CN112983741A - 一种高原地区用路灯混合发电系统 - Google Patents

一种高原地区用路灯混合发电系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高原地区用路灯混合发电系统，包括空心的主体，所述主体通过轴承贯穿转动连接有转动杆、转轴，所述转动杆与主体的转动连接处设置有扭力弹簧，所述转动杆位于主体外部的两端均固定连接有光伏板，所述转轴位于主体外部的一端固定连接有风力发电装置，所述主体内开设有功能腔，所述转轴远离风力发电装置的一端贯穿延伸至功能腔内，所述转轴位于功能功能腔内的一端焊接有转动块，所述转动块侧壁焊接有若干鳍片。优点在于：本发明中的发电系统可以同时对太阳能与风能进行利用，且可以实时根据风向改变风力发电装置朝向，时刻保持迎风，大大提高了能源的利用率，且可以在大风天气时保护光伏板，避免其损坏。

Description

一种高原地区用路灯混合发电系统
技术领域
本发明涉及新能源设备技术领域，尤其涉及一种高原地区用路灯混合发电系统。
背景技术
城市道路往往都设置有路灯，在夜间提供照明，方便人们夜间的出行，路灯的数量庞大，其所消耗的能源也非常大，因此现有的路灯一般都是依靠太阳能进行供电，以达到节约能源的目的，而在高原地区，往往大风天气居多，现有的太阳能路灯无法很好的将风能利用，且光伏板往往都是倾斜设置，在大风天气时，光伏板迎风会受到很好的力，易导致光伏板的损坏，为此，我们提出了一种高原地区用路灯混合发电系统。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中无法很好的利用风能、大风天气光伏板没有保护的问题，而提出的一种高原地区用路灯混合发电系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种高原地区用路灯混合发电系统，包括空心的主体，所述主体通过轴承贯穿转动连接有转动杆、转轴，所述转动杆与主体的转动连接处设置有扭力弹簧，所述转动杆位于主体外部的两端均固定连接有光伏板，所述转轴位于主体外部的一端固定连接有风力发电装置，所述主体内开设有功能腔，所述转轴远离风力发电装置的一端贯穿延伸至功能腔内，所述转轴位于功能功能腔内的一端焊接有转动块，所述转动块侧壁焊接有若干鳍片，所述主体内设置有两组转动驱动装置和光伏板保护装置。
在上述的高原地区用路灯混合发电系统中，所述转动驱动装置包括开设在主体内的循环液腔，所述循环液腔与功能腔连通，所述功能腔与循环液腔的连通处设置有第一电磁阀，所述循环液腔内密封滑动套接有泵液板，所述泵液板与循环液腔内顶壁之间固定连接有若干连接弹簧，所述泵液板上表面焊接有连接杆，所述连接杆与主体贯穿滑动连接并延伸至其外部，所述连接杆位于主体外部的一端胶合有升降块，所述主体内设置有发电机构，所述主体上表面设置有风向感应机构。
在上述的高原地区用路灯混合发电系统中，所述发电机构包括开设在主体内的发电腔和蓄电池，所述发电腔与对应的循环液腔连通，所述发电腔与循环液腔的连通处设置有第二电磁阀，所述发电腔内密封滑动套接有滑动板，所述滑动板远离对应的泵液板一侧的侧壁胶合有若干导电棒，所述导电棒与蓄电池的输出端通过导线电连接，所述发电腔内侧壁镶嵌有磁力板。
在上述的高原地区用路灯混合发电系统中，所述风向感应装置包括安装板，所述安装板通过支架与主体上表面焊接，所述转轴通过轴承与安装板贯穿转动连接，所述安装板上表面通过滑动槽滑动连接有若干滑块，所述滑块与对应的滑动槽内侧壁之间固定连接有复位弹簧，所述滑块侧壁与对应的滑动槽内侧壁均胶合有导电片，所述滑块上表面胶合有风力板，所述风力发电装置侧壁焊接有遮风板，所述导电片、第一电磁阀、第二电磁阀、蓄电池的输出端通过导线串联。
在上述的高原地区用路灯混合发电系统中，所述光伏板保护装置包括设置在主体内顶壁的电磁铁，所述电磁铁通过导线与风力发电装置电连接，所述转动杆位于主体内部的一端焊接有金属块。
在上述的高原地区用路灯混合发电系统中，所述循环液腔、功能腔、发电腔内均填充有液压油。
在上述的高原地区用路灯混合发电系统中，所述滑动槽、滑块、复位弹簧、风力板、导电片位于安装板上表面设置有六组，每组间的夹角为60°。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：
1、通过同时设置光伏板与风力发电装置，实现太阳能与风能的同时利用，有效的将高原地区的大风的风能进行利用，大大提高了能源利用率；
2、大风天气时，若风力发电装置不是朝向风吹来的方向时，此时遮风板不会将该向的风遮挡，风力使得该向的风力板朝向转轴方向滑动，使得两个导电片接触，此时第一电磁阀打开，第二电磁阀关闭，风力会使得两个升降块一个向上运动，一个向下运动，并通过与连接弹簧的配合，升降块通过连接杆带动泵液板上下往复运动，且两个泵液板的运动方向始终相反，将功能腔内的液压油抽入一侧的循环液腔，而另一侧的循环液腔内的液压油被压入功能腔内，使得液压油定向流动，冲击鳍片，从而使得鳍片带动转动块转动，使得转轴转动，带动风力发电装置转动，改变朝向，遮风板随风力发电装置一同转动，直至风力发电装置改变至朝向风向时，此时遮风板将该侧的风遮挡，风力板复位，第一电磁阀断电关闭，风力发电装置停止转动，使得本发明中的风力发电装置可以实时根据风向调整其朝向，时刻保持迎风，大大的提高了风能的利用率；
3、当风力发电装置朝向风向时，此时第一电磁阀处于关闭状态，而第二电磁阀处于打开状态，此时泵液板的上下往复运动会将液压油不断的泵入发电腔再吸回，使得滑动板往复运动，带动导电棒切割磁感线，产生电能并通过蓄电池收集，供给电磁阀使用，使得电磁阀不需要外界电源功能，更加节能；
4、当风力过大时，此时风力发电装置转速较快，所产生的电流较大，供给电磁铁，此时电磁铁的对金属块的磁吸引力克服扭力弹簧弹力，使得金属块带动转动杆转动，从而使得光伏板水平，减小其迎风面积，避免大风导致损坏。
附图说明
图1为本发明提出的一种高原地区用路灯混合发电系统的结构示意图；
图2为图1中的A处放大图；
图3为图1中的B处放大图；
图4为图1中的C-C处剖面图；
图5为本发明提出的一种高原地区用路灯混合发电系统的俯视图；
图6为本发明提出的一种高原地区用路灯混合发电系统的电路连接示意图。
图中：1主体、2转动杆、3光伏板、4转轴、5风力发电装置、6功能腔、7转动块、8鳍片、9循环液腔、10泵液板、11连接杆、12连接弹簧、13升降块、14第一电磁阀、15发电腔、16滑动板、17导电棒、18磁力板、19第二电磁阀、20蓄电池、21安装板、22滑动槽、23滑块、24复位弹簧、25风力板、26导电片、27遮风板、28电磁铁、29金属块。
具体实施方式
以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。
实施例
参照图1-6，一种高原地区用路灯混合发电系统，包括空心的主体1，主体1通过轴承贯穿转动连接有转动杆2、转轴4，转动杆2与主体1的转动连接处设置有扭力弹簧，转动杆2位于主体1外部的两端均固定连接有光伏板3，转轴4位于主体1外部的一端固定连接有风力发电装置5，主体1内开设有功能腔6，转轴4远离风力发电装置5的一端贯穿延伸至功能腔6内，转轴4位于功能功能腔6内的一端焊接有转动块7，转动块7侧壁焊接有若干鳍片8，鳍片8与功能腔6的内顶壁与内顶壁之间存在间隙，且鳍片8倾斜设置，与转动块7之间的倾角为40°，主体1内设置有两组转动驱动装置和光伏板保护装置。
转动驱动装置包括开设在主体1内的循环液腔9，循环液腔9与功能腔6连通，功能腔6与循环液腔9的连通处设置有第一电磁阀14，第一电磁阀14通电打开，断电关闭，循环液腔9内密封滑动套接有泵液板10，泵液板10与循环液腔9内顶壁之间固定连接有若干连接弹簧12，泵液板10上表面焊接有连接杆11，连接杆11与主体1贯穿滑动连接并延伸至其外部，连接杆11位于主体1外部的一端胶合有升降块13，其中一组转动驱动装置的升降块13为上凸下平形状，而另一侧转动驱动装置的升降块13的下凸上平形状，当风吹过升降块13时，凸起一侧的空气流动速度较快，压强小，平面一侧的空气流动速度较慢，压强大，因此在风力作用下，上凸下平形状的升降块13受到升力向上运动，下凸上平形状的升降块13受到压力下降，配合连接弹簧12，即可使得两个泵液板10保持方向相反做上下往复运动，主体1内设置有发电机构，主体1上表面设置有风向感应机构，两组转动驱动装置关闭转轴4对称设置。
发电机构包括开设在主体1内的发电腔15和蓄电池20，发电腔15与对应的循环液腔9连通，发电腔15与循环液腔9的连通处设置有第二电磁阀19，第二电磁阀19通电为关闭状态，断电为打开状态，发电腔15内密封滑动套接有滑动板16，滑动板16远离对应的泵液板10一侧的侧壁胶合有若干导电棒17，导电棒17与蓄电池20的输出端通过导线电连接，发电腔15内侧壁镶嵌有磁力板18，磁力板18产生的磁感线与导电棒17相切，即导电棒17运动时，可以切割磁感线产生电能，为蓄电池20充电，导电棒17均连接有整流器，将产生的交流电整合为直流电，为蓄电池20充电。
风向感应装置包括安装板21，安装板21通过支架与主体1上表面焊接，转轴4通过轴承与安装板21贯穿转动连接，安装板21上表面通过滑动槽22滑动连接有若干滑块23，滑块23与对应的滑动槽22内侧壁之间固定连接有复位弹簧24，滑块23侧壁与对应的滑动槽22内侧壁均胶合有导电片26，每组风向感应装置中的导电片26相互并联，即无论哪组导电片接触，均和接通电路，滑块23上表面胶合有风力板25，风力发电装置5侧壁焊接有遮风板27，导电片26、第一电磁阀14、第二电磁阀19、蓄电池20的输出端通过导线串联。
光伏板保护装置包括设置在主体1内顶壁的电磁铁28，电磁铁28通过导线与风力发电装置5电连接，转动杆2位于主体1内部的一端焊接有金属块29，风力发电装置5在发电时，其发电电流与其转速相关，转速越快其电流越大，即电磁铁28产生的磁力越大，当风力正常时，电磁铁28对金属块29所产生的吸引力不足以克服扭力弹簧弹力，转动杆2不会转动，只有当风力达到一定值时，电磁铁28对金属块29所产生的吸引力才会克服扭力弹簧弹力，使得光伏板3水平。
循环液腔9、功能腔6、发电腔15内均填充有液压油。滑动槽、滑块、复位弹簧、风力板25、导电片26位于安装板21上表面设置有六组，每组间的夹角为60°。
本发明中，光伏板3通过太阳能为路灯供电，风力发电装置5通过风能为路灯供电；
起风时，若风力发电装置5此时恰好朝向风吹来的方向，此时遮风板27将该方向的风力板25遮挡，此时风力不会使得风力板25运动，此时第一电磁阀14断电处于关闭状态，第二电磁阀19断电处于打开状态，由于升降块13一个为下凸上平形状，另一个为下凸上平形状，风吹过两个升降块13时，凸起一侧的空气流动速度较快，压强小，平面一侧的空气流动速度较慢，压强大，因此在风力作用下，上凸下平形状的升降块13受到升力向上运动，下凸上平形状的升降块13受到压力下降，升降块13通过对应的连接杆11带动泵液板10运动，并通过与连接弹簧12的配合，即可使得两个泵液板10上下往复运动，且两个泵液板10的往复运动的方向始终相反，随着泵液板10的上下往复运动，会将液压油不断的泵入发电腔15再吸回，使得滑动板16左右往复运动，滑动板16带动导电棒17切割磁力板18产生的磁感线，产生电能并通过整流器整合后，通过蓄电池20收集，供给电磁阀使用；
若在起风时，风力发电装置没有朝向风吹来的方向，此时遮风板27无法将该向的风力遮挡，风力使得该向的风力板25朝向转轴4方向滑动，使得两个导电片26接触，此时第一电磁阀14通电打开，第二电磁阀通电关闭，此时风力使得两个泵液板10往复运动，且两个泵液板10的运动方向始终相反，一侧的泵液板10将该侧功能腔6内的液压油抽入该侧的循环液腔9内，而另一侧泵液板10将该侧循环液腔9内的液压油压入功能腔6内，使得液压油定向流动，冲击鳍片8，由于鳍片8的倾斜设置，使得鳍片8在液压油的冲击力下转动，带动转动块7转动，从而使得转动块7带动转轴4转动，转轴4带动风力发电装置5转动，改变朝向，遮风板27会随风力发电装置5一同转动，直至风力发电装置5改变至朝向风向时，此时遮风板27将该侧的风遮挡，风力板27在复位弹簧24弹力下复位，使得两个导电片26分离，第一电磁阀14断电关闭，风力发电装置5停止转动，使得风力发电装置5实时根据风向调整其朝向，时刻保持迎风；
风力发电装置5在发电时，其发电电流与其转速相关，转速越快其电流越大，即电磁铁28产生的磁力越大，当风力正常时，电磁铁28对金属块29所产生的吸引力不足以克服扭力弹簧弹力，转动杆2不会转动，只有当风力达到一定值时，电磁铁28对金属块29所产生的吸引力才会克服扭力弹簧弹力，磁吸引力使得金属块29向电磁铁28反向移动，带动转动杆2转动，从而使得使得光伏板3水平，减小迎风面积，当风力减弱后，转动杆2在扭力弹簧弹力下恢复原有位置。
尽管本文较多地使用了主体1、转动杆2、光伏板3、转轴4、风力发电装置5、功能腔6、转动块7、鳍片8、循环液腔9、泵液板10、连接杆11、连接弹簧12、升降块13、第一电磁阀14、发电腔15、滑动板16、导电棒17、磁力板18、第二电磁阀19、蓄电池20、安装板21、滑动槽22、滑块23、复位弹簧24、风力板25、导电片26、遮风板27、电磁铁28、金属块29等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (7)

1.一种高原地区用路灯混合发电系统，包括空心的主体(1)，其特征在于，所述主体(1)通过轴承贯穿转动连接有转动杆(2)、转轴(4)，所述转动杆(2)与主体(1)的转动连接处设置有扭力弹簧，所述转动杆(2)位于主体(1)外部的两端均固定连接有光伏板(3)，所述转轴(4)位于主体(1)外部的一端固定连接有风力发电装置(5)，所述主体(1)内开设有功能腔(6)，所述转轴(4)远离风力发电装置(5)的一端贯穿延伸至功能腔(6)内，所述转轴(4)位于功能功能腔(6)内的一端焊接有转动块(7)，所述转动块(7)侧壁焊接有若干鳍片(8)，所述主体(1)内设置有两组转动驱动装置和光伏板保护装置。
2.根据权利要求1所述的一种高原地区用路灯混合发电系统，其特征在于，所述转动驱动装置包括开设在主体(1)内的循环液腔(9)，所述循环液腔(9)与功能腔(6)连通，所述功能腔(6)与循环液腔(9)的连通处设置有第一电磁阀(14)，所述循环液腔(9)内密封滑动套接有泵液板(10)，所述泵液板(10)与循环液腔(9)内顶壁之间固定连接有若干连接弹簧(12)，所述泵液板(10)上表面焊接有连接杆(11)，所述连接杆(11)与主体(1)贯穿滑动连接并延伸至其外部，所述连接杆(11)位于主体(1)外部的一端胶合有升降块(13)，所述主体(1)内设置有发电机构，所述主体(1)上表面设置有风向感应机构。
3.根据权利要求2所述的一种高原地区用路灯混合发电系统，其特征在于，所述发电机构包括开设在主体(1)内的发电腔(15)和蓄电池(20)，所述发电腔(15)与对应的循环液腔(9)连通，所述发电腔(15)与循环液腔(9)的连通处设置有第二电磁阀(19)，所述发电腔(15)内密封滑动套接有滑动板(16)，所述滑动板(16)远离对应的泵液板(10)一侧的侧壁胶合有若干导电棒(17)，所述导电棒(17)与蓄电池(20)的输出端通过导线电连接，所述发电腔(15)内侧壁镶嵌有磁力板(18)。
4.根据权利要求3所述的一种高原地区用路灯混合发电系统，其特征在于，所述风向感应装置包括安装板(21)，所述安装板(21)通过支架与主体(1)上表面焊接，所述转轴(4)通过轴承与安装板(21)贯穿转动连接，所述安装板(21)上表面通过滑动槽(22)滑动连接有若干滑块(23)，所述滑块(23)与对应的滑动槽(22)内侧壁之间固定连接有复位弹簧(24)，所述滑块(23)侧壁与对应的滑动槽(22)内侧壁均胶合有导电片(26)，所述滑块(23)上表面胶合有风力板(25)，所述风力发电装置(5)侧壁焊接有遮风板(27)，所述导电片(26)、第一电磁阀(14)、第二电磁阀(19)、蓄电池(20)的输出端通过导线串联。
5.根据权利要求1所述的一种高原地区用路灯混合发电系统，其特征在于，所述光伏板保护装置包括设置在主体(1)内顶壁的电磁铁(28)，所述电磁铁(28)通过导线与风力发电装置(5)电连接，所述转动杆(2)位于主体(1)内部的一端焊接有金属块(29)。
6.根据权利要求4所述的一种高原地区用路灯混合发电系统，其特征在于，所述循环液腔(9)、功能腔(6)、发电腔(15)内均填充有液压油。
7.根据权利要求4所述的一种高原地区用路灯混合发电系统，其特征在于，所述滑动槽、滑块、复位弹簧、风力板(25)、导电片(26)位于安装板(21)上表面设置有六组，每组间的夹角为60°。
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