CN112468059A - 一种混合式新能源发电设备 - Google Patents

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CN112468059A CN202011292030.6A CN202011292030A CN112468059A CN 112468059 A CN112468059 A CN 112468059A CN 202011292030 A CN202011292030 A CN 202011292030A CN 112468059 A CN112468059 A CN 112468059A
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Abstract

一种混合式新能源发电设备，包括扇叶、第一转动轴、风力发电机组、曲轴、转动杆、连接杆、活塞、活塞筒、网罩、水箱、进水管、出水管、喷嘴、太阳能板、箱体、蓄能装置、太阳跟踪传感器、电子时钟和中央控制器；扇叶设置在第一转动轴上，第一转动轴转动设置在箱体上，转动杆两端分别与曲轴和连接杆转动连接，曲轴转动设置在箱体内，连接杆滑动设置在活塞筒上，出水管与活塞筒连通，喷嘴与出水管连通，喷嘴朝向太阳能板；箱体内设置有用于使第一转动轴和曲轴传动连接或断开传动连接的切换机构，箱体上设置有用于驱动太阳能板转动以跟踪太阳的驱动装置。本发明能进行风力发电和太阳能发电，还能对太阳能板进行清洗以保证发电效率和效果。

Description

一种混合式新能源发电设备
技术领域
本发明涉及新能源发电技术领域，尤其涉及一种混合式新能源发电设备。
背景技术
新能源指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。太阳能有广义狭义之分：狭义太阳能是指现代能用现代技术直接利用转化的太阳辐射；广义的太阳能除包括狭义太阳能还包括间接获得到太阳能量，如由于太阳辐射引起的大气流动——风能、远古植物形成煤等。风能是地球表面大量空气流动所产生的动能，由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气中水蒸气的含量不同，因而引起各地气压的差异，在水平方向高压空气向低压地区流动，即形成风。
现有新能源发电设备的发电方式单一，对于设置有太阳能板的发电设备，太阳能板上面容易附着杂物，影响太阳能板的发电效率和效果。
发明内容
(一)发明目的
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种混合式新能源发电设备，能进行风力发电和太阳能发电，还能对太阳能板进行清洗以保证发电效率和效果。
(二)技术方案
本发明提供了一种混合式新能源发电设备，包括扇叶、第一转动轴、风力发电机组、曲轴、转动杆、连接杆、活塞、活塞筒、网罩、水箱、进水管、出水管、喷嘴、太阳能板、箱体、蓄能装置、太阳跟踪传感器、电子时钟和中央控制器；
扇叶设置在第一转动轴上，第一转动轴转动设置在箱体上，第一转动轴与风力发电机组连接，风力发电机组设置在箱体内，转动杆两端分别与曲轴和连接杆转动连接，曲轴转动设置在箱体内，连接杆与活塞连接，连接杆滑动设置在活塞筒上，活塞滑动设置在活塞筒内，网罩设置在水箱顶端，进水管两端分别与水箱底端和活塞筒顶部连接，进水管上设置有控制阀，水箱设置在箱体上，活塞筒设置在箱体内，出水管与活塞筒连通，喷嘴与出水管连通，喷嘴朝向太阳能板；箱体内设置有用于使第一转动轴和曲轴传动连接或断开传动连接的切换机构，箱体上设置有用于驱动太阳能板转动以跟踪太阳的驱动装置；风力发电机组和太阳能板均与蓄能装置电性连接，太阳跟踪传感器设置在太阳能板上，太阳跟踪传感器和电子时钟均与中央控制器通讯连接，中央控制器与控制阀、切换机构和驱动装置分别控制连接。
优选的，切换机构包括第一锥齿轮、第二锥齿轮、第二转动轴、第一支架、第三锥齿轮、第四锥齿轮、第三转动轴、移动板、导向杆、第五锥齿轮、第二支架和用于驱动移动板移动以使第四锥齿轮与第三锥齿轮和第五锥齿轮同时啮合或同时脱离啮合的移动驱动机构，第一锥齿轮设置在第一转动轴上，第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合连接，第二转动轴两端分别与第二锥齿轮和第三锥齿轮连接，第二转动轴转动设置在第一支架上，第一支架和第二支架均设置在箱体内，曲轴转动设置在第二支架上，第五锥齿轮设置在曲轴端部，第四锥齿轮设置在第三转动轴上，第三转动轴转动设置在移动板上，移动板滑动设置在导向杆上，移动驱动机构和导向杆均设置在箱体上，中央控制器与移动驱动机构控制连接，移动驱动机构与蓄能装置电性连接。
优选的，网罩为棱锥形结构，且锥顶朝上设置。
优选的，网罩顶面上设置有导向板，导向板朝向扇叶，导向板对称设置有两个，两个导向板的间距沿远离扇叶方向逐渐增大。
优选的，进水管上设置有单向阀。
优选的，驱动装置包括安装罩、电机、主动齿轮、从动齿轮、第四转动轴和连接架，电机、主动齿轮和从动齿轮均设置在安装罩内，电机与主动齿轮驱动连接，主动齿轮与从动齿轮啮合连接，从动齿轮设置在第四转动轴上，第四转动轴转动设置在安装罩上，连接架两端分别与第四转动轴和太阳能板连接，安装罩设置在箱体上；中央控制器与电机控制连接。
优选的，箱体底部设置有底板，底板底部设置有地钉。
优选的，工作方法如下：
S1、电子时钟用于向中央控制器传输时间信息；
当时间信息表示处于白天时，第一转动轴和曲轴断开传动连接，控制阀处于关闭状态，扇叶将风力通过风力发电机组转化为电力并储存在蓄能装置内，太阳跟踪传感器跟踪太阳并向中央控制器发送信号，中央控制器控制驱动装置驱动太阳能板转动，以使太阳能板对准太阳的方位并将太阳能转化为电能储存在蓄能装置内；
当时间信息表示处于夜晚时，控制阀处于开启状态，中央控制器控制驱动装置驱动太阳能板转动至能被喷嘴喷水的位置，中央控制器控制切换机构将第一转动轴和曲轴传动连接，扇叶将风力通过风力发电机组转化为电力并储存在蓄能装置内，同时将动力通过第一转动轴传递至曲轴，曲轴通过转动杆和连接杆带动活塞在活塞筒内往复移动，使得水箱内的水通过进水管流通至活塞筒，并被活塞推送至出水管内，最终从喷嘴喷向太阳能板；
S2、将蓄能装置内存储的电能传输至电力中心。
与现有技术相比，本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
本发明能进行风力发电和太阳能发电，还能对太阳能板进行清洗以保证发电效率和效果，太阳能板还能跟踪太阳，能更好的将太阳能转化为电能并储存起来，从而提高对太阳能的利用率。风力发电和太阳能发电能在白天同时作用，风力发电还能在夜晚作用，并将一部分动力转化为活塞往复移动的动力，从而能将水箱内收集的雨水或添加的水挤出至喷嘴，利用喷嘴对太阳能板进行清洗，清除太阳能板上附着的杂物，保证太阳能板对太阳能的利用效率。
附图说明
图1为本发明提出的一种混合式新能源发电设备的结构示意图。
图2为本发明提出的一种混合式新能源发电设备的结构剖视图。
图3为图2中A处的结构放大图。
图4为图2中B处的结构放大图。
图5为本发明提出的一种混合式新能源发电设备中太阳能板的转动原理结构示意图。
图6为本发明提出的一种混合式新能源发电设备中的中央控制器控制原理结构示意图。
附图标记：1、扇叶；2、第一转动轴；3、风力发电机组；4、第一锥齿轮；5、第二锥齿轮；6、第二转动轴；61、第一支架；7、第三锥齿轮；8、第四锥齿轮；9、第三转动轴；10、移动驱动机构；11、移动板；12、导向杆；13、第五锥齿轮；14、曲轴；141、第二支架；15、转动杆；16、连接杆；17、活塞；18、活塞筒；19、网罩；20、水箱；21、进水管；22、出水管；23、喷嘴；24、导向板；25、太阳能板；26、安装罩；27、电机；28、主动齿轮；29、从动齿轮；30、第四转动轴；31、连接架；32、箱体；33、底板；34、地钉；35、蓄能装置；36、太阳跟踪传感器；37、电子时钟；38、中央控制器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
如图1-6所示，本发明提出的一种混合式新能源发电设备，包括扇叶1、第一转动轴2、风力发电机组3、曲轴14、转动杆15、连接杆16、活塞17、活塞筒18、网罩19、水箱20、进水管21、出水管22、喷嘴23、太阳能板25、箱体32、蓄能装置35、太阳跟踪传感器36、电子时钟37和中央控制器38；
扇叶1设置在第一转动轴2上，第一转动轴2转动设置在箱体32上，第一转动轴2与风力发电机组3连接，风力发电机组3设置在箱体32内，转动杆15两端分别与曲轴14和连接杆16转动连接，曲轴14转动设置在箱体32内，连接杆16与活塞17连接，连接杆16滑动设置在活塞筒18上，活塞17滑动设置在活塞筒18内，网罩19设置在水箱20顶端，进水管21两端分别与水箱20底端和活塞筒18顶部连接，进水管21上设置有控制阀，水箱20设置在箱体32上，活塞筒18设置在箱体32内，出水管22与活塞筒18连通，喷嘴23与出水管22连通，喷嘴23朝向太阳能板25；箱体32内设置有用于使第一转动轴2和曲轴14传动连接或断开传动连接的切换机构，箱体32上设置有用于驱动太阳能板25转动以跟踪太阳的驱动装置；风力发电机组3和太阳能板25均与蓄能装置35电性连接，太阳跟踪传感器36设置在太阳能板25上，太阳跟踪传感器36和电子时钟37均与中央控制器38通讯连接，中央控制器38与控制阀、切换机构和驱动装置分别控制连接。
在一个可选的实施例中，切换机构包括第一锥齿轮4、第二锥齿轮5、第二转动轴6、第一支架61、第三锥齿轮7、第四锥齿轮8、第三转动轴9、移动板11、导向杆12、第五锥齿轮13、第二支架141和用于驱动移动板11移动以使第四锥齿轮8与第三锥齿轮7和第五锥齿轮13同时啮合或同时脱离啮合的移动驱动机构10，第一锥齿轮4设置在第一转动轴2上，第一锥齿轮4与第二锥齿轮5啮合连接，第二转动轴6两端分别与第二锥齿轮5和第三锥齿轮7连接，第二转动轴6转动设置在第一支架61上，第一支架61和第二支架141均设置在箱体32内，曲轴14转动设置在第二支架141上，第五锥齿轮13设置在曲轴14端部，第四锥齿轮8设置在第三转动轴9上，第三转动轴9转动设置在移动板11上，移动板11滑动设置在导向杆12上，移动驱动机构10和导向杆12均设置在箱体32上，中央控制器38与移动驱动机构10控制连接，移动驱动机构10与蓄能装置35电性连接。
需要说明的是，在需要将第一转动轴2与曲轴14传动连接时，中央控制器38控制移动驱动机构10，移动驱动机构10输出端驱动移动板11移动，导向杆12起到导向作用，移动板11带动第三转动轴9和第四锥齿轮8移动，以使第四锥齿轮8与第三锥齿轮7和第五锥齿轮13同时啮合连接，第一转动轴2带动第一锥齿轮4转动，第一锥齿轮4带动第二锥齿轮5转动，第二锥齿轮5带动第二转动轴6转动，第二转动轴6带动第三锥齿轮7转动，第三锥齿轮7通过第四锥齿轮8带动第五锥齿轮13转动，第五锥齿轮13带动曲轴14转动；在需要断开传动连接时，将第四锥齿轮8从第三锥齿轮7和第五锥齿轮13处移开即可；结构巧妙、紧凑，占用空间小，能有效的传递或断开动力。
在一个可选的实施例中，网罩19为棱锥形结构，且锥顶朝上设置，则杂物不易堵塞网罩19，不易影响雨水透过网罩19进入水箱20内。
在一个可选的实施例中，网罩19顶面上设置有导向板24，导向板24朝向扇叶1，导向板24对称设置有两个，两个导向板24的间距沿远离扇叶1方向逐渐增大。
需要说明的是，导向板24能将自然状态下吹来的风导向至扇叶1处，提高对风力的利用率。
在一个可选的实施例中，进水管21上设置有单向阀，从水箱20内流入至进水管21内的水只能进入活塞筒18内，而不会从活塞筒18内向进水管21内流通，从而能保证活塞17更有效的将水挤出至出水管22和喷嘴23处，防止水的回流。
在一个可选的实施例中，驱动装置包括安装罩26、电机27、主动齿轮28、从动齿轮29、第四转动轴30和连接架31，电机27、主动齿轮28和从动齿轮29均设置在安装罩26内，电机27与主动齿轮28驱动连接，主动齿轮28与从动齿轮29啮合连接，从动齿轮29设置在第四转动轴30上，第四转动轴30转动设置在安装罩26上，连接架31两端分别与第四转动轴30和太阳能板25连接，安装罩26设置在箱体32上；中央控制器38与电机27控制连接。
需要说明的是，电机27与蓄能装置35电性连接，电机27能驱动主动齿轮28转动，主动齿轮28带动从动齿轮29转动，从而带动第四转动轴30转动，并通过连接架31带动太阳能板25转动，从而将太阳能板25转动至对准太阳方位的角度，能更有效的利用太阳能。
在一个可选的实施例中，箱体32底部设置有底板33，底板33底部设置有地钉34，便于牢靠的固定本设备。
在一个可选的实施例中，工作方法如下：
S1、电子时钟37用于向中央控制器38传输时间信息；
当时间信息表示处于白天时，第一转动轴2和曲轴14断开传动连接，控制阀处于关闭状态，扇叶1将风力通过风力发电机组3转化为电力并储存在蓄能装置35内，太阳跟踪传感器36跟踪太阳并向中央控制器38发送信号，中央控制器38控制驱动装置驱动太阳能板25转动，以使太阳能板25对准太阳的方位并将太阳能转化为电能储存在蓄能装置35内，两种发电方式，更加多样，对自然中的风力和太阳能的利用率更高；
当时间信息表示处于夜晚时，控制阀处于开启状态，中央控制器38控制驱动装置驱动太阳能板25转动至能被喷嘴23喷水的位置，中央控制器38控制切换机构将第一转动轴2和曲轴14传动连接，扇叶1将风力通过风力发电机组3转化为电力并储存在蓄能装置35内，同时将动力通过第一转动轴2传递至曲轴14，曲轴14通过转动杆15和连接杆16带动活塞17在活塞筒18内往复移动，使得水箱20内的水通过进水管21流通至活塞筒18，并被活塞17推送至出水管22内，最终从喷嘴23喷向太阳能板25，利用第一转动轴2的一部分动力来使活塞17往复移动，从而能进行太阳能板25的清洁，以保证太阳能板25对太阳能的转化效率；
S2、将蓄能装置35内存储的电能传输至电力中心，以进行集中管理。
本发明能进行风力发电和太阳能发电，还能对太阳能板25进行清洗以保证发电效率和效果，太阳能板25还能跟踪太阳，能更好的将太阳能转化为电能并储存起来，从而提高对太阳能的利用率。风力发电和太阳能发电能在白天同时作用，风力发电还能在夜晚作用，并将一部分动力转化为活塞17往复移动的动力，从而能将水箱20内收集的雨水或添加的水挤出至喷嘴23，利用喷嘴23对太阳能板25进行清洗，清除太阳能板25上附着的杂物，保证太阳能板25对太阳能的利用效率。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (8)

1.一种混合式新能源发电设备，其特征在于，包括扇叶(1)、第一转动轴(2)、风力发电机组(3)、曲轴(14)、转动杆(15)、连接杆(16)、活塞(17)、活塞筒(18)、网罩(19)、水箱(20)、进水管(21)、出水管(22)、喷嘴(23)、太阳能板(25)、箱体(32)、蓄能装置(35)、太阳跟踪传感器(36)、电子时钟(37)和中央控制器(38)；
扇叶(1)设置在第一转动轴(2)上，第一转动轴(2)转动设置在箱体(32)上，第一转动轴(2)与风力发电机组(3)连接，风力发电机组(3)设置在箱体(32)内，转动杆(15)两端分别与曲轴(14)和连接杆(16)转动连接，曲轴(14)转动设置在箱体(32)内，连接杆(16)与活塞(17)连接，连接杆(16)滑动设置在活塞筒(18)上，活塞(17)滑动设置在活塞筒(18)内，网罩(19)设置在水箱(20)顶端，进水管(21)两端分别与水箱(20)底端和活塞筒(18)顶部连接，进水管(21)上设置有控制阀，水箱(20)设置在箱体(32)上，活塞筒(18)设置在箱体(32)内，出水管(22)与活塞筒(18)连通，喷嘴(23)与出水管(22)连通，喷嘴(23)朝向太阳能板(25)；箱体(32)内设置有用于使第一转动轴(2)和曲轴(14)传动连接或断开传动连接的切换机构，箱体(32)上设置有用于驱动太阳能板(25)转动以跟踪太阳的驱动装置；风力发电机组(3)和太阳能板(25)均与蓄能装置(35)电性连接，太阳跟踪传感器(36)设置在太阳能板(25)上，太阳跟踪传感器(36)和电子时钟(37)均与中央控制器(38)通讯连接，中央控制器(38)与控制阀、切换机构和驱动装置分别控制连接。
2.根据权利要求1所述的一种混合式新能源发电设备，其特征在于，切换机构包括第一锥齿轮(4)、第二锥齿轮(5)、第二转动轴(6)、第一支架(61)、第三锥齿轮(7)、第四锥齿轮(8)、第三转动轴(9)、移动板(11)、导向杆(12)、第五锥齿轮(13)、第二支架(141)和用于驱动移动板(11)移动以使第四锥齿轮(8)与第三锥齿轮(7)和第五锥齿轮(13)同时啮合或同时脱离啮合的移动驱动机构(10)，第一锥齿轮(4)设置在第一转动轴(2)上，第一锥齿轮(4)与第二锥齿轮(5)啮合连接，第二转动轴(6)两端分别与第二锥齿轮(5)和第三锥齿轮(7)连接，第二转动轴(6)转动设置在第一支架(61)上，第一支架(61)和第二支架(141)均设置在箱体(32)内，曲轴(14)转动设置在第二支架(141)上，第五锥齿轮(13)设置在曲轴(14)端部，第四锥齿轮(8)设置在第三转动轴(9)上，第三转动轴(9)转动设置在移动板(11)上，移动板(11)滑动设置在导向杆(12)上，移动驱动机构(10)和导向杆(12)均设置在箱体(32)上，中央控制器(38)与移动驱动机构(10)控制连接，移动驱动机构(10)与蓄能装置(35)电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种混合式新能源发电设备，其特征在于，网罩(19)为棱锥形结构，且锥顶朝上设置。
4.根据权利要求3所述的一种混合式新能源发电设备，其特征在于，网罩(19)顶面上设置有导向板(24)，导向板(24)朝向扇叶(1)，导向板(24)对称设置有两个，两个导向板(24)的间距沿远离扇叶(1)方向逐渐增大。
5.根据权利要求1所述的一种混合式新能源发电设备，其特征在于，进水管(21)上设置有单向阀。
6.根据权利要求1所述的一种混合式新能源发电设备，其特征在于，驱动装置包括安装罩(26)、电机(27)、主动齿轮(28)、从动齿轮(29)、第四转动轴(30)和连接架(31)，电机(27)、主动齿轮(28)和从动齿轮(29)均设置在安装罩(26)内，电机(27)与主动齿轮(28)驱动连接，主动齿轮(28)与从动齿轮(29)啮合连接，从动齿轮(29)设置在第四转动轴(30)上，第四转动轴(30)转动设置在安装罩(26)上，连接架(31)两端分别与第四转动轴(30)和太阳能板(25)连接，安装罩(26)设置在箱体(32)上；中央控制器(38)与电机(27)控制连接。
7.根据权利要求1所述的一种混合式新能源发电设备，其特征在于，箱体(32)底部设置有底板(33)，底板(33)底部设置有地钉(34)。
8.根据权利要求1所述的一种混合式新能源发电设备，其特征在于，工作方法如下：
S1、电子时钟(37)用于向中央控制器(38)传输时间信息；
当时间信息表示处于白天时，第一转动轴(2)和曲轴(14)断开传动连接，控制阀处于关闭状态，扇叶(1)将风力通过风力发电机组(3)转化为电力并储存在蓄能装置(35)内，太阳跟踪传感器(36)跟踪太阳并向中央控制器(38)发送信号，中央控制器(38)控制驱动装置驱动太阳能板(25)转动，以使太阳能板(25)对准太阳的方位并将太阳能转化为电能储存在蓄能装置(35)内；
当时间信息表示处于夜晚时，控制阀处于开启状态，中央控制器(38)控制驱动装置驱动太阳能板(25)转动至能被喷嘴(23)喷水的位置，中央控制器(38)控制切换机构将第一转动轴(2)和曲轴(14)传动连接，扇叶(1)将风力通过风力发电机组(3)转化为电力并储存在蓄能装置(35)内，同时将动力通过第一转动轴(2)传递至曲轴(14)，曲轴(14)通过转动杆(15)和连接杆(16)带动活塞(17)在活塞筒(18)内往复移动，使得水箱(20)内的水通过进水管(21)流通至活塞筒(18)，并被活塞(17)推送至出水管(22)内，最终从喷嘴(23)喷向太阳能板(25)；
S2、将蓄能装置(35)内存储的电能传输至电力中心。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113281818A (zh) * 2021-04-13 2021-08-20 长春海关技术中心 一种化工矿产有色金属的检测设备
CN113479068A (zh) * 2021-07-28 2021-10-08 杭州思拓瑞吉科技有限公司 一种新能源汽车用风能储蓄混合动力设备

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