CN110061682A - 一种便携式多功能组合风光互补高效发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明为了弥补现有技术存在的不足，提供一种最大限度利用装置本体空间利用率及提高用户自由选择余地，充分利用风光互补发电的优势，设计出了可自由组装拆卸、结构轻巧简便、发电效率高且功能多样、易于推广的高效风光互补发电装置。采用的技术方案是：主机柜、智能控制装置、直流太阳能发电装置、垂直轴直流风力发电机组、余电储热装置通过专用电缆线与以上装置连接，根据用户现实情况自由选择发电方式，共同组合构成该一种便携式多功能组合的高效风光互补发电装置。
Description
技术领域
本发明属于一种风光互补发电系统，具体涉及一种利用风能、太阳能发电、储能、自主解决多余电能抛弃、可自由组装拆卸、结构轻巧简便、发电效率高且功能多样、易于推广的一种便携式多功能组合的高效风光互补发电装置。
背景技术
随着国家对新能源开发建设和支持力度的不断加强，作为现今比较流行的太阳发电已成为新能源发电的主力军，随处可见的屋顶、荒地、荒坡、戈壁滩等，已成为光伏发电的重要市场。但是，由于光伏太阳能电池板其物理特性所限，太阳板在阴天、夜晚、低照明情况，光伏发电稳定性就不能很好的保证。为了进一步弥补夜间或者低照明情况下光伏发电所造成电压不稳定的缺陷，利用太阳能与风能相结合的发电装置自此也应运而生。正因如此，风光互补发电系统在资源利用上弥补了风电和光电独立系统在资源上的缺陷。但是，随着国家越来越对风光互补新能源发电设施及研发技术不断提出新的更高的要求。现阶段，市面上所研发推出的利用风光互补发电的各类设备也逐渐显现出其功能性的不足。
市场上现有的居民自用型大功率的风光互补装置普遍结构比较笨重，运输安装极为不便。特别是所利用风能进行发电设备，采用的风机为了达到其所设定的额定发电功率，所采用的风机叶轮普遍较为庞大，架设的风力发电机需要很高的杆塔架，太阳能电池板则需要很大的占地空间才能满足其发电要求，且还需要专门的场地进行合理摆放才能发挥其最大发电效果。目前，例如功率1000W的水平轴风机发电机组叶片组合直径可达3米，所架设的塔架高度均在8米以上，此种风力发电机只能接收一个风向的风，风能利用较低，旋转空间大，启动风速要求高，各结构之间采用固定设置的连接模式，导致整个装置占地面积较大，携带安装运输极为不便。另有一种功率1000W的阻力型垂直轴风力发电机，仅风轮直径就在2.2米以上，虽然可以最大程度满足风能方向自由变换需求，但是还是无法解决体积较大、安装、搬运困难等缺点。同样，该装置启动要求风速较大，各结构之间采用固定设置连接模式，携带安装运输不便。以上两种风力发电装置在没有较好风力支持的南方城市、居民集中区、深林、湖泊、空间场地狭窄且要求较高等区域，风力发电效果必将大打折扣。
再之，现有大功率风光组合发电装置普遍成本价格较高，结构功能单一，安装复杂，设备无法进行自由拆卸组装，不具备单独使用某一项发电功能，产品均为成套购置。用户无法根据现实情况自行确定所采用何种方式进行自主发电且前期投入成本较高，短期内装置发电回报率无法满足用户要求。不仅如此，现有各类大功率风光组合发电设备无一例外均未考虑到光伏和风力发电所发的电能都是波动电力，发电量多少均依据太阳能板光照时间长短、强度及风力强弱所决定，这是由于无法控制风力以及太阳能的强度所致，因而现有各类大功率风光一体发电设备在光照、风能条件较好的条件下所产生的多余电能在无法及时进行并网发电的情况下，或单独离网发电用户所发出的超额电能在装置所配电蓄电池组无法储存的情况下，只能被白白抛弃。因此，不适宜特殊要求用户群体、单独离网发电用户等使用。
目前，市场上出现的多种便携式风光互补装置由于其一味考虑其体积轻便，但是却忽视了风能与太阳能互补所产生的发电效果与输出功率大小，现有便携式风光互补装置所能产生的电能输出功率低下仅为100-200W左右，主要用于手机、手电筒充电、小功率设备使用等，无法满足农牧民、偏远山区居民、海岛、野外科考、探险作业、部队演习等用户大功率基本设备正常用电需求。
发明内容
1、本发明的目的在于：为了弥补上述现有技术存在的不足，提供一种最大限度利用装置本体空间利用率、提高用户自由选择余地，充分利用风光互补发电的优势、设计出了可自由组装拆卸、结构轻巧简便、发电效率高且功能多样、易于推广的高效风光互补发电装置。
2、本发明为实现上述技术目的，采用的技术方案是：主机柜、智能控制装置、直流太阳能发电装置、垂直轴直流风力发电机组、余电储热装置通过专用电缆线与以上装置连接，根据用户现实情况自由选择发电方式，共同组合构成该一种便携式多功能组合的高效风光互补发电装置。
3、所述主机柜为双层箱体基础结构，主要承载主机柜内装置，直流太阳能发电装置、垂直轴直流风力发电机组，组合、控制、连接、固定、发电等功能，主机柜内装置，向交流输出开关及快接端口，余电储热部分，智能控制装置主机部分，提供电能支持，从而保障装置所产出的直流电流通过逆变装置，逆变成用户可正常使用的220V交流电向用户提供正常的用电服务。与此同时，对于多余电量，装置所设的余电储热装置，可满足用户在正常用电的基础上，自动将多余电能充分进行利用，通过储热装置将电能转换为热能进行储存，为用户提供热水服务。智能控制装置则可以对主机柜，直流太阳能发电装置、垂直轴直流风力发电机组，余电储热装置，实现统一整体控制。
4、所述主机柜为双层箱体基础结构，上层包含装置总开关及工作灯、智能控制及保护装置，风光一体控制器，多功能稳压电源装置，逆变装置，下层包含蓄电池组，外侧包含防尘、防水主机柜门，防尘、防水主机柜门，将上下两层箱体左右进行关闭以防止外部灰尘、潮气进入箱体造成短路装置故障；分项太阳能、风能直流输入开关及快接插口，交流输出快接开关及端口，智能控制及保护装置数据连接线端口，储能机电压、电流输出端口，主机降温口，分别位于主机部分外体左、右、后三方分别组成；最下侧主机部分，支撑为多功能万向轮式及固定底座，用以支撑、移动、固定主机部分整体。
5、所述直流太阳能发电装置，由可拆卸太阳能电池板，多功能支撑立柱，边框角铁及安装工具，共同组成，其中多功能支撑立柱，中间应为可拆卸分体式空心立柱，分体后可作为直流太阳能发电装置支撑部分，支撑立柱内含的边框角铁及安装工具，可作为可拆卸太阳能电池板连接固定所设。
6、所述直流可拆卸风力发电机组由垂直轴风力发电机，可拆卸发电机分体支撑架，可拆卸垂直轴风力发电机底座，风向、风力指示标共同组合组成；其中，垂直轴风力发电机为鼠笼式垂直型发电机，依靠可拆卸垂直轴风力发电机底座分别与主机柜可拆卸发电机分体支撑架连接组合，共同将每组垂直轴风力发电机自下而上依次累加固定在主机柜上部，风向、风力指示标固定于可拆卸发电机分体支撑架最上部中间部位用以时时检测风速强弱及风向。
7、所述余电储热装置与智能控制装置，以上两种装置共同通过智能控制装置所设的智能控制及保护装置数据连接线端口与余电储热装置所设的储能机电压、电流输出端口各自采用不同电缆线与主机柜所设的分项太阳能、风能直流输入快接端口，交流输出快接端口智能控制及保护装置数据连接线端口进行外部连接，共同实现智能控制及储能功能。
本发明的优点和效果
该装置重量轻、构造合理简单、启动风速低、占地面积小、安装操作简便，智能化水平较高，可通过手机APP远程监控装置运行状态，满足不同层次用户所使用。本装置不仅可满足偏远山区、农牧区居民、海岛、野外科考、探险作业、部队演习等用户对大功率的设备基本用电需求。还可满足低收入用户群体、特殊要求用户群体、城市居民、单独离网发电等用户群体提供共计2kW的大功率用电支持，装置易于拆卸安装；与此同时，以上两种风力发电装置，为通用设备，所提供的风能发电设备1kW与太阳能发电设备1kW可自由进行拆装组合，用户可根据现实情况自行确定所采用何种方式为主要形式进行自主发电；装置专门设计增加的储热装置，彻底解决了光伏和风力发电所产生的多余电能所导致的弃电痼疾，有效保障设备余电利用率，进一步提高了装置利用水平。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
1、图1为本发明整体组合示意图；
2、图2直流太阳能发电装置组合示意图；
具体实施方式
如图1所示，一种便携式多功能组合风光互补高效发电装置，包括主机柜(1)、直流太阳能发电装置(2)、垂直轴直流风力发电机组(3)、余电储热装置(4)、智能控制装置(5)、共5部分共同组合构成一种便携式多功能组合风光互补高效发电装置。所述直流太阳能发电装置(2)、垂直轴直流风力发电机组(3)、余电储热(4)均能根据用户实际需要自由拆装组合；
主机柜(1)为双层箱体基础结构，上层外侧中间主要为承载垂直轴直流风力发电机组(3)所设，外层箱体内第一层主要为承载及包含装置总开关及工作灯(6)、智能控制及保护装置(7)风光一体控制器(8)、多功能稳压电源装置(9)、逆变装置(10)所设、箱体内第二层为承载包含蓄电池组(11)所设、箱体外左右侧分别设有分项太阳能、风能直流输入快接端口(12)、箱体外后侧设有交流输出快接端口(13)、智能控制及保护装置数据连接线端口(14)、主机降温口(15)、箱体上下两层由所设箱体外侧左右对开的主机柜门(16)进行锁闭，下层四脚为多功能万向轮式(17)用以支撑移动发电装置主机柜(1)。
直流可拆卸风力发电机组(3)、由垂直轴风力发电机(21)、可拆卸发电机分体支撑架(22)、可拆卸垂直轴风力发电机底座(23)、风向、风力指示标(24)共同组合组成；其中，垂直轴风力发电机(21)为鼠笼式垂直型发电机，依靠可拆卸垂直轴风力发电机底座(23)法兰盘分别与主机柜(1)、可拆卸发电机分体支撑架(22)连接组合，共同将每组垂直轴风力发电机(21)自下而上依次累加固定安装在主机柜(1)外部上层中间位置。风向、风力指示标(24)固定于可拆卸发电机分体支撑架(22)最上部中间部位。全部安装完毕后，依照用户需求将风能专用电缆线接入分项太阳能、风能直流输入快接端口(12)内，实现风力发电功能。
余电储热装置(4)、智能控制装置(5)以上两种装置共同通过智能控制装置(5)所设的智能控制及保护装置数据连接线端口(25)与余电储热装置(4)所设的储能机电压、电流输出端口(26)各自采用不同电缆线与主机柜(1)所设的交流输出快接端口(13)、智能控制及保护装置数据连接线端口(14)进行外部连接，共同实现智能统一控制及储能功能。
如图2所示，直流太阳能发电装置(2)由可拆卸太阳能电池板(18)、多功能支撑立柱(19)、边框角铁(20)及安装工具共同组成，其中，多功能支撑立柱(19)中间应为可拆卸分体式空心立柱，分体后可作为直流太阳能发电装置(2)支撑部分，支撑立柱内含的边框角铁(20)及安装工具可作为可拆卸太阳能电池板(18)连接固定所设。全部安装完毕后，依照用户需求自行选择适合发电场地依次进行摆放并将太阳能专用电缆线接入主机柜(1)外部所设左右侧分项太阳能、风能直流输入快接端口(12)内，实现太阳能发电功能。
Claims (5)
1.一种便携式多功能组合风光互补高效发电装置。包括主机柜(1)、直流太阳能发电装置(2)、垂直轴直流风力发电机组(3)、余电储热装置(4)、智能控制装置(5)、共同组合构成一种便携式多功能组合风光互补高效发电装置。其特征在于：所述直流太阳能发电装置(2)、垂直轴直流风力发电机组(3)、余电储热(4)均能根据用户实际需要自由拆装组合。
2.根据专利权要求1所述一种便携式多功能组合风光互补高效发电装置，其特征在于：所述主机柜(1)为双层箱体基础结构，上层外侧中间主要为承载垂直轴直流风力发电机组(3)所设，外层箱体内第一层主要为承载及包含装置总开关及工作灯(6)、智能控制及保护装置(7)风光一体控制器(8)、多功能稳压电源装置(9)、逆变装置(10)所设、箱体内第二层为承载包含蓄电池组(11)所设、箱体外左右侧分别设有分项太阳能、风能直流输入快接端口(12)、箱体外后侧设有交流输出快接端口(13)、智能控制及保护装置数据连接线端口(14)、主机降温口(15)、箱体上下两层由所设箱体外侧左右对开的主机柜门(16)进行锁闭，下层四脚为多功能万向轮式(17)用以支撑移动发电装置主机柜(1)。
3.根据专利权要求2所述一种便携式多功能组合风光互补高效发电装置，其特征在于：直流太阳能发电装置(2)由可拆卸太阳能电池板(18)、多功能支撑立柱(19)、边框角铁(20)及安装工具共同组成，其中，多功能支撑立柱(19)中间应为可拆卸分体式空心立柱，分体后可作为直流太阳能发电装置(2)支撑部分，支撑立柱内含的边框角铁(20)及安装工具可作为可拆卸太阳能电池板(18)连接固定所设。
4.根据专利权要求3所述一种便携式多功能组合风光互补高效发电装置，其特征在于：所述直流可拆卸风力发电机组(3)、由垂直轴风力发电机(21)、可拆卸发电机分体支撑架(22)、可拆卸垂直轴风力发电机底座(23)、风向、风力指示标(24)共同组合组成；其中，垂直轴风力发电机(21)为鼠笼式垂直型发电机，依靠可拆卸垂直轴风力发电机底座(23)分别与主机柜(1)、可拆卸发电机分体支撑架(22)连接组合，共同将每组垂直轴风力发电机(21)自下而上依次累加固定在主机柜(1)上部，风向、风力指示标(24)固定于可拆卸发电机分体支撑架(22)最上部中间部位。
5.根据专利权要求1所述一种便携式多功能组合风光互补高效发电装置，其特征在于：所述余电储热装置(4)、智能控制装置(5)以上两种装置共同通过智能控制装置(5)所设的智能控制及保护装置数据连接线端口(25)与余电储热装置(4)所设的储热机电压、电流输出端口(26)各自采用不同电缆线与主机柜(1)所设的分项太阳能、风能直流输入快接端口(12)、交流输出快接端口(13)、智能控制及保护装置数据连接线端口(14)进行外部连接，共同实现智能控制及储能功能。
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2018
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20190726 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |