CN101942921A - 风光互补型新能源通信塔 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风光互补型新能源通信塔,包括:塔体,可为现有的各种通信塔塔体结构;风光互补发电系统,整合设置于所述通信塔上,所述风光互补发电系统包括风力发电机组以及太阳能发电机组,能够进行风力发电以及太阳能发电,并供电能给通信基站使用,使通信基站能够脱离传统的电能供应依赖,可适应多种环境,并且可减少资源消耗,有利于环境保护。

Description

风光互补型新能源通信塔
技术领域
[0001] 本发明涉及一种新能源通信塔,特别是一种风光互补型新能源通信塔,可利用风 能及太阳能。
背景技术
[0002] 随着科技水平的提高,通信技术作为一种与工业现代化生产以及人们日常生活息 息相关的科学技术,其发展也是日新月异,特别是近些年来,通信技术的发展速度更是突飞 猛进,可以说,目前通信技术在各个生产技术领域、各种行业以及人们生活的方方面面都扮 演着非常重要的角色。
[0003] 但是,在通信行业蓬勃发展的同时,其本身所具有的缺陷也逐渐的显现出来,例 如,通信运营之所以能够实现其强大的信息传输功能,与其所设置的通信塔、基站是密不可 分的,随着通信业对功能要求的标准越来越高以及所覆盖的范围越来越广,近年来通信塔 的设置数量急剧增加,这就使得通信塔的耗电量变得十分巨大,据不完全统计,2007年中国 仅GSM通信塔基站耗电量就接近32亿千瓦时,耗电费用将近20亿元,是一个很庞大的浪 费,电能消耗在通信企业的能源消耗中占有绝对比重,约占移动通信网络运营总体耗电量 的70%左右,一方面对于通信运营商而言,如此巨大的电能消耗很大程度的提高了运营成 本以及“能耗支出占收入比”,对运营商的机构运作以及发展都十分的不利;另一方面,从国 家倡导建设节约型社会的大方面来讲,节能减排以及低碳工程一直都是整个社会努力的目 标,在这种社会大环境下,上述严重的浪费现象便显得尤为格格不入,不符合国家总体产业 规划以及环境规划的要求,根据通信塔自身的特点进行合理的改进以降低能源消耗势在必 行。
[0004] 另外,通信塔、基站等由于其占地面积较大以及考虑到电磁辐射等因素,不宜设置 于城市内部,一般来说都是设置于城市边缘,并且随着通信所覆盖的地域范围越来越大,在 一些偏远山区或者环境较为恶劣的地带也需要设置通信塔,而这些地区的电力供应系统往 往都不是很发达,较难保证通信塔的大耗电量设备正常运行,例如缺水、缺燃料以及交通不 便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带,能源供应问题一直得不到良好的解决,以致在 这些地区仍无法设置通信塔,致使无法实现通信功能。但是在这类地域,新型能源如风能、 太阳能等的储量往往都是非常丰富的,有鉴于上述情况,本设计人借其多年相关领域的技 术经验以及丰富的相关专业知识,不断的研发改进,并经大量的实践验证,提出了本发明的 风光互补型新能源通信塔的技术方案。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种风光互补型新能源通信塔,可利用自然界的风能及太 阳能进行发电,从而为通信基站供能,可减少资源消耗,有利于环境保护。
[0006] 为了实现上述目的,本发明提供了一种风光互补型新能源通信塔,包括:塔体;风 光互补发电系统,整合设置于所述通信塔上,所述风光互补发电系统能够进行风力发电以及太阳能发电并供电能给所述通信塔使用。
[0007] 上述的风光互补型新能源通信塔,其中,所述风光互补发电系统包括:风力发电机 组,设置于所述塔体,能进行风力发电;太阳能发电机组,设置于所述塔体,能进行太阳能发 电;蓄电池组,用于存储电能;控制器,与所述风力发电机组、太阳能发电机组及蓄电池组 均相连接,所述控制器还连接所述通信塔的耗能元件,所述控制器接收所述风力发电机组 和太阳能发电机组所发的电能,控制所述蓄电池组的充电和过放电保护,并向所述通信塔 的耗能元件供能。
[0008] 上述的风光互补型新能源通信塔,其中,所述风光互补发电系统还包括耗能负载, 连接于所述控制器,所述耗能负载用于消耗所述风力发电机组及太阳能发电机组所发出的 多余电能。
[0009] 上述的风光互补型新能源通信塔,其中,所述风力发电机组具有风机,所述风机固 设于所述塔体上并能受风力驱动而在所述塔体上转动,从而使所述风力发电机组发电。
[0010] 上述的风光互补型新能源通信塔,其中,所述风机包括风叶部以及轴杆部,所述轴 杆部水平设置,所述风叶部垂直的设置于所述轴杆部上并能在所述轴杆部上旋转,所述风 机通过一支架部而固接于所述塔体,所述支架部包括:水平直连杆,其一端固接于所述塔 体,另一端固接所述轴杆部,所述水平直连杆与所述轴杆部相互垂直;水平斜连杆,其一端 固接于所述塔体,另一端固接所述轴杆部或所述水平直连杆,所述水平斜连杆与所述轴杆 部之间具有一锐角夹角。
[0011] 上述的风光互补型新能源通信塔,其中,所述支架部还包括:支撑杆,其一端固接 于所述塔体,并与所述塔体在竖直方向上具有一锐角夹角,所述支撑杆另一端固接于所述 轴杆部或者所述水平直连杆。
[0012] 上述的风光互补型新能源通信塔,其中,所述风机包括风叶部以及轴杆部,所述轴 杆部水平设置,所述风叶部垂直的设置于所述轴杆部上并能在所述轴杆部上旋转,所述风 机通过一支架部而固接于所述塔体,所述支架部包括:两组水平直连杆和水平斜连杆组合, 每一组所述水平直连杆和水平斜连杆组合均包括一个水平直连杆及一个水平斜连杆,且所 述水平直连杆均一端固接于所述塔体,所述水平斜连杆均一端固接于所述塔体,而其另一 端固接于相应的所述水平直连杆,所述两组水平直连杆和水平斜连杆组合设于所述塔体上 的不同高度位置,且两个所述水平直连杆位置上下相对,两个所述水平斜连杆位置上下相 对;安装杆,设置于所述两组水平直连杆和水平斜连杆组合之间,所述安装杆上端连接于上 方的所述水平直连杆,下端连接于下方的所述水平直连杆,所述风机的轴杆部安装于所述 安装杆上,且所述轴杆部与所述水平直连杆方向垂直。
[0013] 上述的风光互补型新能源通信塔,其中,所述支架部还包括:两个支撑杆,所述两 支撑杆的一端均固接于所述塔体,并与所述塔体在竖直方向上具有一锐角夹角,而另一端 则分别固接于上方的所述水平直连杆以及下方的所述水平直连杆。
[0014] 上述的风光互补型新能源通信塔,其中,所述风机设有多个,每一所述风机对应安 装于一所述支架部,所述多个风机均布设置于所述塔体周围且在水平方向上为顺时针或者 逆时针同向设置。
[0015] 上述的风光互补型新能源通信塔,其中,所述太阳能发电机组具有太阳能板,固设 于所述塔体上,所述太阳能板能吸收太阳光并通过所述太阳能发电机组将所吸收的太阳能转化为电能。
[0016] 上述的风光互补型新能源通信塔,其中,所述太阳能板固设于所述塔体的节段相 接处。
[0017] 上述的风光互补型新能源通信塔,其中,所述塔体为单管塔、三管塔或角钢塔。
[0018] 由上述可知,本发明的风光互补型新能源通信塔具有以下的优点及特点:
[0019] 1、本发明的风光互补型新能源通信塔能够利用风能以及太阳能等新型能源为通 信基站供电,可合理解决通信塔能耗大,依靠传统电能供应将造成较大能源浪费的问题。
[0020] 2、本发明的风光互补型新能源通信塔能够大幅的降低通信运营的成本,为通信运 营商乃至整个通信行业都节省了资源以及资本,对企业而言能够增强其市场竞争力,获得 更好的发展前景。
[0021] 3、本发明的风光互补型新能源通信塔利用风能以及太阳能等新能源,绿色无污 染,且储量丰富,甚至可以说是取之不尽,用之不竭,符合国家倡导建设节约型社会、节能减 排以及低碳的一系列目标。
[0022] 4、本发明的风光互补型新能源通信塔依靠自然新能源,摆脱了传统电力供能的束 缚,使在电力供应系统不甚发达的地区,也能够建设通信塔及基站并保证其能源供应,这也 使某些信号一直无法覆盖的地区有了实现通信的可能,有助于扩大通信覆盖地域。
[0023] 5、本发明的风光互补型新能源通信塔主要利用通信塔自身的高度优势,采用风能 和太阳能相结合的发电方式供给通信基站相关设备所需用电,可保持良好的系统供能连续 性和稳定性,并同时节省了建筑成本以及占地面积。
附图说明
[0024] 以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释,并不限定本发明的范围
[0025] 图1为本发明风光互补型新能源通信塔一实施例的整体示意图;
[0026] 图2为本发明风光互补型新能源通信塔的风光互补发电系统结构示意图;
[0027] 图3为本发明风光互补型新能源通信塔一实施例的风机安装俯视示意图;
[0028] 图4为本发明风光互补型新能源通信塔一实施例的风机安装结构立面示意图;
[0029] 图5为本发明风光互补型新能源通信塔另一实施例的风机安装结构立面示意图。
[0030] 主要元件标号说明:
[0031] 100新能源通信塔
[0032] 1 塔体
[0033] 10支架部
[0034] 11水平直连杆
[0035] 12水平斜连杆
[0036] 13支撑杆
[0037] 14安装杆
[0038] 2风光互补发电系统
[0039] 21风力发电机组
[0040] 211 风机
[0041] 2111 风叶部
6[0042] 2112 轴杆部
[0043] 22太阳能发电机组
[0044] 221太阳能板
[0045] 23控制器
[0046] 24蓄电池组
[0047] 25耗能负载
[0048] 26直流耗能元件
[0049] 27交流耗能元件
[0050] 28逆变器
具体实施方式
[0051] 为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图说明本发 明的具体实施方式,但其仅为优选实施例,并不用来限制本发明的实质范围。
[0052] 请参考图1,为本发明风光互补型新能源通信塔一实施例的整体示意图,如图所 示,本发明的风光互补型新能源通信塔100主要包括:通信塔塔体1以及风光互补发电系 统2,风光互补发电系统2整合设置于通信塔上,其可将自然界的风能、太阳能转化为电能 并供通信塔及其相关通信设备工作使用,其中通信塔可根据需要选择为单管塔、三管塔、角 钢塔或者其他所需要的通信塔种类,并不做限制;而风光互补发电系统2又包括风力发电 机组21以及太阳能发电机组22,以分别进行风力发电以及太阳能发电,并将所发电能传输 至通信基站使用,风力发电机组21以及太阳能发电机组22设置于塔体1,例如可直接固设 于塔体1上。
[0053] 请结合图1参考图2,图2为本发明风光互补型新能源通信塔的风光互补发电系统 结构示意图,如图所示,风光互补发电系统2包括有:风力发电机组21、太阳能发电机组22、 控制器23以及蓄电池组24,其中风力发电机组21用于风力发电,太阳能发电机组22用于 太阳能发电,二者均连接于控制器23。
[0054] 风力发电机组21具有风机211,风机211固设于通信塔塔体1上,借助通信塔的 高度优势,风机211能够受风力驱动而在塔体1上转动,从而使风力发电机组21进行发电, 请结合参考图3、图4以及图5,其中图3为本发明风光互补型新能源通信塔的一实施例的 风机安装俯视示意图,图4为本发明风光互补型新能源通信塔一实施例的风机安装结构立 面示意图,在该实施例中塔体1上设置有四个风机211,四个风机211均布设置于塔体1周 围,可设置于同一水平面,但也可设置于不同平面层,并不作限制。
[0055] 如图3所示,风机211进一步包括风叶部2111以及轴杆部2112,轴杆部2112水 平设置,风叶部2111垂直的设置于轴杆部2112上并能在轴杆部2112上旋转,风机211通 过一支架部10而固接于塔体1,支架部10包括水平直连杆11、水平斜连杆12以及支撑杆 13,水平直连杆11的一端固接于塔体1,另一端固接轴杆部2112,水平直连杆11与轴杆部 2112相互垂直,水平斜连杆12的一端固接于塔体1,另一端固接轴杆部2112或水平直连杆 11,水平斜连杆12与轴杆部2112以及水平直连杆11之间均具有一锐角夹角,通过水平直 连杆11与水平斜连杆12的综合作用可承担风机211的水平风向载荷,根据风机的挡风面 积以及风压变化系数可选择相应刚度的水平直连杆11与水平斜连杆12,并设计二者之间
7的夹角。
[0056] 如图4所示,支撑杆13 —端固接于塔体1,并与塔体1在竖直方向上具有一锐角 夹角,支撑杆13另一端固接于轴杆部2112或者水平直连杆11,通过支撑杆13的作用,可 承担风机211的竖直静载荷,根据风机211的安装数量和使用的材料,来相应的选择支撑杆 13的刚度。
[0057] 风机211通过水平直连杆11、水平斜连杆12以及支撑杆13的综合作用而固接于 塔体1上,水平直连杆11、水平斜连杆12以及支撑杆13与塔体1可采用焊接或者螺栓连接 等方式进行固接,四个风机211对应的通过四组支架部10而分别固设于塔体1上,四个风 机211均布设置于塔体1周围,并且四个风机211在水平方向上为顺时针(或者逆时针)同 向设置,也就是说,在水平的顺时针(或者逆时针)方向上,四个风机211均是风叶部2111 位于轴杆部2112前方(或后方),此种结构设计可适应风向多变的情况,可保证在风向变化 的情况下总有一个或几个风机211进行工作,保持持续性发电,提供能源的利用率。
[0058] 当然在其他的实施例中,根据实际需要,风机211的设置数量可任意调整,且风机 211的设置方向也可作相应调整,例如在常年风向较为固定的地区,可根据该固定风向设置 风机211的方位,以提高发电效率。
[0059] 风机的安装高度需要综合考虑实际的竖直载荷、水平载荷、塔体强度以及当地的 风力状况等等因素来确定。
[0060] 请参考图5,为本发明风光互补型新能源通信塔另一实施例的风机安装结构立面 示意图,本实施例的风机安装俯视示意图与图3相同,如图所示,本实施例与上述实施例的 区别在于,本实施例中,对应于一个风机211的支架部10包括有两组水平直连杆11和水平 斜连杆12组合,每一组水平直连杆11和水平斜连杆12组合均包括一个水平直连杆11及 一个水平斜连杆12,且水平直连杆11均一端固接于塔体1,水平斜连杆12均一端固接于塔 体1,另一端固接于水平直连杆11,两组水平直连杆和水平斜连杆组合设于塔体1上的不同 高度位置,且两个水平直连杆11位置上下相对,两个水平斜连杆12位置上下相对;安装杆 14,设置于两组水平直连杆和水平斜连杆组合之间,安装杆14上端连接于上方的水平直连 杆11,连接于下方的水平直连杆11,优选的安装杆14为竖直设置,风机211的轴杆部2112 安装于安装杆14上,且轴杆部2112与水平直连杆11的方向垂直,为了增加水平直连杆11 竖直方向的稳固程度,还可加设两个支撑杆13,两支撑杆13的一端均固接于塔体1,并与塔 体1在竖直方向上具有一锐角夹角,而另一端分别固接于上方的水平直连杆11以及下方的 水平直连杆11,本实施例的优点在于能够承受更大的水平风向载荷,在风力较大的地区避 免风机以及各连接杆件的损坏,并保证其正常工作,本实施例的其他技术特征以及技术效 果与上述的实施例相同,在此便不再赘述。
[0061] 请再参考图1,太阳能发电机组22具有太阳能板221,太阳能板211用于吸收太阳 光并通过太阳能发电机组22将所吸收的太阳能转化为电能,太阳能板221可直接固设于塔 体1上,考虑到太阳能板221的自重以及风载荷,优选的可将其固设于塔体1的节段相接 处,因为塔体1的节段相接处强度较高,可以承受较重的载荷。太阳能板221的设置高度以 及设置方位等可根据通信塔的实际设计方案以及当地的常年日照情况来加以调整。一般来 说,为了充分利用当地的太阳能,太阳能板221设置有多个,形成一太阳能板的阵列。图1中 所示仅为太阳能板与风机组合设置的一种形式,根据实际的需要,太阳能板与风机的组合设置形式可多种多样,例如风机可设置于太阳能板上方或者设于两层太阳能板之间等等, 太阳能板以及风机的设置数量也可进行调整。
[0062] 请再参考图2,控制器23为整个风光互补发电系统2的控制装置,其可固设于塔体 1或者设置于通信塔内部,控制器23连接风力发电机组21、太阳能发电机组22以及蓄电池 组24,以接收风力发电机组21和太阳能发电机组22所发的电能,并控制对蓄电池组24进 行充电和过放电保护,蓄电池组24主要用于存储电能。另外,控制器23同时还具备系统赋 予其的监控功能,例如对通信塔中的耗能元件供能,并对电能的输出消耗起到调节与分配 的作用,通信塔中的耗能元件与控制器23相连,例如直流耗能元件26可直接与控制器23 相连,交流耗能元件27通过逆变器28与控制器23相连,当然,向通信塔耗能元件供电的形 式可多种多样,可根据实际情况来进行设置,其相关的技术已为本领域技术人员所熟知,在 此便不再赘述。
[0063] 另外,在另一实施例中,风光互补发电系统2还可包括一耗能负载25,连接于控制 器23,用于消耗发电机组发出的多余电能,耗能负载25可设置于塔体1上或者通信塔内部, 比如在持续大风时,风力发电机组持续发电会产生多余的电能,而蓄电池组24的容量有 限,持续对其充电以致过饱和会对蓄电池组24造成损伤,特别是在比较偏僻的环境中多余 的电能又无处输送或者释放,因此需要通过耗能负载25来消耗发电机组发出的多余电能, 在具体应用中,耗能负载25可采用纯电阻电路的形式来对发电产生的多余功率进行吸收。
[0064] 通过将以上风光互补发电系统应用在通信塔的电力供应上,可以根据用户的用电 负荷情况和资源条件进行系统容量的合理配置,既可以保证通信基站供电的可靠性,又可 以降低发电系统的造价。面对各种复杂的环境和用电要求,风光互补发电系统都可以做出 最优化的系统设计方案来满足电信运营商的要求,并为其降低成本。
[0065] 由上述可知,本发明的风光互补型新能源通信塔通过在通信塔上整合设置风力发 电机组以及太阳能发电机组,综合了风力和太阳能两个发电系统的特点和优势,取长补短, 互相补充,更好地保证了供电系统的可靠性;节约了通信塔基站运行的用电成本;充分利 用当地自然条件,转化可再生能源为可利用的电能,减少了碳排放量,环保无污染。
[0066] 以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式,并非用以限定本发明的范围。任何 本领域的技术人员,在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改,均 应属于本发明保护的范围。

Claims (12)

  1. 一种风光互补型新能源通信塔,其特征在于,所述通信塔包括:塔体;风光互补发电系统,整合设置于所述通信塔上,所述风光互补发电系统能够进行风力发电以及太阳能发电并供电能给通信基站使用。
  2. 2.根据权利要求1所述的风光互补型新能源通信塔,其特征在于,所述风光互补发电 系统包括:风力发电机组,设置于所述塔体,能进行风力发电;太阳能发电机组,设置于所述塔体,能进行太阳能发电;蓄电池组,用于存储电能;控制器,与所述风力发电机组、太阳能发电机组及蓄电池组均相连接,所述控制器还连 接所述通信基站的耗能元件,所述控制器接收所述风力发电机组和太阳能发电机组所发的 电能,控制所述蓄电池组的充电和过放电保护,并向所述耗能元件供能。
  3. 3.根据权利要求2所述的风光互补型新能源通信塔,其特征在于,所述风光互补发电 系统还包括耗能负载,连接于所述控制器,所述耗能负载用于消耗所述风力发电机组及太 阳能发电机组所发出的多余电能。
  4. 4.根据权利要求2所述的风光互补型新能源通信塔,其特征在于,所述风力发电机组 具有风机,所述风机固设于所述塔体上并能受风力驱动而在所述塔体上转动,从而使所述 风力发电机组发电。
  5. 5.根据权利要求4所述的风光互补型新能源通信塔,其特征在于,所述风机包括风叶 部以及轴杆部,所述轴杆部水平设置,所述风叶部垂直的设置于所述轴杆部上并能在所述 轴杆部上旋转,所述风机通过一支架部而固接于所述塔体,所述支架部包括:水平直连杆,其一端固接于所述塔体,另一端固接所述轴杆部,所述水平直连杆与所述 轴杆部相互垂直;水平斜连杆,其一端固接于所述塔体,另一端固接所述轴杆部或所述水平直连杆,所述 水平斜连杆与所述轴杆部之间具有一锐角夹角。
  6. 6.根据权利要求5所述的风光互补型新能源通信塔,其特征在于,所述支架部还包括:支撑杆,其一端固接于所述塔体,并与所述塔体在竖直方向上具有一锐角夹角,所述支撑杆另一端固接于所述轴杆部或者所述水平直连杆。
  7. 7.根据权利要求4所述的风光互补型新能源通信塔,其特征在于,所述风机包括风叶 部以及轴杆部,所述轴杆部水平设置,所述风叶部垂直的设置于所述轴杆部上并能在所述 轴杆部上旋转,所述风机通过一支架部而固接于所述塔体,所述支架部包括:两组水平直连杆和水平斜连杆组合,每一组所述水平直连杆和水平斜连杆组合均包括 一个水平直连杆及一个水平斜连杆,且所述水平直连杆均一端固接于所述塔体,所述水平 斜连杆均一端固接于所述塔体,而其另一端固接于相应的所述水平直连杆,所述两组水平 直连杆和水平斜连杆组合设于所述塔体上的不同高度位置,且两个所述水平直连杆位置上 下相对,两个所述水平斜连杆位置上下相对;安装杆,设置于所述两组水平直连杆和水平斜连杆组合之间,所述安装杆上端连接于 上方的所述水平直连杆,下端连接于下方的所述水平直连杆,所述风机的轴杆部安装于所 述安装杆上,且所述轴杆部与所述水平直连杆方向垂直。
  8. 8.根据权利要求7所述的风光互补型新能源通信塔,其特征在于,所述支架部还包括: 两个支撑杆,所述两支撑杆的一端均固接于所述塔体,并与所述塔体在竖直方向上具有一锐角夹角,而另一端则分别固接于上方的所述水平直连杆以及下方的所述水平直连 杆。
  9. 9.根据权利要求5或7所述的风光互补型新能源通信塔,其特征在于,所述风机设有多 个,每一所述风机对应安装于一所述支架部,所述多个风机均布设置于所述塔体周围且在 水平方向上为顺时针或者逆时针同向设置。
  10. 10.根据权利要求2所述的风光互补型新能源通信塔,其特征在于,所述太阳能发电机 组具有太阳能板,固设于所述塔体上,所述太阳能板能吸收太阳光并通过所述太阳能发电 机组将所吸收的太阳能转化为电能。
  11. 11.根据权利要求10所述的风光互补型新能源通信塔,其特征在于,所述太阳能板固 设于所述塔体的节段相接处。
  12. 12.根据权利要求1所述的风光互补型新能源通信塔,其特征在于,所述塔体为单管 塔、三管塔或角钢塔。
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