CN106050535A - 雨水发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种雨水发电系统，包括：具有预设高度且用于蓄存雨水的蓄水箱；与蓄水箱的出口连通的第一楼房雨水管；位于蓄水箱下方的水轮发电机；一端与水轮发电机的进水口连通的第一连接管，第一连接管的另一端与第一楼房雨水管连通。本发明公开的雨水发电系统中，蓄水箱内的雨水通过第一楼房雨水管、第一连接管进入水轮发电机，水轮发电机利用雨水进行发电，则应用上述雨水发电系统时，在现有的楼房雨水管上增设连接管即可完成改造，较现有技术相比，有效减小了改造难度，减少了改造工作量，从而减小了雨水发电系统的应用难度。

Description

雨水发电系统
技术领域
本发明涉及发电技术领域，更具体地说，涉及一种雨水发电系统。
背景技术
随着能源短缺问题的日益严重，雨水发电逐渐被应用。雨水发电主要是利用楼房上的雨水。
现有的雨水发电系统，为了利用楼房上的雨水，需要对楼房上的楼房雨水管进行改造，改造难度较大，导致雨水发电系统的应用难度较大。
综上所述，如何提供一种雨水发电系统，以减小其应用难度，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种雨水发电系统，以减小其应用难度。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种雨水发电系统，包括：
具有预设高度且用于蓄存雨水的蓄水箱；
与所述蓄水箱的出口连通的第一楼房雨水管；
位于蓄水箱下方的水轮发电机；
一端与所述水轮发电机的进水口连通的第一连接管，所述第一连接管的另一端与所述第一楼房雨水管连通。
优选地，所述蓄水箱位于楼房的顶部，所述蓄水箱的出口通过第二连接管与所述第一楼房雨水管连通。
优选地，所述蓄水箱内的雨水通过第二楼房雨水管引入，所述第二楼房雨水管的进口裸露在楼房的顶部。
优选地，上述雨水发电系统还包括设于所述蓄水箱内的水位控制器。
优选地，上述雨水发电系统还包括：与所述水位控制器相连且能够显示所述蓄水箱的水位的显示器，与所述水位控制器相连且用于报警的报警器。
优选地，上述雨水发电系统还包括与所述水轮发电机相连的蓄电池，所述蓄电池用于蓄存所述水轮发电机所发出的电。
优选地，上述雨水发电系统还包括：能够与所述水轮发电机相连的稳压装置，与所述稳压装置相连的变压装置。
优选地，所述蓄水箱采用聚乙烯材料制作，且所述蓄水箱通过滚塑一次成型。
优选地，所述水轮发电机为斜击式水轮发电机。
优选地，上述雨水发电系统还包括：
用于存储所述水轮发电机排出的雨水的储水结构，所述储水结构与所述水轮发电机的排水口连通；
用于过滤雨水的过滤装置，所述过滤装置位于所述水轮发电机的上游。
本发明提供的雨水发电系统中，蓄水箱内的雨水通过第一楼房雨水管、第一连接管进入水轮发电机，水轮发电机利用雨水进行发电，则应用上述雨水发电系统时，在现有的楼房雨水管上增设连接管即可完成改造，较现有技术相比，有效减小了改造难度，减少了改造工作量，从而减小了雨水发电系统的应用难度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的雨水发电系统的示意图。
图1中：
1为蓄水箱、2为水轮发电机、3为第一楼房雨水管、4为第一连接管、5为储水结构、6为蓄电池、7为用电设备。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供的雨水发电系统，包括：蓄水箱1，第一楼房雨水管3，第一连接管4和水轮发电机2；其中，蓄水箱1具有预设高度且用于蓄存雨水；；水轮发电机2位于蓄水箱1下方且利用雨水发电；第一楼房雨水管3与蓄水箱1的出口连通；第一连接管4的一端与水轮发电机2的进水口连通，第一连接管4的另一端与第一楼房雨水管3连通。
可以理解的是，预设高度为设定值，在实际应用过程中，对于该预设高度的具体数值可根据楼房的高度或者其他要求进行设定，本发明实施例对此不做限定。第一楼房雨水管3为楼房现有的楼房雨水管。
上述雨水发电系统中，雨水自蓄水箱1流出后，通过第一楼房雨水管3和第一连接管4进入水轮发电机2，雨水冲击水轮发电机2的叶轮，使得叶轮发生转动，与叶轮固定相连的转轴随之转动，水轮发电机2的发电机与转轴相连，则转轴的转动带动发电机发电。
本发明实施例提供的雨水发电系统中，蓄水箱1内的雨水通过第一楼房雨水管3、第一连接管4进入水轮发电机2，水轮发电机2利用雨水进行发电，则应用上述雨水发电系统时，在现有的楼房雨水管上增设连接管即可完成改造，较现有技术相比，有效减小了改造难度，减少了改造工作量，从而减小了雨水发电系统的应用难度。
同时，本发明实施例提供的雨水发电系统，减小了改造难度，减少了改造工作量，则相应地，减小了上述雨水发电系统的成本。
上述雨水发电系统应用时，为了利用大部分雨水，只保留一个楼房雨水管导通，其他的楼房雨水管均被堵住，当然，也可预留几个楼房雨水管以备急用。
上述雨水发电系统所发的电，可供用电设备7使用，该用电设备7可为照明设备，也可为水泵、电机等部件，本发明实施例对此不做限定。
上述雨水发电系统中，蓄水箱1可安装在楼房的顶部，这样，雨水直接落在蓄水箱1内，此时，蓄水箱1的出口通过第二连接管与第一楼房雨水管3连通。
上述蓄水箱1还可设置在楼房顶部以下的位置，例如楼房顶层的下一层。此时，蓄水箱1通过支架固定在楼房；蓄水箱1内的雨水通过第二楼房雨水管引入，第二楼房雨水管的进口裸露在楼房的顶部。可以理解的是，第二楼房雨水管为楼房现有的楼房雨水管。此时，蓄水箱1串接在现有的楼房雨水管上。
为了提高安全性和发电效率，上述雨水发电系统还包括：设于蓄水箱1内的水位控制器。具体地，当蓄水箱1的水位到达第一预设水位时，水位控制器控制蓄水箱1向水轮发电机2供水；当蓄水箱1的水位到达第二预设水位时，水位控制器控制蓄水箱1停止向水轮发电机2供水；其中，第一预设水位高于第二预设水位。
在实际应用过程中，可根据实际需要对第一预设水位和第二预设水位进行设定，例如第一预设水位为蓄水箱1的最高水位的80％，第二预设水位为蓄水箱1的最高水位的10％，当然，也可选择其他值，本发明实施例对第一预设水位和第二预设水位的具体值不做限定。
上述雨水发电系统，能够对蓄水箱1的排水进行自动控制，保证了水轮发电机2的持续运转以及发电的连续性、稳定性。
为了降低成本，便于控制，优先选择上述水位控制器为浮球阀或者电子水位控制器。当然，也可选择水位控制器为其他部件，并不局限于此。
上述雨水发电系统中，也可利用水位检测器、控制器和截止阀来代替水位控制器，具体地，水位检测器检测蓄水箱1的水位，截止阀设于蓄水箱1出口处，或者截止阀串接于第一连接管4，控制器根据水位检测器的检测信号控制截止阀的开启和关闭。
为了便于使用，上述雨水发电系统还包括：显示器和报警器，其中，显示器与水位控制器相连且能够显示蓄水箱1的水位，报警器与水位控制器相连且用于报警。
可以理解的是，显示器与水位控制器信号连接，水位控制器检测到的水位信息发送给显示器，显示器将接收到的水位信息显示出来，这样，工作人员可远程查询蓄水箱1的水位；同时，报警器与水位控制器信号连接，当水位到达第三预设水位时，报警器进行报警。其中，第一预设水位高于第三预设水位，可选择第三预设水位与第二预设水位相同，还可选择第三预设水位低于第二预设水位。
上述显示器可为手机，也可为电脑等，上述报警器可为蜂鸣器或者灯，本发明实施例对显示器和报警器的具体类型不做限定。
由于雨水量受季节性和气候性影响，则雨水具有不连续性和不稳定性，则上述雨水发电系统的发电量较小且具有不连续性和不稳定性。为了保证用电设备7正常工作，上述雨水发电系统还包括与水轮发电机2相连的蓄电池6，该蓄电池6用于蓄存水轮发电机2所发出的电。
上述雨水发电系统，利用蓄电池6将水轮发电机2所发出的电能蓄起来，便于使用。
需要使用上述雨水发电系统的电能时，需要在蓄电池6上连接逆变器，利用逆变器将蓄电池6的直流电能变为交流电能，将蓄电池6的低电压变为高电压。具体地，逆变器将蓄电池6的直流12V变为交流220V。
优选地，上述蓄电池6的电压为12V，蓄电池6的容量为100AH。
当雨水较多且连续时，水轮发电机2所发的电较稳定和连续，此时，可直接利用水轮发电机2所发的电。具体地，上述雨水发电系统还包括：能够与水轮发电机2连的稳压装置，与稳压装置相连的变压装置。
需说明的是，稳压装置和变压装置将水轮发电机2发出的电进行调节，以满足使用要求。稳压装置和变压装置均为现有技术，本文对二者的结构不再赘述。当可以直接使用水轮发电机2发出的电时，连接稳压装置与变压装置，以及变压装置与稳压装置；其中，用电设备7与变压装置相连。
上述雨水发电系统，可以将旱季为数不多的发电量用蓄电池6蓄起来，待到需要时使用，如用于应急照明；在夏季雨水量足够多可以发出可观的连续的电量的情况下，可以将发出来的电通过稳压和变压之后直接使用，例如使用于小区地下停车场，路灯照明，风扇用电等。
优选地，上述蓄水箱1采用聚乙烯材料制作，这样，该蓄水箱1具有卫生轻便、坚固耐腐蚀、耐震耐撞击、防紫外线不易老化等优点。进一步地，蓄水箱1通过滚塑一次成型，方便了生产和制造。当然，也可选择蓄水箱1为其他材料，并不局限于此。
对于蓄水箱1的大小可根据实际需要进行设计，例如，蓄水箱1的直径为2200mm，蓄水箱1的容腔垂直高度为2100mm，蓄水箱1的总高为2550mm，蓄水箱1的盖径为600mm，蓄水箱1的接口直径为50mm。当然，也可选择蓄水箱1的尺寸为其他，并不局限于此。
优选地，上述水轮发电机2为斜击式水轮发电机。具体地，斜击式水轮发电机具有体积小、重量轻、结构简单、运行可靠、安装使用方便等特点，最适合于具有微小水力资源的地方使用，且价格相对其他类型水轮机低，所以优先选择水轮发电机2为斜击式水轮发电机。
对于斜击式水轮发电机的型号和性能，可根据实际需要进行选择，例如，斜击式水轮发电机的功率为3000W，斜击式水轮发电机的水头为15-30m，斜击式水轮发电机的流量为0.025m3/s，斜击式水轮发电机的电压为220V，斜击式水轮发电机的频率为1000R/M，当然也可选择上述参量为其他值，并不局限于此。
上述雨水发电系统中，为了便于安装，优先选择水轮发电机2设置于地面。
进一步地，上述雨水发电系统还包括储水结构5，该储水结构5用于存储水轮发电机2排出的雨水。可以理解的是，储水结构5与水轮发电机2的排水口连通。这样，水轮发电机2排出的水可再次利用，实现了雨水回收利用。例如一个比较长的周期里雨水量比较小且呈间断性，储水结构5存储了一定量的雨水，该雨水可通过管道排出，用于冲厕、浇灌或者洗路等。
上述雨水发电系统，具有雨水发电和雨水回收利用两个功能，二者构成一个完整的节能系统。
上述储水结构5可为储水箱，也可为储水池，为了降低成本，优先选择储水结构5为储水池。可以理解的是，储水池即为在地面挖出的池子。
雨水中通常带有异物，为了避免异物影响水轮发电机2发电以及堵塞管道，上述雨水发电系统还包括：用于过滤雨水的过滤装置，该过滤装置位于水轮发电机的上游。具体地，当蓄水箱1设置在楼顶时，过滤装置设置在蓄水箱1内或者第二连接管内；当蓄水箱1串接在楼房雨水管上时，过滤装置设置在第二楼房雨水管的进口端或者第二楼房雨水管的上游。
对于过滤装置的具体结构，可根据实际需要进行设计，本发明实施例对此不做限定。
上述雨水发电系统中，蓄水箱1的成本在4000元左右，水位控制器的成本为30-80元，斜击式水轮发电机的成本在1600元左右，蓄电池6的成本在400元左右，若预计上述雨水发电系统的安装成本在4000元左右，则上述雨水发电系统的总成本在10000元左右。
以楼房的屋顶面积为6000m2，楼高为20m，年降水量为1800mm计算。假设雨水在管道内的平均流速为u＝2m/s,雨水管径d＝120mm,管长L＝20m,取水温为20℃，斜击式水轮发电机的效率为80％，楼顶雨水回收率为95％，上述雨水发电系统全年的雨水发电量大概为348KWh。以高峰期电价1元/度，可知1年可节省用电348元，以水价为1.32元/立方米，若回收利用20％的雨水量即2000立方米，则可节省水费2640元，那么一年可节省水电费2988元。那么，上述雨水发电系统四到五年即可回收成本。假设该地区有1000座高楼安装此系统，则每年可发电348000度，可节约自来水2000000m3。
上述雨水发电系统，利用建筑本身所附带的楼房雨水管，是雨水沿管道留下的过程带动水轮发电机2发电，积少成多，化整为零。产生的电能将用于高楼的公共设施如楼道应急照明灯，路灯等；上述雨水发电系统选用的管道的布置和规格，与高楼原有的楼房雨水管的设计比较吻合，尺寸相当，与工程实际结合比较紧密，在不改变原来建筑物的排水结构上安装，相对于现有的雨水发电系统，实际安装较简便，投资相对较小。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种雨水发电系统，其特征在于，包括：
具有预设高度且用于蓄存雨水的蓄水箱(1)；
与所述蓄水箱(1)的出口连通的第一楼房雨水管(3)；
位于所述蓄水箱(1)下方的水轮发电机(2)；
一端与所述水轮发电机(2)的进水口连通的第一连接管(4)，所述第一连接管(4)的另一端与所述第一楼房雨水管(3)连通。
2.根据权利要求1所述的雨水发电系统，其特征在于，所述蓄水箱(1)位于楼房的顶部，所述蓄水箱(1)的出口通过第二连接管与所述第一楼房雨水管(3)连通。
3.根据权利要求1所述的雨水发电系统，其特征在于，所述蓄水箱(1)内的雨水通过第二楼房雨水管引入，所述第二楼房雨水管的进口裸露在楼房的顶部。
4.根据权利要求1所述的雨水发电系统，其特征在于，还包括设于所述蓄水箱(1)内的水位控制器。
5.根据权利要求4所述的雨水发电系统，其特征在于，还包括：与所述水位控制器相连且能够显示所述蓄水箱(1)的水位的显示器，与所述水位控制器相连且用于报警的报警器。
6.根据权利要求1所述的雨水发电系统，其特征在于，还包括与所述水轮发电机(2)相连的蓄电池(6)，所述蓄电池(6)用于蓄存所述水轮发电机(2)所发出的电。
7.根据权利要求1所述的雨水发电系统，其特征在于，还包括：能够与所述水轮发电机(2)相连的稳压装置，与所述稳压装置相连的变压装置。
8.根据权利要求1所述的雨水发电系统，其特征在于，所述蓄水箱(1)采用聚乙烯材料制作，且所述蓄水箱(1)通过滚塑一次成型。
9.根据权利要求1所述的雨水发电系统，其特征在于，所述水轮发电机(2)为斜击式水轮发电机。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的雨水发电系统，其特征在于，还包括：
用于存储所述水轮发电机(2)排出的雨水的储水结构(5)，所述储水结构(5)与所述水轮发电机(2)的排水口连通；
用于过滤雨水的过滤装置，所述过滤装置位于所述水轮发电机(2)的上游。
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