CN109951137A - 一种能自保护的海上风光互补发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能自保护的海上风光互补发电装置，包括壳体、风力发电装置、复数个太阳能发电板以及设置在壳体内部的联动结构；所述风力发电装置包括复数个阻力型扇叶、转轴和发电机；所述发电机设置于所述壳体底端内壁，所述转轴一端穿设入所述壳体并通过联轴器与发电机的转子固定连接，各所述阻力型扇叶间隔固定设置于所述转轴位于所述壳体外部的侧壁上；所述壳体的外侧壁上开设契槽，所述契槽与所述太阳能发电板的形状相同，各所述太阳能发电板分别铰接于各契槽的顶端；联动结构通过若干连杆机构分别铰接太阳能发电板，其在无风时候，通过连杆机构撑开各太阳能发电板，当风力增大时，通过连杆机构回收各所述太阳能发电板，直至收纳进契槽内。

Description

一种能自保护的海上风光互补发电装置

技术领域

本发明涉及一种能自保护的海上风光互补发电装置，属于新能源发电装置技术领域。

背景技术

近些年，新能源发电技术在不断发展，传统的风光互补发电系统是建立在陆地，而对于海上的设备供电一直存在一定的短板。

一些海上设备已经装配了太阳能发电，比方说一些海上航标，然而太阳能发电存在着环境的限制，在阴雨天气和日照不强的季节发电不足，电能供不应求，电池过放，严重影响设备的使用。

海上无地貌建筑的阻挡、风大浪大，在恶劣天气下风会更大，也就是说风能在太阳能比较匮乏的时候比较丰富，这样以来两者的能量峰值是可以互补的，因此可以将二者结合，用风光互补发电代替传统的太阳能发电。风光互补发电系统具有环保、无污染、免维护、安装使用方便等特点，符合海上设备应用要求。

海上风大浪大，张开的太阳能板很容易被风破坏，所以有必要设计一种机构，在满足同时对太阳能、风能两种能源进行采集发电的情况下又能对自身结构进行保护。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种能自保护的海上风光互补发电装置，通过摆锤离心运动，利用滚动轴承实现连接套筒进行上下直线运动，进而实现太阳能发电板伸缩，利用风能、太阳能两个能量捕获系统的联动，能达到装置的自保护作用，增长装置的使用寿命，又能有效地开发利用可在生能源，促进能源的可持续发展。

本发明的技术方案如下：

一种能自保护的海上风光互补发电装置，包括壳体、风力发电装置、复数个太阳能发电板以及设置在壳体内部的联动结构；所述风力发电装置包括复数个阻力型扇叶、转轴和发电机；所述发电机固定设置于所述壳体底端内壁，其包括转子和定子，所述转轴一端垂直穿设入所述壳体并通过联轴器与所述发电机的转子固定连接，各所述阻力型扇叶间隔固定设置于所述转轴位于所述壳体外部的侧壁上；所述壳体的外侧壁上开设有与所述太阳能发电板数量对应的契槽，所述契槽与所述太阳能发电板的形状相同，各所述太阳能发电板分别铰接于各所述契槽的顶端；所述联动结构通过若干连杆机构分别铰接太阳能发电板，其在无风时候，通过连杆机构完全撑开各所述太阳能发电板，当风力渐渐增大时，通过连杆机构慢慢回收各所述太阳能发电板，直至收纳进所述契槽内。

进一步的，所述联动结构包括复数个摆锤、上套筒以及下套筒；各所述摆锤远离锤头的一端间隔铰接于所述转轴的侧壁上；所述上套筒的外侧壁设有与所述摆锤数量一致的连接杆，各所述连接杆的一端与所述上套筒铰接，另一端分别与各所述摆锤摆杆的中部铰接，所述上套筒内侧壁与一滚珠轴承过盈配合形成一整体，所述滚珠轴承内侧壁与一直线轴承的外侧壁上端过盈配合，所述直线轴承套设在所述转轴上并位于各所述摆锤下方；所述下套筒套设在所述直线轴承的下端与所述直线轴承过盈配合；所述连杆机构两端分别与下套筒和太阳能发电板的底部铰接，各所述连杆机构一端随所述下套筒上升或下降，另一端拉动或推动各所述太阳能发电板转动。

进一步的，所述连杆机构包括直角杆、固定杆和连动杆，所述直角杆的一端铰接于所述下套筒的外侧壁，所述固定杆一端与所述直角杆的直角端铰接，另一端固定于所述壳体的内侧壁上，所述连动杆的一端与所述直角杆的另一端铰接，连动杆的另一端从所述契槽穿出壳体与所述太阳能发电板的内表面铰接。

进一步的，所述太阳能发电板有六个，所述壳体的形状为六面体。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明一种能自保护的海上风光互补发电装置，通过摆锤离心运动，利用滚动轴承实现下套筒进行上下直线运动，进而实现太阳能发电板伸缩，能达到装置的自保护作用，增长装置的使用寿命，又能有效地开发利用可在生能源，促进能源的可持续发展。

2、本发明一种能自保护的海上风光互补发电装置，能同时采集风能和太阳能进行发电，并且，在风力足够大时，太阳能发电板能够缩回契槽内，防止太阳能发电板损坏。

附图说明

图1为本发明的外部结构示意图；

图2为本发明的内部结构示意图；

图3为连杆机构的结构示意图；

图4为套筒处的放大示意图。

图中附图标记表示为：

1、壳体；11、契槽；21、阻力型扇叶；22、转轴；23、发电机；24、联轴器；3、太阳能发电板；411、摆锤；412、上套筒；413、下套筒；414、滚珠轴承；415、直线轴承；416、连接杆；42、连杆机构；421、直角杆；422、固定杆；423、连动杆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。

参见图1至图4，一种能自保护的海上风光互补发电装置，包括壳体1、风力发电装置、复数个太阳能发电板3以及设置在壳体内部的联动结构；所述风力发电装置包括复数个阻力型扇叶21、转轴22和发电机23；所述发电机23固定设置于所述壳体1底端内壁，其包括转子和定子，所述转轴22一端垂直穿设入所述壳体1并通过联轴器24与所述发电机23的转子固定连接，各所述阻力型扇叶21间隔固定设置于所述转轴22位于所述壳体1外部的侧壁上；所述壳体1的外侧壁上开设有与所述太阳能发电板3数量对应的契槽11，所述契槽11与所述太阳能发电板3的形状相同，各所述太阳能发电板3分别铰接于各所述契槽11的顶端；所述联动结构通过若干连杆机构42分别铰接太阳能发电板3，其在无风时候，通过连杆机构42完全撑开各所述太阳能发电板3，当风力渐渐增大时，通过连杆机构42慢慢回收各所述太阳能发电板3，直至收纳进所述契槽11内。

进一步的，所述联动结构包括复数个摆锤411、上套筒412以及下套筒413；各所述摆锤411间隔铰接于所述转轴22的侧壁上，随所述转轴22旋转，各所述摆锤411向上转动；所述上套筒的外侧壁设有与所述摆锤411数量一致的连接杆416，各所述连接杆416的一端与所述上套筒412铰接，另一端分别与各所述摆锤411的中部铰接，为了实现转轴22旋转而保证下套筒413只做直线上下往复运动，在上套筒412内先与滚珠轴承414过盈配合形成一个整体，在滚珠轴承414内再配合直线轴承415的上端，而直线轴承415的下端和下套筒413过盈配合形成一个整体，从而达到上套筒412旋转上升和下降的同时保证下套筒413可以只做直线往复运动；所述直线轴承415套设在所述转轴22上并位于各所述摆锤411下方；所述连杆机构42两端分别与下套筒413和太阳能发电板3的底部铰接，各所述连杆机构42一端随所述下套筒413上升或下降，另一端拉动或推动各所述太阳能发电板3转动。

进一步的，所述连杆机构42包括直角杆421、固定杆422和连动杆423，所述直角杆421的一端铰接于所述下套筒413的外侧壁，所述固定杆422一端与所述直角杆421的直角端铰接，另一端固定于所述壳体1的内侧壁上，所述连动杆423的一端与所述直角杆421的另一端铰接，连动杆423的另一端从所述契槽11穿出壳体1与所述太阳能发电板3的内表面铰接。

进一步的，如图1，所述太阳能发电板3有六个，所述壳体1的形状为六面体；每个面都有一个太阳能发电板3与之对应，六个太阳能发电板3展开的过程或闭合的过程都是同步进行的。

本发明的工作流程如下：

当装置处于无风状态下时；各阻力型扇叶21静止，所以转轴22不转动，摆锤411和连接杆416自然连接，联动结构处在转轴22的最低位置，此时太阳能板13为自然张开状态。

当装置处于有风的状态下时；各阻力型扇叶21转动，转轴22随之转动，带动发电机23的转子转动从而发电；转轴22转动带动摆锤411转动，摆锤411旋转起来由于离心力作用会向上运动，从而通过连接杆416 带动与之铰接的上套筒412旋转向上运动，下套筒413直线向上运动；由于固定杆422和直角杆421的直角端铰接，当下套筒413上升的时候会带动直角杆421下端向转轴22方向旋转，从而拉动连动杆423向转轴22的方向移动，从而拉动太阳能发电板3向内转动，当风速过大时，就能拉动太阳能发电板3闭合在契槽11内，达到保护太阳能板的目的。

当风速下降时，上套筒412和下套筒413下降，从而直角杆421向外转动带动连动杆423推动太阳能发电板3使之展开，通过太阳能发电板进行发电；在实现利用风能和太阳能互补发电的同时，还保护了太阳能发电板不会损坏。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种能自保护的海上风光互补发电装置，其特征在于：包括壳体（1）、风力发电装置、复数个太阳能发电板（3）以及设置在壳体内部的联动结构；所述风力发电装置包括复数个阻力型扇叶（21）、转轴（22）和发电机（23）；所述发电机（23）固定设置于所述壳体（1）底端内壁，其包括转子和定子，所述转轴（22）一端垂直穿设入所述壳体（1）并通过联轴器（24）与所述发电机（23）的转子固定连接，各所述阻力型扇叶（21）间隔固定设置于所述转轴（22）位于所述壳体（1）外部的侧壁上；所述壳体（1）的外侧壁上开设有与所述太阳能发电板（3）数量对应的契槽（11），所述契槽（11）与所述太阳能发电板（3）的形状相同，各所述太阳能发电板（3）分别铰接于各所述契槽（11）的顶端；所述联动结构通过若干连杆机构（42）分别铰接太阳能发电板（3），其在无风时候，通过连杆机构（42）完全撑开各所述太阳能发电板（3），当风力渐渐增大时，通过连杆机构（42）慢慢回收各所述太阳能发电板（3），直至收纳进所述契槽（11）内。

2.根据权利要求1所述的一种能自保护的海上风光互补发电装置，其特征在于：所述联动结构包括复数个摆锤（411）、上套筒（412）以及下套筒（413）；各所述摆锤（411）远离锤头的一端间隔铰接于所述转轴（22）的侧壁上；所述上套筒的外侧壁设有与所述摆锤（411）数量一致的连接杆（416），各所述连接杆（416）的一端与所述上套筒（412）铰接，另一端分别与各所述摆锤（411）摆杆的中部铰接，所述上套筒（412）内侧壁与一滚珠轴承（414）过盈配合形成一整体，所述滚珠轴承（414）内侧壁与一直线轴承（415）的外侧壁上端过盈配合，所述直线轴承（415）套设在所述转轴（22）上并位于各所述摆锤（411）下方；所述下套筒（413）套设在所述直线轴承（415）的下端与所述直线轴承（415）过盈配合；所述连杆机构（42）两端分别与下套筒（413）和太阳能发电板（3）的底部铰接，各所述连杆机构（42）一端随所述下套筒（413）上升或下降，另一端拉动或推动各所述太阳能发电板（3）转动。

3.根据权利要求2所述的一种能自保护的海上风光互补发电装置，其特征在于：所述连杆机构（42）包括直角杆（421）、固定杆（422）和连动杆（423），所述直角杆（421）的一端铰接于所述下套筒（413）的外侧壁，所述固定杆（422）一端与所述直角杆（421）的直角端铰接，另一端固定于所述壳体（1）的内侧壁上，所述连动杆（423）的一端与所述直角杆（421）的另一端铰接，连动杆（423）的另一端从所述契槽（11）穿出壳体（1）与所述太阳能发电板（3）的内表面铰接。

4.根据权利要求1所述的一种能自保护的海上风光互补发电装置，其特征在于：所述太阳能发电板（3）有六个，所述壳体（1）的形状为六面体。