CN106655982A - 一种风光互补式储能基站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风光互补式储能基站，包括光伏发电系统及若干风力发电机组，还包括基站储能箱，基站储能箱内设有用于储存光伏发电系统与风力发电机组所产生的电能的储能电池，光伏发电系统包括用于接收太阳光照辐射的太阳能电池板，风力发电机组包括交流发电机、与交流发电机的转子同轴连接的叶轮，叶轮包括轮轴及若干叶板。本发明的有益效果是：结构合理，有效利用环境中的能源进行发电，发电条件要求低、发电效果好，且可以储存产生的电能，可保障供电稳定性较好；具备自动追日能力，可更好地利用太阳能，提高发电量，储能电池可采用废弃的电动汽车废弃锂电池，有效综合利用社会资源。

Description

一种风光互补式储能基站

技术领域

本发明属于储能基站技术领域，尤其涉及一种风光互补式储能基站。

背景技术

随着通信技术的不断发展、突发性供电需求的不断增加，小型发电设施也得到了更多的引用。尤其是设置在野外、山区中的通信基站，由于供电成本较高，兼之所处环境恶劣，容易出现断电问题，所以配备小型发电设施也是十分必要的。目前野外、山区等处通信基站所配备的发电设施，发电形式比较单一，且产生的电能需要立即进行使用，在供电能力、供电稳定性等方面，均有所欠缺。

发明内容

本发明的第一目的是为了克服现有技术中的不足，提供了一种结构合理，能有效利用环境中的能源进行发电，发电条件要求低、发电效果好的风光互补式储能基站。

本发明在第一目的基础上的另一目的是为了克服现有技术中的不足，提供了一种，环境适应性强，且可以储存产生的电能，可保障供电稳定性好的风光互补式储能基站。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种风光互补式储能基站，包括光伏发电系统及若干风力发电机组，还包括基站储能箱，基站储能箱内设有用于储存光伏发电系统与风力发电机组所产生的电能的储能电池，光伏发电系统包括用于接收太阳光照辐射的太阳能电池板，风力发电机组包括交流发电机、与交流发电机的转子同轴连接的叶轮，叶轮包括轮轴及若干叶板，在一个风力发电机组中：轮轴竖直布置，叶板竖直布置且叶板沿轮轴周向均匀分布，叶板与轮轴连接。

作为优选，所述基站储能箱上设有若干防雷装置，防雷装置包括避雷针及浪涌保护器。

作为优选，所述基站储能箱上设有若干通讯天线，防雷装置与通讯天线一一对应，通讯天线包括天线架及天线本体，天线架与基站储能箱连接，防雷装置设置在对应通讯天线的天线架上，防雷装置所在位置高于通讯天线所在位置。

作为优选，所述太阳能电池板处在基站储能箱上方，基站储能箱上设有电池板支撑架，电池板支撑架上设有由伺服电机驱动的主动齿轮，太阳能电池板上设有与主动齿轮啮合的从动齿轮，从动齿轮上设有与从动齿轮同轴固定的齿轮转轴，齿轮转轴与电池板支撑架转动配合。

作为优选，所述齿轮转轴轴线平行于太阳能电池板板面，从动齿轮设置在太阳能电池板底部。

作为优选，所述基站储能箱上设有日照传感器，日照传感器连接一电机控制器，电机控制器连接伺服电机。

作为优选，所述风力发电机组还包括外机壳，外机壳包括机壳本体及机壳顶板，外机壳上端设有开口，机壳顶板封住开口，叶轮通过联动轴与交流发电机的转子同轴连接，机壳顶板包括由外向内依次连接的刚性外环板、弹性中环板及可相对联动轴上下滑动的刚性内圆板，刚性内圆板水平布置，刚性内圆板上设有轴孔，联动轴穿过轴孔且联动轴与轴孔之间转动配合，基站储能箱内设有保持轴承，保持轴承的外圈与基站储能箱固定，保持轴承的内圈与联动轴配合连接。

作为优选，所述联动轴上设有与联动轴同轴连接的保护遮挡环板，保护遮挡环板顶面上任意两点中：远离联动轴的一点低于靠近联动轴的一点。

作为优选，所述基站储能箱外设有冰点感应缸，冰点感应缸内设有充有水的弹性水囊，基站储能箱内设有双反馈缸，双反馈缸内设有与双反馈缸滑动密封配合的上反馈活塞及与双反馈缸滑动密封配合的下反馈活塞，上反馈活塞处在下反馈活塞上方，上反馈活塞与下反馈活塞将双反馈缸内部分隔成由上至下依次排布的上腔、中腔及下腔，中腔通过油管与冰点感应缸内连通，冰点感应缸内、油管内及中腔内充满液压油，上反馈活塞上设有上活塞杆，上活塞杆下端连接上反馈活塞，上活塞杆上端接触刚性内圆板底面，下反馈活塞上设有下活塞杆，下活塞杆上端连接下反馈活塞，下活塞杆下端设有冰点反馈板，基站储能箱内设有处在冰点反馈板下方的反馈固定座，反馈固定座上设有若干竖直布置的反馈弹簧，反馈弹簧上端连接冰点反馈板，反馈弹簧下端连接反馈固定座，基站储能箱内设有用于测知刚性内圆板位置变化的第一位置传感器及用于测知冰点反馈板位置变化的第二位置传感器，刚性内圆板上设有电加热器，电加热器连接一单片机，单片机连接第一位置传感器，单片机连接第二位置传感器。

作为优选，所述第一位置传感器为激光传感器/红外传感器；所述第二位置传感器为激光传感器/红外传感器。

本发明的有益效果是：结构合理，有效利用环境中的能源进行发电，发电条件要求低、发电效果好，且可以储存产生的电能，可保障供电稳定性较好；具备自动追日能力，可更好地利用太阳能，提高发电量，储能电池可采用废弃的电动汽车废弃锂电池，有效综合利用社会资源(动力锂电容量低于80％就不能应用在汽车上，但并不代表其已经失去价值，可以将其应用在基站等设施上)。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明叶轮处的结构示意图；

图3是本发明主动齿轮及从动齿轮处的结构示意图；

图4是本发明实施例2的局部结构示意图；

图5是图4中双反馈缸处的结构示意图。

图中：基站储能箱1、太阳能电池板21、电池板支撑架22、主动齿轮23、从动齿轮24、齿轮转轴25、叶轮31、轮轴31a、叶板31b、联动轴32、保持轴承33、保护遮挡环板34、防雷装置4、通讯天线5、天线架51、天线本体52、机壳顶板6、刚性外环板61、弹性中环板62、刚性内圆板63、冰点感应缸71、弹性水囊711、双反馈缸72、上腔72a、中腔72b、下腔72c、上反馈活塞721、上活塞杆721a、下反馈活塞722、下活塞杆722a、油管73、冰点反馈板74、反馈固定座741、反馈弹簧742。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

实施例1：如图1至图3所示的实施例中，一种风光互补式储能基站，包括光伏发电系统及若干风力发电机组，还包括基站储能箱1，基站储能箱内设有用于储存光伏发电系统与风力发电机组所产生的电能的储能电池，光伏发电系统包括用于接收太阳光照辐射的太阳能电池板21，风力发电机组包括交流发电机、与交流发电机的转子同轴连接的叶轮31，叶轮包括轮轴31a及若干叶板31b，在一个风力发电机组中：轮轴竖直布置，叶板竖直布置且叶板沿轮轴周向均匀分布，叶板与轮轴连接。光伏发电系统属于现有技术，其是利用太阳能电池直接将太阳能转换成电能的发电系统。它的主要部件是太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器。光伏发电方式是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能，光电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。交流发电机包括转子和定子，本发明中驱动转子的结构为叶轮等结构。

所述基站储能箱上设有若干防雷装置4，防雷装置包括避雷针及浪涌保护器。防雷装置可以进行防雷和保护，避免本发明在雷雨天气中受损。

所述基站储能箱上设有若干通讯天线5，防雷装置与通讯天线一一对应，通讯天线包括天线架51及天线本体52，天线架与基站储能箱连接，防雷装置设置在对应通讯天线的天线架上，防雷装置所在位置高于通讯天线所在位置。通讯天线可以是2G天线、4G天线等。

所述太阳能电池板处在基站储能箱上方，基站储能箱上设有电池板支撑架22，电池板支撑架上设有由伺服电机驱动的主动齿轮23，太阳能电池板上设有与主动齿轮啮合的从动齿轮24，从动齿轮上设有与从动齿轮同轴固定的齿轮转轴25，齿轮转轴与电池板支撑架转动配合。通过伺服电机的带动，主动齿轮可以转动，从而可以带动从动齿轮与齿轮转轴一起转动，从而改变太阳能电池板的角度，以对光照角度、方向进行适应性调节。从而可更好地利用太阳能，提高发电效果。

所述齿轮转轴轴线平行于太阳能电池板板面，从动齿轮设置在太阳能电池板底部。

所述基站储能箱上设有日照传感器，日照传感器连接一电机控制器，电机控制器连接伺服电机。通过日照传感器和电机控制器的控制,可在不同的时间段启动电机，由伺服电机驱动,带动太阳能光伏板(太阳能电池板板)进行对日旋转。

光伏发电系统可以利用太阳能进行光伏发电，并将电能储存在储能电池中。本发明所处环境不一定会经常具有定向的风，也有可能会经常风力不足。风力发电机组可以利用风力发电，当有一定强度的风吹过基站时，可以带动叶轮旋动(正反转都可以发电)，从而带动交流发电机的转子转动并产生电能，产生的电能可以直接进行供电，也可以储存至储能电池中。

与现有技术相比，本发明可采用模块化安装，通过追日系统充分有效的利用太阳能和风能，减少对市电的依赖，节能减排，集成度高，紧凑可靠，并且可利用电动汽车废弃锂电池，有效综合利用社会资源。

实施例2：本实施例的基本结构及实施方式同实施例1，其不同之处在于，如图4至图5中所示，所述风力发电机组还包括外机壳，外机壳包括机壳本体及机壳顶板6，外机壳上端设有开口，机壳顶板封住开口，叶轮通过联动轴32与交流发电机的转子同轴连接，机壳顶板包括由外向内依次连接的刚性外环板61、弹性中环板62及可相对联动轴上下滑动的刚性内圆板63，刚性内圆板水平布置，刚性内圆板上设有轴孔，联动轴穿过轴孔且联动轴与轴孔之间转动配合，基站储能箱内设有保持轴承33，保持轴承的外圈与基站储能箱固定，保持轴承的内圈与联动轴配合连接。弹性中环板可由橡胶或其它弹性材料制成。由于弹性中环板具有一定弹性，因此与之相连的刚性内圆板允许在受到外力时适当上下滑动(机壳顶板包括由外向内依次连接的刚性外环板、弹性中环板及可相对联动轴上下滑动的刚性内圆板)。

所述联动轴上设有与联动轴同轴连接的保护遮挡环板34，保护遮挡环板顶面上任意两点中：远离联动轴的一点低于靠近联动轴的一点。可以防止雨水、杂质直接落到联动轴与外机壳的接触位置，对本发明进行保护。

所述基站储能箱外设有冰点感应缸71，冰点感应缸内设有充有水的弹性水囊711，基站储能箱内设有双反馈缸72，双反馈缸内设有与双反馈缸滑动密封配合的上反馈活塞721及与双反馈缸滑动密封配合的下反馈活塞722，上反馈活塞的滑动方向为上下方向，下反馈活塞的滑动方向为上下方向，上反馈活塞处在下反馈活塞上方，上反馈活塞与下反馈活塞将双反馈缸内部分隔成由上至下依次排布的上腔72a、中腔72b及下腔72c，中腔通过油管73与冰点感应缸内连通，冰点感应缸内、油管内及中腔内充满液压油，上反馈活塞上设有上活塞杆721a，上活塞杆下端连接上反馈活塞，上活塞杆上端接触刚性内圆板底面，下反馈活塞上设有下活塞杆722a，下活塞杆上端连接下反馈活塞，下活塞杆下端设有冰点反馈板74，基站储能箱内设有处在冰点反馈板下方的反馈固定座741，反馈固定座上设有若干竖直布置的反馈弹簧742，反馈弹簧上端连接冰点反馈板，反馈弹簧下端连接反馈固定座，基站储能箱内设有用于测知刚性内圆板位置变化的第一位置传感器及用于测知冰点反馈板位置变化的第二位置传感器，刚性内圆板上设有电加热器，电加热器连接一单片机，单片机连接第一位置传感器，单片机连接第二位置传感器。

所述第一位置传感器为激光传感器/红外传感器；所述第二位置传感器为激光传感器/红外传感器。

弹性水囊可以由橡胶等弹性材料制成。电加热器可以是电加热丝、电热风机等各种现有技术中常规的加热器，只要能实现加热解冻即可。

本发明所处环境多为户外、山区、野外(城市中通常供电充足，不是很需要这样的小型储能型基站)，或是多作为家用。天冷时，基站储能箱内的结构由于具有基站储能箱的保护，且水气很难进入基站储能箱内，所以不易结冰。而一些处在基站储能箱外的运动结构(如联动轴处在基站储能箱外的部分、叶轮等)不是持续运动，就容易结冰冻住，从而影响工作。其中，叶轮等部件上，即使结冰，也不影响其转动、运动。但联动轴与轴孔的配合处(尤其是朝向外界的一侧)，一旦冻住，就会导致整个风力发电机组无法工作。本实施例中，一旦外界温度下降至水能够结冰时，处在外界环境中的冰点感应缸内的水(在弹性水囊中)会率先结冰，从而弹性水囊体积变大，冰点感应缸内的一部分液压油(液压油冰点较低，水结冰时液压油不会结冰，若想保障冰点感应缸具有高灵敏度，可以选用冰点低于零下20度甚至零下30度的液压油)被压出，并进入双反馈缸内的中腔中，上反馈活塞受到向上的力，下反馈活塞受到向下的力，此时分三种情况：

第一种情况，联动轴与轴孔的配合处未被冻住，下活塞杆带动冰点反馈板下移(反馈弹簧变形压缩)，第二位置传感器将冰点反馈板下移信号传输至单片机，则可判断外界已达到结冰温度，上活塞杆顶动刚性内圆板上移(弹性中环板变形拉伸)，第一位置传感器将刚性内圆板上移信号传输至单片机，可判断联动轴与轴孔的配合处未被冻住；

第二种情况，联动轴与轴孔的配合处被冻住，下活塞杆带动冰点反馈板下移了(反馈弹簧变形压缩)，第二位置传感器将冰点反馈板下移信号传输至单片机，则可判断外界已达到结冰温度，上活塞杆无法顶动刚性内圆板上移(刚性内圆板被冻住)，第一位置传感器将刚性内圆板未上移信号传输至单片机，可判断联动轴与轴孔的配合处被冻住，单片机控制电加热装置启动工作一段时间，进行解冻；

第三种情况，联动轴与轴孔的配合处被冻住，下活塞杆带动冰点反馈板下移了(反馈弹簧变形压缩)，第二位置传感器将冰点反馈板下移信号传输至单片机，则可判断外界已达到结冰温度，上活塞杆顶动刚性内圆板上移(弹性中环板变形拉伸)，联动轴与轴孔的配合处的冰被拉碎，第一位置传感器将刚性内圆板上移信号传输至单片机，可判断联动轴与轴孔的配合处未被冻住(虽然实际是先冻住后“破冰”的，但由于不需要启动电加热装置，所以直接判断为联动轴与轴孔的配合处未被冻住是合理的)。

Claims (10)

1.一种风光互补式储能基站，包括光伏发电系统及若干风力发电机组，其特征是，还包括基站储能箱，基站储能箱内设有用于储存光伏发电系统与风力发电机组所产生的电能的储能电池，光伏发电系统包括用于接收太阳光照辐射的太阳能电池板，风力发电机组包括交流发电机、与交流发电机的转子同轴连接的叶轮，叶轮包括轮轴及若干叶板，在一个风力发电机组中：轮轴竖直布置，叶板竖直布置且叶板沿轮轴周向均匀分布，叶板与轮轴连接。

2.根据权利要求1所述的一种风光互补式储能基站，其特征是，所述基站储能箱上设有若干防雷装置，防雷装置包括避雷针及浪涌保护器。

3.根据权利要求2所述的一种风光互补式储能基站，其特征是，所述基站储能箱上设有若干通讯天线，防雷装置与通讯天线一一对应，通讯天线包括天线架及天线本体，天线架与基站储能箱连接，防雷装置设置在对应通讯天线的天线架上，防雷装置所在位置高于通讯天线所在位置。

4.根据权利要求1所述的一种风光互补式储能基站，其特征是，所述太阳能电池板处在基站储能箱上方，基站储能箱上设有电池板支撑架，电池板支撑架上设有由伺服电机驱动的主动齿轮，太阳能电池板上设有与主动齿轮啮合的从动齿轮，从动齿轮上设有与从动齿轮同轴固定的齿轮转轴，齿轮转轴与电池板支撑架转动配合。

5.根据权利要求4所述的一种风光互补式储能基站，其特征是，所述齿轮转轴轴线平行于太阳能电池板板面，从动齿轮设置在太阳能电池板底部。

6.根据权利要求4或5所述的一种风光互补式储能基站，其特征是，所述基站储能箱上设有日照传感器，日照传感器连接一电机控制器，电机控制器连接伺服电机。

7.根据权利要求1所述的一种风光互补式储能基站，其特征是，所述风力发电机组还包括外机壳，外机壳包括机壳本体及机壳顶板，外机壳上端设有开口，机壳顶板封住开口，叶轮通过联动轴与交流发电机的转子同轴连接，机壳顶板包括由外向内依次连接的刚性外环板、弹性中环板及可相对联动轴上下滑动的刚性内圆板，刚性内圆板水平布置，刚性内圆板上设有轴孔，联动轴穿过轴孔且联动轴与轴孔之间转动配合，基站储能箱内设有保持轴承，保持轴承的外圈与基站储能箱固定，保持轴承的内圈与联动轴配合连接。

8.根据权利要求7所述的一种风光互补式储能基站，其特征是，所述联动轴上设有与联动轴同轴连接的保护遮挡环板，保护遮挡环板顶面上任意两点中：远离联动轴的一点低于靠近联动轴的一点。

9.根据权利要求7或8所述的一种风光互补式储能基站，其特征是，所述基站储能箱外设有冰点感应缸，冰点感应缸内设有充有水的弹性水囊，基站储能箱内设有双反馈缸，双反馈缸内设有与双反馈缸滑动密封配合的上反馈活塞及与双反馈缸滑动密封配合的下反馈活塞，上反馈活塞处在下反馈活塞上方，上反馈活塞与下反馈活塞将双反馈缸内部分隔成由上至下依次排布的上腔、中腔及下腔，中腔通过油管与冰点感应缸内连通，冰点感应缸内、油管内及中腔内充满液压油，上反馈活塞上设有上活塞杆，上活塞杆下端连接上反馈活塞，上活塞杆上端接触刚性内圆板底面，下反馈活塞上设有下活塞杆，下活塞杆上端连接下反馈活塞，下活塞杆下端设有冰点反馈板，基站储能箱内设有处在冰点反馈板下方的反馈固定座，反馈固定座上设有若干竖直布置的反馈弹簧，反馈弹簧上端连接冰点反馈板，反馈弹簧下端连接反馈固定座，基站储能箱内设有用于测知刚性内圆板位置变化的第一位置传感器及用于测知冰点反馈板位置变化的第二位置传感器，刚性内圆板上设有电加热器，电加热器连接一单片机，单片机连接第一位置传感器，单片机连接第二位置传感器。

10.根据权利要求9所述的一种风光互补式储能基站，其特征是，所述第一位置传感器为激光传感器/红外传感器；所述第二位置传感器为激光传感器/红外传感器。