摘要：本发明利用雨水由高到低损失的重力势能转换为动能再通过发电机转换为电能的原理，将发电的涡轮重新设计及优化，使装置可在无水流流过涡轮时，利用风力发电，为高层小区路灯供电，达到环保节能的目的。发电后，照明路灯采用单片机控制亮暗程度，人性化地节约了产生的电能。
关键词：发电；双动力；风力；雨水；节能；环保
一、双动力风力及雨水发电装置研究背景及意义
我国的发电规模比较单一，主要以大型发电厂为主，生活中小型发电情况不多。针对我国目前与本装置类似的发明存在未考虑涡轮与发电线圈之间的密闭性，以及涡轮与水管的堵塞情况，效率不高，同时未考虑无水时不能发电等问题，此项装置都有所改进，对于提高发电效率，改善发电性能有很大的帮助。我国十分重视在高层建筑节能措施，主要集中在建筑材料方面，雨水流下管道并没有突破性的利用，此装置的设计是对建筑上的节能措施一种新的尝试。本设计突破了传统的发电模式，对于带动发电领域的产出方式多元化有重要的影响。
二、双动力风力及雨水发电装置的结构和功能
本装置命名为“双动力风力及雨水发电装置”。采用涡轮机装置，并具有排除水中杂质的功能，从而避免装置发生故障，另一方面净化雨水，处理后的水可以用于植物的绿化，发电机的涡轮上设有风车式叶片，固定于涡轮转轴中间，发电机与涡轮之间设有挡水板，可防止废水冲击时激起的水花溅到发电机上，以保护电机，本装置正常使用，需要对路灯进行改装，采用单片机处理，与路灯直接与电能储蓄装置相连，路灯开关采用声控与光控开关，自动控制路灯的工作状态，有效节约电能同时，保证照明顺利完成。涡轮外壳采用半敞开式，在无水流状态时，风从外壳前上部吹入从后下部流出，发电机后部连接有电能储蓄装置，可提供32V电压。当单片机控制当路灯熄灭时，其亮度缓慢减弱，当人离开时随着声音的降低亮度逐渐变暗，以免突然熄灭，不仅对路灯的寿命有损耗，同时失去了照明的作用。
三、双动力风力及雨水发电装置具体运行方式
图中：1-下水管道，2-发电机装置管壁，3-轴承盖板，4-固定轴承，5-涡轮旋转轴，6-排水管集流板，7-管接头，8-涡轮，9-挡水板，10-引线孔，11-发电机，12-发电机散热保护罩，13、14-发电机固定装置
四、具体实施方式
如图1所示，管接头7将发装置管壁2与下水管道1连接在一起；当降雨时，排水管集流板6将下水管1流下的废水集中排下，冲击旋转涡轮8，废水（雨水）的重力势能转化为涡轮8的动能，使旋转水轮带动旋转轴5旋转，将动能通过发电机11转化为电能。当没有水流流过涡轮时，利用风力发电，风通过涡轮外壳进入装置中带动涡轮旋转，将风能转化为电能。涡轮8设计外形与纸风车外形相似。
当从下水管道中流下的雨水含有杂质时，可顺水轮旋转，利用水流与大型杂质随涡轮旋转时脱离涡轮的位置与时间的不同性，设计有储污槽。大部分杂质被过滤，可在排水管道下方安装集雨桶，收集雨水以供绿化洗车之用。
废水发电装置发出的电能经过电源线连接到蓄电池，将电能储存下来。蓄电池的输出端通过逆变器，将蓄电池内的电能转换成与路灯相匹配的形式。路灯通过光控开关与声控开关控制。同时，在路灯熄灭时，采用单片机控制，使其逐渐变暗，不至于出现路灯忽然变暗，给行人带来不便。
参考文献：
[1]游亚戈.我国海洋波浪能的发展进展[J].中国科技成果，2006（2）：17-19.
[2]李允武.海洋能源开发[M].海洋出版社，2008.
[3]盛松伟，游亚戈，马玉久.一种波浪能实验装置水动力学分析与优化设计[J].海洋工程，2006，24（3）：107-112.
[4]张峰，游亚戈，吴必军，李甫杰.中国海洋能专利研究[J].可再生能源，2007，25（2）：79-81.
[5]宫敬远等，风电场工程技术手册，机械工业出版社2004.04
[6]孟强，潘建，孟丽，双馈变速恒频风电系统矢量控制分析，节能，2003，23（11）
[7]李晶，变速恒频双馈风电机组动态模型及控制策略的研究，华北电力大学博士论文，2005.01
[8]R.Gasch，J.Twele，WindPower，SolarPraxisAG.，2002.07
[9]叶启明，大型风电机组系统的结构与特点，华中电力，2002，（2）
[10]赵斌，许洪华，大型风电机组的软并网控制系统，新能源，2000（12）
论文作者:刘畅
论文发表刊物:《电力设备》2017年第3期
论文发表时间:2017/4/25
标签：涡轮论文; 装置论文; 电能论文; 路灯论文; 雨水论文; 发电机论文; 风力论文; 《电力设备》2017年第3期论文;