CN114412710A - 一种用于农田灌溉地区的多种新能源利用综合体 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于农田灌溉地区的多种新能源利用综合体，包括机房，机房的顶部设有风力机构，机房内设有塔架，塔架内设有发电机，发电机内固接有发电机转轴，发电机转轴的两端伸出发电机，发电机转轴与风力机构固接，塔架的底部设有水力发电机构，水力发电机构与发电机转轴固接，塔架的顶部固接有储电机构，储电机构与发电机电性连接，机房的一侧设有储水机构，储水机构伸入机房内，储水机构的顶部设有光伏机构，光伏机构与储电机构电性连接，本发明充分利用大面积农田地区没有过高建筑物遮挡阳光和风力的条件，实现风光互补发电，在任何天气情况下都能发电。

Description

一种用于农田灌溉地区的多种新能源利用综合体
技术领域
本发明涉及农田灌溉及发电领域，特别是涉及一种用于农田灌溉地区的多种新能源利用综合体。
背景技术
随着生产力的迅速发展，能源消耗量也在不断增加，其中，石油、煤炭的消耗占据极大比例，但随着近年来全球气候逐渐变暖，石油资源日益枯竭，新能源的开发显得极为迫切。在近些年来，水力发电技术得到迅速发展，全国水资源丰富地区几乎布满了大大小小的水力发电装置，而且水力发电又是清洁能源，所以我国对水力发电非常重视，大型电站的机组单机容量不断向巨型化发展，同时，随着经济发展和能源日益紧张，小水电将得到较快发展。在我国许多地方，水力资源、光照和风力资源都相当充足，尤其是一些拥有大面积农田的平原和山区，没有高建筑物的遮挡，光照条件和风力资源可以得到更好的应用。
我国目前的供电系统是变电站将发电设备发出来的电供应到各个片区的配电站，再由配电站向该区域的居民和工厂供电，对于具有大面积农田的偏远地区来说，这种并网供电的方式存在造价成本高，维修难等问题，离网可再生能源发电系统无疑是解决该问题的最好的途径。在大面积农田地区，为了保证农作物正常生长，获得稳产高产，必须通过农田灌溉以供给农作物充足的水分。将丰富的水力资源结合光照和风力资源用以发电，形成离网发电系统，不仅可以减少化石燃料的消耗，降低有害气体的排放，还可以解决并网供电的高成本、维修难等问题。
为了解决大面积农田地区水力、光照和风力资源不能充分利用的问题，许多专利都提出了将新能源进行综合利用的方法，但都或多或少存在一些问题。对于专利申请号为201921370480.5，名称为“一种风光互补提水灌溉系统”，利用风力发电设备和太阳能发电设备输出的电力，通过逆变器控制器和电缆与光伏水泵连接，进行提水灌溉，同时设有蓄电池，保证全天候供电。但是蓄水池至灌溉系统的水的势能没有利用，同时风光发电设备输出的电能只能用于灌溉系统，不能应用到其他系统。对于专利申请号为201620150031.X，名称为“一种水利发电与灌溉装置”，利用过滤网清除水中杂质，防止桨叶受到冲击受损，提高发电效率，同时装置接有水管，水管上方接有伸缩支撑杆和球形喷头，利用水资源进行合理的农田灌溉。该装置没有考虑利用光照和风力资源，只在水力发电装置的出水口进行农田灌溉，没有结合其他可再生能源，实现各种能源的综合利用。对于专利申请号为202020743654.4，名称为“一种风光互补式的抽水储能自动灌溉系统”，在风力充足的条件下，风力带动万向风车转动，万向风车通过驱动轴驱动提水泵运行；在阳光充足的条件下，通过吸收太阳光，加热从底部进入的空气，使空气受热上升带动轴流风车转动，从而驱动提水泵运行，提水泵将低水位水源提升到高位的储水罐里储存起来。整个系统没有发电储能装置，当风力和光照条件均不好的情况下，系统可能存在无法驱动提水泵工作的问题。对于专利申请号为201520207239.6，名称为“一种基于风电的农田灌溉设备”，灌溉设备使用许多电子设备，如湿度感应器、水位感应器、水泵、电磁阀、控制板，设备均由风力发电机提供电力，当连续弱风天气时，蓄电池可能出现电量不足的情况，不能做到完全利用风能独立运行。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于农田灌溉地区的多种新能源利用综合体，以解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种用于农田灌溉地区的多种新能源利用综合体，包括机房，所述机房的顶部设有风力机构，所述机房内设有塔架，所述塔架内设有发电机，所述发电机内固接有发电机转轴，所述发电机转轴的两端伸出所述发电机，所述发电机转轴与所述风力机构固接，所述塔架的底部设有水力发电机构，所述水力发电机构与所述发电机转轴固接，所述塔架的顶部固接有储电机构，所述储电机构与所述发电机电性连接，所述机房的一侧设有储水机构，所述储水机构伸入所述机房内，所述储水机构的顶部设有光伏机构，所述光伏机构与所述储电机构电性连接。
优选的，所述风力机构包括风力机，所述风力机的底部固接风力机主轴，所述风力机主轴伸入所述机房内通过第一超越离合器与所述发电机转轴固接。
优选的，所述水力发电机构设置在所述塔架内底部的水轮机，所述水轮机的顶部固接有水轮机主轴，所述水轮机主轴通过第二超越离合器与所述发电机转轴固接。
优选的，所述水轮机由若干水轮机转轮组成。
优选的，所述储电机构包括分别固接在所述塔架顶面的蓄电池和电力变换器，所述电力变换器分别与所述蓄电池和所述发电机电性连接，所述蓄电池与所述光伏机构电性连接。
优选的，所述光伏机构包括固接在所述储水机构顶部的若干光伏电池板，所述光伏电池板电性连接有光伏水泵，所述光伏水泵固接在所述储水机构的顶部。
优选的，所述储水机构包括固接在地面内的蓄水池，所述蓄水池内连通有水泵进水管的一端，所述水泵进水管的另一端与所述光伏水泵连通，所述光伏水泵的顶部连通有水泵出水管的一端，所述水泵出水管伸入所述机房内并连通有喷嘴，所述喷嘴的出口朝向所述水轮机转轮。
优选的，所述机房的底部分别设有第一出水口和第二出水口，所述第一出水口与农田连通，所述第二出水口与所述蓄水池连通
优选的，所述塔架的顶部设有方形框架，所述方形框架内固接有所述发电机。
优选的，所述风力机主轴与所述塔架通过轴承连接。
本发明公开了以下技术效果：
1.本发明充分利用大面积农田地区没有过高建筑物遮挡阳光和风力的条件，实现风光互补发电，在任何天气情况下都能发电。
2.本发明将农田灌溉用水用以推动水力发电机构转动，将水的势能转换成动能，驱动发电机发电，使水力资源得到有效利用。
3.本发明为风力机构与水利发电机构同轴驱动发电机组，两者均可单独驱动发电机转轴旋转，当两者转速不同时，发电机转轴与转速高的一方同步旋转，另一方自由滑行，可以互不影响，保障发电效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明用于农田灌溉地区的多种新能源利用综合体中实施例1的结构示意图；
图2为实施例2的结构示意图；
图3为实施例3的一种结构示意图；
图4为实施例3的另一种结构示意图；
其中：1、发电机；2、蓄电池；3、机房；4、风力机；5、塔架；6、水轮机；7、风力机主轴；8、电力变换器；9、第一超越离合器；10、水轮机主轴；11、喷嘴；12、第一出水口；13、第二出水口；14、蓄水池；15、光伏水泵；16、水泵出水管；17、水泵进水管；18、发电机转轴；19、高位蓄水池；20、格架；21、光伏电池板；22、第二超越离合器；23、水轮机进水口；24、水轮机转轮；25、法兰；26、定子组件；27、转子组件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
参照图1，本发明提供一种用于农田灌溉地区的多种新能源利用综合体，包括机房3，机房3的顶部设有风力机构，机房3内设有塔架5，塔架5内设有发电机1，发电机1内固接有发电机转轴18，发电机转轴18的两端伸出发电机1，发电机转轴18与风力机构固接，塔架5的底部设有水力发电机构，水力发电机构与发电机转轴18固接，塔架5的顶部固接有储电机构，储电机构与发电机1电性连接，机房3的一侧设有储水机构，储水机构伸入机房3内，储水机构的顶部设有光伏机构，光伏机构与储电机构电性连接。
风力机构垂直安装在机房3的顶部，水力发电机构垂直安装在发电机1的底部，将风力机构和水力发电机构同轴安装共同驱动一个发电机1，在阳光充足的条件下，光伏机构将农田灌溉用水从储水机构中抽出，流至水力发电机构的顶部，冲击水力发电机构驱动发电机1发电；在风力充足的条件下，风力机构驱动发电机1发电，将发出的电能储存在储电机构中，不仅可以提供给农田灌溉系统，还可以提供给附近居民生活用电。
进一步优化方案，风力机构包括风力机4，风力机4的底部固接风力机主轴7，风力机主轴7伸入机房3内通过第一超越离合器9与发电机转轴18固接。
进一步优化方案，水力发电机构设置在塔架5内底部的水轮机6，水轮机6放置在地面上，水轮机6下方安装有底座，底座与水轮机6通过轴承连接，水轮机6的顶部固接有水轮机主轴10，水轮机主轴10通过第二超越离合器22与发电机转轴18固接，第二超越离合器22的外环与水轮机主轴10通过法兰固定连接，发电机转轴18下端与第二超越离合器22的内环通过法兰固定连接。
第一超越离合器9和第二超越离合器22选择双轴承组合型滚柱式离合器。
进一步优化方案，水轮机6由若干水轮机转轮24组成。
当水轮机主轴10转速大于或等于发电机转轴18的转速时，由水轮机6带动发电机1同步运行，驱动发电机1发电。风力机主轴7、发电机转轴18上端分别与第一超越离合器9的外环和内环通过法兰固定连接，当风力机主轴7转速大于或等于发电机转轴18转速时，由风力机4带动发电机1同步运行，驱动发电机1发电。当风力机或水轮机单独工作时，超越离合器可使不工作的主轴处于自由滑行状态，不影响发电机转轴18旋转速度，即可单独驱动发电机1发电，保障发电效率。
进一步优化方案，储电机构包括分别通过螺栓固接在塔架5顶面的蓄电池2和电力变换器8，电力变换器8分别与蓄电池2和发电机1电性连接，蓄电池2与光伏机构电性连接。将电力变换器8和蓄电池2均放置在机房3内，减少出现故障的可能，便于检查维修。
进一步优化方案，光伏机构包括固接在储水机构顶部的若干光伏电池板21，光伏电池板21电性连接有光伏水泵15，光伏水泵15固接在储水机构的顶部，光伏电池板21的电力输出口的一端通过光伏控制器(图中未显示)与光伏水泵15连接，另一端通过DC/DC变换器(图中未显示)与机房3内蓄电池2连接，当光伏电池板21输出电能剩余时，将电能储存在机房3内的蓄电池2中。
进一步优化方案，储水机构包括固接在地面内的蓄水池14，蓄水池14埋设于农田旁土壤地面以下，蓄水池14为水泥地面，其顶端敞口，顶端略高于农田土壤表面，雨季可收集雨水用以农田灌溉用水。蓄水池14内连通有水泵进水管17的一端，水泵进水管17为PE管，因为其耐腐柔软的特性，可以长期放在水中，水泵进水管17末端装有滤网，防止水中杂质影响光伏水泵15工作。水泵进水管17的另一端与光伏水泵15连通，光伏水泵15的顶部连通有水泵出水管16的一端，机房3靠近蓄水池14的一端设有水轮机进水口23，水泵出水管16伸入水轮机进水口23内并通过连通有喷嘴11，喷嘴11的水流喷射方向朝向水轮机转轮24，在使用的时候，高速水流斜击水轮机转轮24后，在重力的作用下，水能够迅速流入尾水机坑，不会残留在水轮机6上，为了提高水轮机6的发电效率，喷嘴11的方向可以根据水轮机转轮24、叶片等因素进行调整，其次喷嘴11喷射水的喷射量也可以根据实际情况进行调整(具体调整方式按照现有喷嘴的形式调整即可)。当农田灌溉系统用水量少时，减小水的喷射量，降低水轮机6转速，由风力机4主要驱动发电机1发电；当灌溉系统用水量多时，加大水的喷射量，提高水轮机6转速，由水轮机6驱动发电机1发电。尾水机坑布置在水轮机6的地面下，出水口分为两部分，且安装有阀门，可人为控制打开和关闭，当农田灌溉用水量大时，水轮机出水主要从第一出水口12流入灌溉系统；当农田灌溉用水量少时，水轮机出水从第二出水口13流入蓄水池14，确保农田不需灌溉时，水轮机6可以持续发电。
进一步优化方案，机房3的底部分别设有第一出水口12和第二出水口13，第一出水口12与农田灌溉系统连通，第二出水口13与蓄水池14连通。
进一步优化方案，塔架5的顶部设有方形框架，方形框架内固接有发电机1。
进一步优化方案，风力机主轴7与塔架5通过轴承连接。
工作原理：在白天阳光充足的条件下，光伏电池板21输出电能，一部分用于给光伏水泵15供电，一部分将剩余电量储存在蓄电池2中，水轮机6旋转方向固定，通过超越离合器将风力机4旋转方向固定为与水轮机6旋转的相同方向，在风力充足的条件下，风力能够驱动风力机4旋转，带动发电机转轴18旋转，驱动发电机1发电；将农田灌溉用水用以冲击水轮机转轮24，也可带动发电机转轴18旋转，使发电机1发电；当两者同时或单独工作时，在两个超越离合器的作用下，发电机转轴18与转速高的主轴同步旋转，而转速低的主轴将自由滑行，不会影响发电机转轴18旋转速度，保障发电效率，最后将电能储存在蓄电池2中，利用光照、风力和水力资源综合发电，输出电能可供灌溉系统和附近居民生活用电。
实施例2
参照图2，与实施例的1的不同在于发电机1由转子组件27和定子组件26组成，两部分均可旋转，发电机1的转子组件27通过法兰25与风力机主轴7相连接，塔架5的中间安装轴承，对风力机主轴7起支撑和固定作用，定子组件26与水轮机主轴10相连接，将风力机4旋转方向固定为与水轮机6旋转的相反方向。在风力充足的条件下，风力能够驱动风力机4旋转，带动发电机转子组件27转动，使发电机1发电；将农田灌溉用水用以冲击水轮机叶片，带动发电机定子组件26转动，也可使发电机1发电；当两者同时工作时，可提高发电机转速，单独工作时，可保证发电机1持续发电，也可降低损耗，提高发电效率，转子组件27和定子组件26可同时旋转，使发电机1转速叠加，提高发电效率。
实施例3
与实施例1和2的不同在于，参照图3-4，塔架5的外侧安装有格架20，风力机4位于格架20内，光伏水泵15安装在格架20的侧壁上，格架20的顶部固接有高位蓄水池19，光伏水泵15通过水泵进水管17和水泵出水管16分别与蓄水池14和高位蓄水池19连通，高位蓄水池19远离水泵出水管16的一端设有出水口，出水口通过连接管连通有喷嘴11。
在阳光充足的天气条件下，光伏电池板21输出电能驱动光伏水泵15工作，将蓄水池14内的水抽到高位蓄水池19中，高位蓄水池19内的水在重力作用下通过连接管运输中喷嘴11并推动水轮机6旋转。连接管从高位蓄水池19的底部引出，连接管的末端安装有喷嘴11，其对准水轮机叶片，由于高位蓄水池19的水位高于水轮机6，打开阀门后，在压差下高位蓄水池19的水通过喷嘴11能够形成高动力水流冲击水轮机叶片。
当光伏发电充足时，光伏水泵15将低位蓄水池14内的水抽到高位蓄水池19中，同时将剩余电能储存在蓄电池2中，避免电能的浪费。在风力资源充足时，可以停止水轮机6工作，将光伏发电电能储存在蓄电池2中，避免水轮机主轴10因转速较低自由滑行，动能得不到利用。当风力机4转速较慢，不足以驱动发电机1发电时，可使高位蓄水池19中的水继续冲击水轮机叶片，用水轮机6带动发电机1发电，保障系统可以持续发电。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于农田灌溉地区的多种新能源利用综合体，其特征在于：包括机房(3)，所述机房(3)的顶部设有风力机构，所述机房(3)内设有塔架(5)，所述塔架(5)内设有发电机(1)，所述发电机(1)内固接有发电机转轴(18)，所述发电机转轴(18)的两端伸出所述发电机(1)，所述发电机转轴(18)与所述风力机构固接，所述塔架(5)的底部设有水力发电机构，所述水力发电机构与所述发电机转轴(18)固接，所述塔架(5)的顶部固接有储电机构，所述储电机构与所述发电机(1)电性连接，所述机房(3)的一侧设有储水机构，所述储水机构伸入所述机房(3)内，所述储水机构的顶部设有光伏机构，所述光伏机构与所述储电机构电性连接。
2.根据权利要求1所述的用于农田灌溉地区的多种新能源利用综合体，其特征在于：所述风力机构包括风力机(4)，所述风力机(4)的底部固接风力机主轴(7)，所述风力机主轴(7)伸入所述机房(3)内通过第一超越离合器(9)与所述发电机转轴(18)固接。
3.根据权利要求2所述的用于农田灌溉地区的多种新能源利用综合体，其特征在于：所述水力发电机构设置在所述塔架(5)内底部的水轮机(6)，所述水轮机(6)的顶部固接有水轮机主轴(10)，所述水轮机主轴(10)通过第二超越离合器(22)与所述发电机转轴(18)固接。
4.根据权利要求3所述的用于农田灌溉地区的多种新能源利用综合体，其特征在于：所述水轮机(6)由若干水轮机转轮(24)组成。
5.根据权利要求4所述的用于农田灌溉地区的多种新能源利用综合体，其特征在于：所述储电机构包括分别固接在所述塔架(5)顶面的蓄电池(2)和电力变换器(8)，所述电力变换器(8)分别与所述蓄电池(2)和所述发电机(1)电性连接，所述蓄电池(2)与所述光伏机构电性连接。
6.根据权利要求5所述的用于农田灌溉地区的多种新能源利用综合体，其特征在于：所述光伏机构包括固接在所述储水机构顶部的若干光伏电池板(21)，所述光伏电池板(21)电性连接有光伏水泵(15)，所述光伏水泵(15)固接在所述储水机构的顶部。
7.根据权利要求6所述的用于农田灌溉地区的多种新能源利用综合体，其特征在于：所述储水机构包括固接在地面内的蓄水池(14)，所述蓄水池(14)内连通有水泵进水管(17)的一端，所述水泵进水管(17)的另一端与所述光伏水泵(15)连通，所述光伏水泵(15)的顶部连通有水泵出水管(16)的一端，所述水泵出水管(16)伸入所述机房(3)内并连通有喷嘴(11),所述喷嘴(11)的出口朝向所述水轮机转轮(24)。
8.根据权利要求7所述的用于农田灌溉地区的多种新能源利用综合体，其特征在于：所述机房(3)的底部分别设有第一出水口(12)和第二出水口(13)，所述第一出水口(12)与农田连通，所述第二出水口(13)与所述蓄水池(14)连通。
9.根据权利要求8所述的用于农田灌溉地区的多种新能源利用综合体，其特征在于：所述塔架(5)的顶部设有方形框架，所述方形框架内固接有所述发电机(1)。
10.根据权利要求9所述的用于农田灌溉地区的多种新能源利用综合体，其特征在于：所述风力机主轴(7)与所述塔架(5)通过轴承连接。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007001154A1 (en) * 2005-06-28 2007-01-04 Korea New Solar Energy Co., Ltd. Power generation apparatus using wind power and small hydro power
CN200999701Y (zh) * 2007-01-12 2008-01-02 王明 集风力、水力和太阳能再生能源利用设备
JP2010174878A (ja) * 2009-02-02 2010-08-12 直隆 ▲濱▼田 風水力発電設備
JP2013133718A (ja) * 2011-12-26 2013-07-08 Shinya Fukuno 自然エネルギー発電装置
CN206481735U (zh) * 2016-10-28 2017-09-12 西藏金凯新能源股份有限公司 一种农业用光伏发电灌溉系统
CN109372694A (zh) * 2018-11-28 2019-02-22 依科瑞德（北京）能源科技有限公司 风能、水能和光伏复合发电系统
CN212649175U (zh) * 2020-08-18 2021-03-02 贵州师范大学 一种适用于喀斯特地区的能源综合利用系统
CN213279259U (zh) * 2020-11-10 2021-05-25 云南一森科技有限公司 一种风能光伏储能一体化装置
CN113346544A (zh) * 2021-06-07 2021-09-03 西北农林科技大学 一种光伏抽水储能装置
KR102345578B1 (ko) * 2020-10-29 2021-12-31 주식회사 블루오션테크 자가발전형 무배전 구조물

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007001154A1 (en) * 2005-06-28 2007-01-04 Korea New Solar Energy Co., Ltd. Power generation apparatus using wind power and small hydro power
CN200999701Y (zh) * 2007-01-12 2008-01-02 王明 集风力、水力和太阳能再生能源利用设备
JP2010174878A (ja) * 2009-02-02 2010-08-12 直隆 ▲濱▼田 風水力発電設備
JP2013133718A (ja) * 2011-12-26 2013-07-08 Shinya Fukuno 自然エネルギー発電装置
CN206481735U (zh) * 2016-10-28 2017-09-12 西藏金凯新能源股份有限公司 一种农业用光伏发电灌溉系统
CN109372694A (zh) * 2018-11-28 2019-02-22 依科瑞德（北京）能源科技有限公司 风能、水能和光伏复合发电系统
CN212649175U (zh) * 2020-08-18 2021-03-02 贵州师范大学 一种适用于喀斯特地区的能源综合利用系统
KR102345578B1 (ko) * 2020-10-29 2021-12-31 주식회사 블루오션테크 자가발전형 무배전 구조물
CN213279259U (zh) * 2020-11-10 2021-05-25 云南一森科技有限公司 一种风能光伏储能一体化装置
CN113346544A (zh) * 2021-06-07 2021-09-03 西北农林科技大学 一种光伏抽水储能装置

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