CN110345008A - 一种风光一体发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种风光一体发电装置，包括支撑座和钢结构框架，所述的钢结构框架与支撑座固定连接，钢结构框架上方设置有风力发电模组，钢结构框架内还设置有太阳能发电模组，其中：所述的太阳能发电模组包括太阳能光伏板和支撑板，所述的太阳能光伏板与支撑板固定连接，所述的支撑板上设置有光照传感器；所述的钢结构框架上设置有能够控制支撑板转动的第一电机；所述的风光一体发电装置还包括有与光照传感器、第一电机电连接的控制器。本方案通过光照传感器及第一电机的设置，能够大大延长太阳能光伏板与太阳光之间的直射时间，从而提高发电效率，具有结构简单，光能、风能利用率高等有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及发电技术邻域，特别指一种风光一体发电装置。
背景技术
随着经济社会的发展，电力越来越成为人们生活中必不可少的动力来源，与此同时，能源消耗和环境污染一直是困扰人们的关键所在。寻找其他能量转换方式和开发利用新能源，是国家未来能源政策的发展方向。近年来，可再生能源的利用在世界范围内得到迅速发展，风能和太阳能作为无污染、高环保的可再生新型能源，受到广大人们的青睐，但风能和太阳能都存在着能量密度低，能量稳定性差等缺点。太阳能发电效率受时间、环境、天气等多种因素的限制；风能虽也是取之不尽用之不竭的新能源，但由于风能中的风力的随机性和风向的多变性，这种能量的不稳定性导致风能的利用效率也较低。考虑到太阳能与风能在时间上和地域上都有很强的互补性，一般冬季风大但太阳辐射小，夏季光照强度大而风小，如果能将两者结合起来，优势互补，就能够克服和解决它们各自的不足与缺陷。综合太阳能和风能的优点，将风力发电和光伏发电技术合理地结合组成的风光互补发电系统，无疑是解决独立供电的最佳方案。
风光互补发电系统与单独的风力发电或光伏发电系统相比具有明显的优势。首先，利用风能和太阳能的互补性，可以获得比较稳定的总输出，发电系统稳定性和可靠性得到提高；其次，在保证同样供电的情况下，风光互补发电系统所需的储能蓄电池容量相对于单一风力或太阳能发电系统大大减少；最后，在阴雨天气或者风力不足等气候条件下，用两种能源就可以形成互补，保证了连续可靠的供电，产生良好的社会经济效益。但现有的风光一体发电装置中尤其是光伏发电系统的利用率大多过低（难以达到太阳射光始终正对太阳能光伏板的目的），降低了发电效率，不便于使用。
例如，一种在中国专利文献上公开的“一种新型发电效率高的风光互补发电系统”，其公告号CN106253802A，包括含有太阳能电池板方阵或者光伏矩阵、风力发电机组、控制器、蓄电池、逆变器、柱子，柱子有N根，各柱子顶端都安装有风力发电机组，每根柱子东面两侧安装有与柱子为一体的三角支撑架各一个，三角支撑架上安装有轴承并安装有一根钢制或者铝合金钢的轴，两个三角支撑架之间还安装有一个机械转动机构，机械传动机构与交流或者直流电机相连接，柱子的南北面都对称地安装有支撑杆，支撑杆分别支撑轴的南北两端，太阳能电池板方阵或者光伏矩阵的南北中轴线上安装有轴承，三角支撑架上的轴穿过太阳能电池板方阵或者光伏矩阵南北中轴线上的所有轴承和机 械传动机构，把太阳能电池板方阵或者光伏矩阵、支撑杆、柱子连成一体。该方案能够根据时间的变化对光伏矩阵的倾角进行调节，以提高发电效率，但仅简单区分了三个时间段，仍然有大部分时间不处于最佳倾角，且不同季节各个时间段太阳能电池板方阵的最佳倾角也会存在差异，因此太阳能发电效率的提高量有限。
发明内容
本发明的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题加以改进和创新，提供一种能够显著提高太阳能利用率的风光一体发电装置。
本发明的技术方案是构造一种包括支撑座和钢结构框架的发电装置，所述的钢结构框架与支撑座固定连接，钢结构框架上方设置有风力发电模组，钢结构框架内还设置有太阳能发电模组，其中：所述的太阳能发电模组包括太阳能光伏板和支撑板，所述的太阳能光伏板与支撑板固定连接，所述的支撑板上设置有光照传感器；所述的钢结构框架上设置有能够控制支撑板转动的第一电机；所述的风光一体发电装置还包括有与光照传感器、第一电机电连接的控制器。方案中支撑座用于支撑钢结构框架，风力发电模组及太阳能发电模组的设置能够实现风光一体发电的目的，光照传感器的设置，用于感应当前位置光照的强度，通过支撑板上光照传感器及钢结构框架上第一电机的设置，能够在控制器的控制下，尽可能的将太阳能光伏板面向太阳设置，提高太阳能利用率，同时在夜间或无光照的情况下，可旋转收回太阳能光伏板至钢结构框架内，避免杂物覆盖或生物碰撞，实用性强。
优选的，所述的支撑座内设置有储电装置，所述的储电装置与风力发电机组及太阳能发电模组电连接。储电装置的设置，通过与送变电设备的连接，能够储存并传输产出电力，同时能够保证送电的稳定性（调低送变电设备的送点量），便于使用。
优选的，所述的支撑座下方设置有底座，所述的底座呈空心设置，底座内设置有用于控制支撑座转动的第二电机，所述的钢结构框架上设置有风力传感器，所述的第二电机和风力传感器均与控制器电连接。第二电机及风力传感器的设置，能够在控制器的控制下旋转风力发电模组，提高风力发电模组的发电效率，进一步提高装置整体的能源利用率。
优选的，所述的底座上设置有连接垫块，所述连接垫块的一端位于底座内，连接垫块的另一端设置有用于放置支撑座的支撑槽，所述支撑槽的侧壁上设置有若干个支撑滚珠，所述第二电机的输出轴穿过连接垫块与支撑座连接。连接垫块上支撑槽的设置，用于放置支撑座，放置支撑座在转动过程中脱离底座，支撑滚珠的设置，能够减少支撑座与连接垫块之间的摩擦，延长装置的使用寿命。
优选的，所述的支撑板上设置有对光槽，所述的光照传感器位于对光槽内，所述对光槽的侧壁上设置有吸光涂层。对光槽及吸光涂层的设置，能够避免太阳光的反射对光照传感器的感应造成影响，提高直射光与反射光之间的亮度差，提高控制的准确性。
优选的，所述的太阳能发电模组设置有两个，所述的两支撑板上设置有互相啮合的连接齿轮，所述的第一电机与任意一个连接齿轮传动连接。两太阳能发电模组的设置，能够提高光伏板与太阳光的接触面积，同时，降低校准时间（单太阳能模组需旋转180°才能完成校准，双模组仅需旋转90°），便于操作。
优选的，所述的风力发电模组包括风桨、风力发电机和支撑柱，所述的支撑柱的一端与钢结构框架固定连接，支撑柱的另一端与风力发电机固定连接，所述风桨的桨叶长度小于支撑柱长度设置。桨叶长度小于支撑柱长度的限制，能够避免风桨的旋转与钢结构框架之间发生干涉，保证运行的稳定性。
本发明的优点及有益效果：
本发明通过光照传感器及第一电机的设置，能够大大延长太阳能光伏板与太阳光之间的直射时间，从而提高发电效率。本发明整体结构简单，还设置有底座、风力传感器及第二电机，能够控制支撑座的旋转来控制风桨的方向，提高风能的利用率，实用性强。
附图说明
图1是本发明的正视结构示意图。
图2是本发明的侧视结构示意图。
图3是本发明中光照传感器的安装示意图。
图中：1-支撑座、2-钢结构框架、3-太阳能光伏板、4-支撑板、5-光照传感器、6-第一电机、7-控制器、8-储电装置、9-底座、10-第二电机、11-风力传感器、12-连接垫块、13-支撑槽、14-支撑滚珠、15-对光槽、16-吸光涂层、17-连接齿轮、18-风桨、19-风力发电机、20-支撑柱。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被认为是“设置”或“连接”在另一个元件上，它可以是直接设置或连接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文中所使用的所有的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在于限制本发明。
如图1、2、3所示，一种包括支撑座1和钢结构框架2的发电装置，所述的钢结构框架2与支撑座1固定连接，钢结构框架2上方设置有风力发电模组，钢结构框架2内还设置有太阳能发电模组，其中：所述的太阳能发电模组包括太阳能光伏板3和支撑板4，所述的太阳能光伏板3与支撑板4固定连接，所述的支撑板4上设置有光照传感器5；所述的钢结构框架2上设置有能够控制支撑板4转动的第一电机6；所述的风光一体发电装置还包括有与光照传感器5、第一电机6电连接的控制器7。
具体的，如图1所示，所述的支撑座1内设置有储电装置8，所述的储电装置8与风力发电机组及太阳能发电模组电连接。
具体的，如图1、2所示，所述的支撑座1下方设置有底座9，所述的底座9呈空心设置，底座9内设置有用于控制支撑座1转动的第二电机10，所述的钢结构框架2上设置有风力传感器11，所述的第二电机10和风力传感器11均与控制器7电连接。
具体的，如图1、2所示，所述的底座9上设置有连接垫块12，所述连接垫块12的一端位于底座9内，连接垫块12的另一端设置有用于放置支撑座1的支撑槽13，所述支撑槽13的侧壁上设置有若干个支撑滚珠14，所述第二电机10的输出轴穿过连接垫块12与支撑座1连接。
具体的，如图3所示，所述的支撑板4上设置有对光槽15，所述的光照传感器5位于对光槽15内，所述对光槽15的侧壁上设置有吸光涂层16。
具体的，如图2所示，所述的太阳能发电模组设置有两个，所述的两支撑板4上设置有互相啮合的连接齿轮17，所述的第一电机6与任意一个连接齿轮17传动连接。
具体的，如图1、2所示，所述的风力发电模组包括风桨18、风力发电机19和支撑柱20，所述的支撑柱20的一端与钢结构框架2固定连接，支撑柱20的另一端与风力发电机19固定连接，所述风桨18的桨叶长度小于支撑柱20长度设置。
在使用过程中，控制器7接收到风力传感器信11号后，控制第二电机10开启，带动支撑座1旋转，直至桨叶方向与风力传感器11感应方向（大风力方向）一致后，关闭第二电机10，随后，控制第一6电机开启，带动两支撑板4正/反转90°直至光照传感器5感应到最高光照强度时停止，关闭第一电机6，上述过程即为工作状态下的调节过程，可通过调节控制器来控制上述过程的间隔时间（如一小时一次）从而达到提升太阳能与风能利用率的目的。
本方案结构简单，操作方便，稳定性强，且具有风能、光能利用率高等有益效果。
本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
Claims (7)
1.一种风光一体发电装置，包括支撑座和钢结构框架，其特征在于：所述的钢结构框架与支撑座固定连接，钢结构框架上方设置有风力发电模组，钢结构框架内还设置有太阳能发电模组，其中：
所述的太阳能发电模组包括太阳能光伏板和支撑板，所述的太阳能光伏板与支撑板固定连接，所述的支撑板上设置有光照传感器；
所述的钢结构框架上设置有能够控制支撑板转动的第一电机；
所述的风光一体发电装置还包括有与光照传感器、第一电机电连接的控制器。
2.根据权利要求1所述的风光一体发电装置，其特征在于所述的支撑座内设置有储电装置，所述的储电装置与风力发电机组及太阳能发电模组电连接。
3.根据权利要求1或2所述的风光一体发电装置，其特征在于所述的支撑座下方设置有底座，所述的底座呈空心设置，底座内设置有用于控制支撑座转动的第二电机，所述的钢结构框架上设置有风力传感器，所述的第二电机和风力传感器均与控制器电连接。
4.根据权利要求3所述的风光一体发电装置，其特征在于所述的底座上设置有连接垫块，所述连接垫块的一端位于底座内，连接垫块的另一端设置有用于放置支撑座的支撑槽，所述支撑槽的侧壁上设置有若干个支撑滚珠，所述第二电机的输出轴穿过连接垫块与支撑座连接。
5.根据权利要求1所述的风光一体发电装置，其特征在于所述的支撑板上设置有对光槽，所述的光照传感器位于对光槽内，所述对光槽的侧壁上设置有吸光涂层。
6.根据权利要求1所述的风光一体发电装置，其特征在于所述的太阳能发电模组设置有两个，所述的两支撑板上设置有互相啮合的连接齿轮，所述的第一电机与任意一个连接齿轮传动连接。
7.根据权利要求1所述的风光一体发电装置，其特征在于所述的风力发电模组包括风桨、风力发电机和支撑柱，所述的支撑柱的一端与钢结构框架固定连接，支撑柱的另一端与风力发电机固定连接，所述风桨的桨叶长度小于支撑柱长度设置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20191018 |