膜、喷雾或它们的任一组合。
4.根据权利要求3所述的风光互补设备，其中，太阳能捕获装置为柔性或刚性太阳能电池板。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的风光互补设备，其中，捕风组件为圆锥形、金字塔形或抛物喇叭形。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的风光互补设备，其中，捕风翼板的数量是三个或四个。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的风光互补设备，其中，捕风翼板为扁平面板、抛物弧线、圆弧或双圆弧。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的风光互补设备，其中，只有一个捕风翼板且捕风翼板为螺旋形。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的风光捕获设备，其中，电能被储存起来，输入到电网上，然后送往一个或多个电器，或其任一组合使用。
10.一种利用风光互补设备发电的方法，该方法包括: a)设置一个捕获风能的捕风组件，其中，捕风组件包括均匀分布在其中心轴圆周上的一个或多个捕风翼板； b)捕风组件可旋转地连接在涡轮机组件上，其中，涡轮机组件包括锚固基座、发电机和垂直输出轴组； c)太阳能捕获装置设置在捕风组件的表面上，捕风组件的外表面整个白天一直暴露于阳光中； d)通过锚固基座将捕风组件和涡轮机组件组合体固定到捕风组件表面上； e)风与一个或多个捕风翼板之间的相互作用使捕风组件和涡轮机组件绕中心轴转动；及f)设置一个可将捕风组件利用的能量转化成电能的电子线路。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，捕风组件具有: a)横截中心轴的横截面； b)沿中心轴的第一末端'及 c)沿中心轴的第二末端； 设计成横截面自第一末端至第二末端而逐渐缩小。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其中，太阳能捕获装置可从太阳能电池板、光伏电池板、电池、圆盘、导电外层、薄膜、喷雾或它们的任一组合。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，太阳能捕获装置为柔性或刚性太阳能电池板。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的方法，其中，捕风组件为圆锥形、金字塔形或抛物喇叭形。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的方法，其中，捕风翼板的数量是三个或四个。
16.根据权利要求10至15中任一项所述的方法，其中，捕风翼板为扁平面板、抛物弧线、圆弧或双圆弧。
17.根据权利要求10至16中任一项所述的方法，其中，电能被储存起来，输入到电网上，然后送往一个或多个电器，或其任一组合使用。
18.一种可再生能源设备，包括: a)捕风组件，包括一个或多个均匀分布在其中心轴圆周上的捕风翼板；及 b)涡轮机组件，包括锚固基座、发电机和输出轴； 捕风组件可旋转地安装并连接在输出轴上；风光互补设备可将捕风组件利用的能量转化成电能，其中:一个或多个捕风翼板与风之间的相互作用使捕风组件和涡轮机组件绕中心轴转动。
19.根据权利要求18所述的可再生能源设备，其中，捕风组件具有: a)横截中心轴的横截面； b)沿中心轴的第一末端'及 c)沿中心轴的第二末端； 设计成横截面自第一末端至第二末端而逐渐缩小。
20.根据权利要求18或19所述的可再生能源设备，其中，捕风组件为圆锥形、金字塔形或抛物喇叭形。
21.根据权利要求18至20中任一项所述的可再生能源设备，其中，捕风翼板的数量是三个或四个。
22.根据权利要求18至21中任一项所述的可再生能源设备，其中，捕风翼板为扁平面板、抛物弧线、圆弧或双圆弧。
23.根据权利要求18至22中任一项所述的可再生能源设备，其中，太阳能捕获组件进一步包括设在其表面上的太阳能捕获装置，捕风组件的外表面整个白天一直暴露于阳光中。
24.根据权利要求23所述的可再生能源设备，其中，太阳能捕获装置可从太阳能电池板、光伏电池板、电池、圆盘、导电外层、薄膜、喷雾或它们的任一组合。
25.根据权利要求24所述的可再生能源设备，其中，太阳能捕获装置为柔性或刚性太阳能电池板。
26.根据权利要求18至25中任一项所述的可再生能源设备，其中，电能被储存起来，输入到电网上，然后送往一个 或多个电器，或其任一组合使用。
全文摘要
本发明公开了一种风光互补设备，包括a)捕风组件，包括i)一个或多个捕风翼板，均匀分布其中心轴圆周上；及ii)太阳能捕获装置，设在捕风组件外表面上；以及c)涡轮机组件，包括锚固基座、发电机和输出轴；捕风组件可旋转地安装并连接在输出轴上；风光互补设备可将捕风组件利用的能量转化成电能，其中一个或多个捕风翼板与风之间的相互作用使捕风组件和涡轮机组件绕中心轴转动；捕风组件的外表面整个白天一直暴露于阳光中。
文档编号F16M11/00GK103109084SQ201180022980
公开日2013年5月15日 申请日期2011年4月29日 优先权日2010年4月29日
发明者托马斯·帕特里克·布莱森 申请人:托马斯·帕特里克·布莱森