CN111697680A - 一种用于充电和储能的太阳能与风能一体化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于充电和储能的太阳能与风能一体化装置，包括：壳体；风能充电组件，包括相互连接的风力叶片和微型风力发电机，所述的风力叶片位于壳体一端，所述的微型风力发电机位于壳体内部；太阳能充电组件，包括柔性太阳能收集板，所述的柔性太阳能收集板可伸缩的与壳体连接；储能及充放电组件，包括锂电池、Micro‑USB接口、USB接口、稳压电路板和充放电电路板，所述的稳压电路板的输入端与微型风力发电机和柔性太阳能收集板分别连接，输出端与锂电池连接，所述的充放电电路板与锂电池Micro‑USB接口和USB接口分别连接。与现有技术相比，本发明具有方便携带、占用体积小的优点，可以充分利用太阳能和风能为电子设备充电。

Description

一种用于充电和储能的太阳能与风能一体化装置
技术领域
本发明涉及一种充放电装置，尤其是涉及一种用于充电和储能的太阳能与风能一体化装置。
背景技术
太阳能电池板接收到太阳能，转换成电能，此时的电阳能电池板就像一个电池(相当于一个电流源)，但是这个电池的输出电压、电流、功率都不是恒定的，它受温度，光照，负载等影响，无法直接为电池充电，也无法直接为手机充电。
要想给手机充电需要将太阳能电池板的电能进行变换，成为符合充电需求的电能。比如：电流过大，会烧坏电池，电压过低，充不进去，功率太小，充得太慢。这就需要增加电池板到蓄电池之间的两个电能变换电路：MPPT最大功率点跟踪，可以让太阳能电池板一直工作在最大功率状态(太阳能电池板的功率是变化的，受很多因素影响，输出零功率也是有可能的)，有些太阳能充电宝省略掉了MPPT环节，这样充电效率就会降低，充电时间就会变长。
还有一个是蓄电池充电电路，它可以保证充电时期蓄电池所需要的电压和电流，并且控制充电电流在安全范围内。电池进入蓄电池后，后面的环节就和普通的充电宝一样了。首先，蓄电池的电压范围是3.3～4.2V的(单节，一般充电宝都是多节并联，笔记本充电宝有多节串联的，电压会高)，而手机充电电压是5V，这就需要一个升压电路，把电压升至5V，同时控制充电电流。现在很多手机支持快充，如果给此类手机充电需要增加快充芯片，该芯片可以识别手机内部的快充协议，从而判断需要5V2A的一般快充还是18W快充，还是充电5分钟通话两小时的快充。目前Type-C接口的笔记本电源适配器均有此类，但是没有一款太阳能充电器能做到快速充电。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可以利用太阳能和风能为电子设备充电的一体化装置，实现对太阳能和风能的充分利用。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于充电和储能的太阳能与风能一体化装置，包括：
壳体；
风能充电组件，包括相互连接的风力叶片和微型风力发电机，所述的风力叶片位于壳体一端，所述的微型风力发电机位于壳体内部；
太阳能充电组件，包括柔性太阳能收集板，所述的柔性太阳能收集板可伸缩的与壳体连接；
储能及充放电组件，包括锂电池、Micro-USB接口、USB接口、稳压电路板和充放电电路板，所述的稳压电路板的输入端与微型风力发电机和柔性太阳能收集板分别连接，输出端与锂电池连接，所述的充放电电路板与锂电池Micro-USB接口和USB接口分别连接。
所述的壳体内设有弹簧，所述的弹簧一端固定于壳体内部，另一端与柔性太阳能收集板的一端固定，柔性太阳能收集板的另一端与卡条固定；在未使用时，弹簧与柔性太阳能收集板置于壳体内部，卡条进行卡位；使用时，通过卡条将柔性太阳能收集板上的开口拉出，实现充电。
所述的弹簧为平面涡卷弹簧。
所述的Micro-USB接口为充电接口，所述的USB接口为放电接口。
所述的风力叶片呈弧形。
所述的风力叶片共有6片，围绕旋转中心均匀分布。
所述的稳压电路板的输入端与微型风力发电机和柔性太阳能收集板通过导线连接。
所述的稳压电路板的输出端与锂电池通过导线连线。
所述的储能及充放电组件位于壳体内部。
所述的壳体为圆柱形。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)将太阳能电板改进为柔性电板，使其可收缩入壳体中，减少存放和携带时所占据的空间。
(2)纯风能的充电宝因为结构和尺寸的限制，能量利用率很低，且对风力风速有一定要求。本发明利用太阳能进行相互补充，对自然能量的利用率会更高，效率也会大大增加。
(3)风力叶片呈弧形，共有6片，围绕旋转中心均匀分布，可接受任意方向的风向。
(4)装置可以一边利用太阳能充电，一边放电为需要充电的手机等设备充电。并使其不会过热或电压不稳。
附图说明
图1为本实施例充电和储能的太阳能与风能一体化装置的主视面结构示意图；
图2为本实施例充电和储能的太阳能与风能一体化装置的侧视面太阳能板展开结构示意图；
图3为本实施例充电和储能的太阳能与风能一体化装置的俯视面结构示意图；
图4为本实施例充电和储能的太阳能与风能一体化装置的底面结构示意图；
图5为本实施例充电和储能的太阳能与风能一体化装置的内部结构示意图。
附图标记：
1为风力叶片，2为壳体，3为卡条，4为柔性太阳能收集板，5为USB放电接口，6为Micro-USB充电接口，7为微型风力发电机，8为锂电池，9为稳压电路板，10为充放电电路板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
如图1、图2、图3、图4、图5所示，一种用于充电和储能的太阳能与风能一体化装置，包括风能充电组件、太阳能充电组件及储能充电组件。
风能充电组件包括风力叶片1和微型风力发电机7。风力叶片1共6片置于壳体2的顶端，为开放式设计，能够承受平面任意方向的风能的驱动；风力叶片下方连接微型风力发电机7，便于将风能转化为电能，此微型风力发电机7装置安装于壳体2内部，起到保护作用。
太阳能充电组件包括柔性太阳能收集板4、平面涡卷弹簧及卡条3。本发明整体呈圆柱形，平面涡卷弹簧一端固定于壳体2内部，另一端与柔性太阳能收集板4的一端固定，柔性太阳能收集板4的另一端与卡条3固定。在未使用时，平面涡卷弹簧与柔性太阳能收集板4置于圆柱形壳体2内部，卡条3进行卡位；在使用时，通过卡条3将柔性太阳能收集板4拉出，实现充电。
储能充电组件包括锂电池8、Micro-USB充电接口6、USB放电接口5、稳压电路板9、充放电电路板10、导线。稳压电路板9的输入端与微型风力发电机7和柔性太阳能收集板4通过导线相连接，将微型发电机7和柔性太阳能收集板4发出的电能进行收集，并为锂电池8进行充电；稳压电路板9的输出端与锂电池8通过导线连线，将电能转化并进行稳压和整流后输入给锂电池8；充放电电路板10与锂电池8、Micro-USB充电接口6和USB放电接口5连接。上述锂电池8、Micro-USB充电接口6、USB放电接口5、稳压电路板9、充放电电路板10、导线均置于壳体2内部。
如图3所示，风力叶片1呈弧状结构，共6片。该叶片1能够承受来自平面上任意方向的风，风能利用率高。上述太柔性太阳能收集板4在不使用时置于壳体2内部，起到保护作用。
本实施例装置中各主要部件的作用：
锂电池8：储存太阳能和风能转化为电能的能量。
风力叶片1：风力带动叶片旋转，收集风能。
微型风力发电机7：将产生的风能转化为电能。
柔性太阳能收集板4：将太阳的光能转化为电能并储存。
Micro-USB充电接口6：连接充电板，可在有电源的地方对锂电池8进行充电。
USB放电接口5：与用电设备所连，将电池储存的电能给用电设备充电。
稳压电路板9：收集，转化电能并进行稳压和整流后输入给锂电池8。
充放电电路板10：设置充放电接口。
壳体2：固定承载微型发电机、太阳能收集板、锂电池等设备。
导线：疏导电流。
工作原理：
这种形状的风力发电叶片可受来自任意方向的风力驱动，再将所收集到的风能通过微型风力发电机7转换为电能输送到稳压电路板9。柔性太阳能收集板4可将所接受的太阳能转化为电能同样输入到稳压电路板9中，稳压电路板9将收集的能量通过稳压整流后转化为可进行充电的电能，通过锂电池8将电能储存，再通过与锂电池8相连的充放电电路板10实现便携式电子设备充电过程。

Claims (10)

1.一种用于充电和储能的太阳能与风能一体化装置，其特征在于，包括：
壳体(2)；
风能充电组件，包括相互连接的风力叶片(1)和微型风力发电机(7)，所述的风力叶片(1)位于壳体(2)一端，所述的微型风力发电机(7)位于壳体(2)内部；
太阳能充电组件，包括柔性太阳能收集板(4)，所述的柔性太阳能收集板(4)可伸缩的与壳体(2)连接；
储能及充放电组件，包括锂电池(8)、Micro-USB接口、USB接口、稳压电路板(9)和充放电电路板(10)，所述的稳压电路板(9)的输入端与微型风力发电机(7)和柔性太阳能收集板(4)分别连接，输出端与锂电池(8)连接，所述的充放电电路板(10)与锂电池(8)Micro-USB接口和USB接口分别连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于充电和储能的太阳能与风能一体化装置，其特征在于，所述的壳体(2)内设有弹簧，所述的弹簧一端固定于壳体(2)内部，另一端与柔性太阳能收集板(4)的一端固定，柔性太阳能收集板(4)的另一端与卡条(3)固定；在未使用时，弹簧与柔性太阳能收集板(4)置于壳体(2)内部，卡条(3)进行卡位；使用时，通过卡条(3)将柔性太阳能收集板(4)上的开口拉出，实现充电。
3.根据权利要求2所述的一种用于充电和储能的太阳能与风能一体化装置，其特征在于，所述的弹簧为平面涡卷弹簧。
4.根据权利要求1所述的一种用于充电和储能的太阳能与风能一体化装置，其特征在于，所述的Micro-USB接口为充电接口，所述的USB接口为放电接口。
5.根据权利要求1所述的一种用于充电和储能的太阳能与风能一体化装置，其特征在于，所述的风力叶片(1)呈弧形。
6.根据权利要求1或5所述的一种用于充电和储能的太阳能与风能一体化装置，其特征在于，所述的风力叶片(1)共有6片，围绕旋转中心均匀分布。
7.根据权利要求1所述的一种用于充电和储能的太阳能与风能一体化装置，其特征在于，所述的稳压电路板(9)的输入端与微型风力发电机(7)和柔性太阳能收集板(4)通过导线连接。
8.根据权利要求1所述的一种用于充电和储能的太阳能与风能一体化装置，其特征在于，所述的稳压电路板(9)的输出端与锂电池(8)通过导线连线。
9.根据权利要求1所述的一种用于充电和储能的太阳能与风能一体化装置，其特征在于，所述的储能及充放电组件位于壳体(2)内部。
10.根据权利要求1所述的一种用于充电和储能的太阳能与风能一体化装置，其特征在于，所述的壳体(2)为圆柱形。
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