一种风光互补发电集成装置
技术领域
本发明涉及风光互补发电技术领域,具体的说是一种风光互补发电集成装置。
背景技术
风光互补发电系统主要由风力发电机组、太阳能光伏电池组、控制器、蓄电池、逆变器、交流直流负载等部分组成,其中,蓄电池作为风光互补发电系统的储能设备,在整个发电系统中起着非常重要的作用。首先,由于自然风和光照是不稳定的,在风力、光照过剩的情况下,存储负载供电多余的电能,在风力、光照欠佳时,储能设备蓄电池可以作为负载的供电电源;其次,蓄电池具有滤波作用,能使发电系统更加平稳的输出电能给负载;另外,风力发电和光伏发电很容易受到气候、环境的影响,发出的电量在不同时刻是不同的,也有很大差别。作为它们之间的“中枢”,蓄电池可以将它们很好的连接起来,可以将太阳能和风能综合起来,实现二者之间的互补作用;
常用蓄电池主要有铅酸蓄电池、碱性镍蓄电池和镉镍蓄电池。随着电储能技术的不断发展,产生了越来越多新的储能方式,如超导储能、超级电容储能、燃料电池等。由于造价便宜、使用简单、维修方便、原材料丰富,而且在技术上不断取得进步和完善,因此在小型风力发电及光伏发电中铅酸蓄电池已得到广泛的应用。
铅酸蓄电池由正极、负极和电解液三部分组成。电解液是由硫酸和水混合而成的,随着使用时间的增长,电解液中的水逐渐蒸发和分解,导致液面下降,如果不及时加水,会影响电池的使用寿命。
因此,在使用铅酸蓄电池的过程中,需要定期检查电池内液面的高低,如果低于指示线,则需要加足纯净水(不要加入饮用水或其他液体)。同时,需要注意加水时的安全问题,避免接触电解液。加水后,需要等待一段时间,让水和电解液充分混合,再进行充电或放电,定期加水是保持铅酸蓄电池正常运行的重要保障,加水方式不当也会对电池造成不可逆的损害,目前常采用工作人员定期巡检的方式进行蓄电池的补水作业,因风光互补发电装置常安装布设于野外空旷环境下,且自身输入端与输出端电力因负载变化而变化,位于不同位置上的铅酸蓄电池需补水量不尽相同,人工补水作业的方式难以及时且准确的判断当前位置蓄电池的所需补水量,造成蓄电池的检修及维护作业效率低,不利于风光互补发电装置长时间运行时的稳定及安全性。
发明内容
为了解决现有技术的不足,本发明提供了一种风光互补发电集成装置;从而解决了风光互补发电集成装置中蓄电池因电解液加注方式不当增加了风光互补发电集成装置内部线路暴露于外界的次数及时长,进而增加了其受外界环境干扰而产生负面影响问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:本发明所述的一种风光互补发电集成装置,包括蓄电池,
交换口,所述蓄电池的上端盖中部设置有用于气体排出及液体加注用的交换口;
基架,所述基架为双层结构,蓄电池安装于基架的中部位置,基架的底部四周均固定安装有弹性材质的支脚;
底板,所述底板活动安装于基架的中部位置,底板的中部安装有重力传感器,且蓄电池的底部抵靠在重力传感器上;
竖板,所述竖板固定安装于基架的后侧,基架的上端固定安装有用于盛装蒸馏水的存储罐;
折角板,所述底板的左右两侧对称安装有折角板,折角板为倒“L”形结构,且蓄电池位于相对立安装的两个折角板之间,折角板的上部活动安装有加注管,加注管的下部与交换口插接配合,加注管的上端通过水管与存储罐相连通。
优选的,所述交换口包括,
交换筒,所述交换筒固定安装于蓄电池的端盖位置,且交换筒设置有上下贯通式的端口;
堵环,所述交换筒的上端开口位置活动安装有封堵环,且封堵环与交换筒密封配合。
优选的,所述折角板的上端固定安装有滑杆,滑杆位于交换筒的上方,封堵环的两侧均通过滑动配合的方式套设于滑杆上,封堵环的中部与交换筒之间连接有水平弹簧。
优选的,所述封堵环的中部设置有倒锥形结构的排气槽,排气槽的内腔中活动安装有遮蔽珠,遮蔽珠与排气槽的锥形结构底部密封贴合,且遮蔽珠的上部与封堵环的顶端之间连接有微型弹簧。
优选的,所述加注管竖直安装于折角板的上端,且加注管与交换筒同轴心,加注管的内侧滑动安装有导通管,导通管上下贯通,且导通管的外壁与折角板之间连接有竖向弹簧,导通管的下端与交换筒的内腔滑动插接,导通管的上端与水管相连通,相对立安装的两个导通管之间连接有传动板,滑杆的中部固定安装有气缸,且气缸的伸缩端与传动板固定连接。
优选的,所述导通管的下端固定安装有弹片,弹片的中下部倾斜指向封堵环的中部,弹片的下端设置有与封堵环抵靠接触的弧形面,且弹片与封堵环的接触部位设置有相配合的阻尼齿。
优选的,所述存储罐的内腔上端滑动安装有压板,位于压板下侧的空腔填充有蒸馏水,且存储罐的下侧空腔与水管相连通,存储罐的上部开设有进气口。
优选的,所述折角板的中部通过转动配合的方式安装有转杆,转杆的上端与导通管的上端之间连接有牵引绳,竖板的下端固定安装有横板,横板为水平设置,且横板的左右两侧中部均安装有弹性的软管,转杆为倾斜设置且转杆的下端抵靠在软管的中部,横板的前端拐角处通过轴承安装有摆轴,摆轴的中部固定安装有扇叶,且扇叶位于软管的端口位置,摆轴的上下两端均固定安装有偏心轮。
优选的,所述底板位于基架的居中位置,底板的左右两侧与基架之间均连接有拉簧,底板的左右两侧下端均通过轴承安装有滚轴,且滚轴抵靠在基架的下层侧壁上,底板的中部固定安装有插销,基架的上层开设有与插销滑动配合的长条槽。
优选的,所述底板的四周拐角处均通过转动配合的方式安装有转盘,转盘分别位于蓄电池的四个拐角位置,转盘的盘面沿其直径方向对称开设有腰型槽,腰型槽内滑动安装有竖杆,且同一个转盘上的两个竖杆分别抵靠在蓄电池拐角位置的两侧侧壁上,竖杆的内侧设置有空腔,竖杆的侧壁沿其轴线方向均匀开设有出风口,且出风口朝向与蓄电池的侧壁平行。
本发明的有益效果:
(1)在本发明中,通过双层设计的存储罐可使蒸馏水与外部环境进行隔离,降低其受到外界污染的可能性,设置于蓄电池四周的竖杆,可在为蓄电池提供安装定位的同时,为其后期运行进行散热通风处理,提升蓄电池的运行安全及稳定性,通过重力感应的方式,无需工作人员实地勘察即可判断蓄电池的电解液消耗量,节省人力及物力,二合一设置的交换口,可充当电解液的加注通道及蓄电池内部析出气体的排出通道,提升了蓄电池运行时的整体密闭性。
(2)在本发明中,通过电解液自动加注的方式,可为蓄电池提供及时且有效的电解液补充作业,避免人工加注不及时造成的蓄电池亏电或损坏,同时,通过内部加注的方式还降低了风光互补发电集成装置内部线路暴露于外界的次数及时长,提升密封性,也提升了其内部电路系统的运行稳定性,降低了后期对风光互补发电集成装置进行检修与维护作业的作业强度。
(3)在本发明中,通过使蓄电池在预定范围内进行的整体摇晃,可提升新加入蒸馏水与残留电解液之间的混合交融速率,进而提升了蓄电池电解液补充及运行维护的效率,避免停机时间过长造成收集电能的浪费。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明中蓄电池的局部立体结构示意图;
图2为本发明中基架、底板、竖板以及折角板之间的位置关系示意图;
图3为本发明的工作状态示意图;
图4为本发明图3的主视示意图;
图5为本发明图3的局部剖视示意图;
图6为本发明图5的A处放大示意图;
图7为本发明交换筒、加注管以及导通管三者之间的位置关系示意图;
图8为本发明图7的B处放大示意图;
图9为本发明图7的C处放大示意图;
图10为本发明底板、转盘以及重力传感器三者之间的位置关系示意图;
图11为本发明基架、底板以及横板三者之间的位置关系示意图;
图中:
1、蓄电池;2、交换口;3、基架;31、支脚;4、底板;41、重力传感器;5、竖板;51、存储罐;6、折角板;7、加注管;21、交换筒;22、封堵环;61、滑杆;23、水平弹簧;221、排气槽;222、遮蔽珠;223、微型弹簧;71、水管;72、导通管;73、竖向弹簧;721、传动板;611、气缸;62、弹片;52、压板;53、横板;63、转杆;631、牵引绳;531、软管;532、摆轴;533、扇叶;534、偏心轮;42、拉簧;43、滚轴;44、插销;32、长条槽;45、转盘;46、竖杆。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。
本发明实施例通过提供一种风光互补发电集成装置,解决了风光互补发电集成装置中因蓄电池电解液加注方式不当造成的蓄电池及其附属电路设备密封性不良,降低了其内部电路系统的运行稳定性,也增加了人力及物力支出的问题。
如图1至图4以及图6、图10和图11所示,一种风光互补发电集成装置,包括蓄电池1,所述蓄电池1为铅酸蓄电池,
交换口2,所述蓄电池1的上端盖中部设置有用于气体排出及液体加注用的交换口2;
基架3,所述基架3为双层结构,蓄电池1安装于基架3的中部位置,基架3的底部四周均固定安装有弹性材质的支脚31;
底板4,所述底板4活动安装于基架3的中部位置,底板4的中部安装有重力传感器41,且蓄电池1的底部抵靠在重力传感器41上,底板4的左右两侧与基架3之间均连接有拉簧42,底板4的左右两侧下端均通过轴承安装有滚轴43,且滚轴43抵靠在基架3的下层侧壁上,底板4的中部固定安装有插销44,基架3的上层开设有与插销44滑动配合的长条槽32,底板4的四周拐角处均通过转动配合的方式安装有转盘45,转盘45分别位于蓄电池1的四个拐角位置,转盘45的盘面沿其直径方向对称开设有腰型槽,腰型槽内滑动安装有竖杆46,且同一个转盘45上的两个竖杆46分别抵靠在蓄电池1拐角位置的两侧侧壁上,竖杆46的内侧设置有空腔,竖杆46的侧壁沿其轴线方向均匀开设有出风口,且出风口朝向与蓄电池1的侧壁平行;
竖板5,所述竖板5固定安装于基架3的后侧,基架3的上端固定安装有用于盛装蒸馏水的存储罐51,存储罐51的内腔上端滑动安装有压板52,位于压板52下侧的空腔填充有蒸馏水,存储罐51的上部开设有进气口。
折角板6,所述底板4的左右两侧对称安装有折角板6,折角板6为倒“L”形结构,且蓄电池1位于相对立安装的两个折角板6之间,折角板6的上部活动安装有加注管7,加注管7的下部与交换口2插接配合,加注管7的上端通过水管71与存储罐51的下侧空腔相连通。
具体工作时,首先通过工作人员对重力传感器41数值进行校准,随后,使风光互补发电集成装置中用于存储电能的蓄电池1静置于重力传感器41上,随后,使竖杆46在转盘45的腰型槽内处于活动安装状态,并转动转盘45,进而使竖杆46分别贴合到蓄电池1拐角位置的两侧侧壁上,贴合完成后,调整出风口的朝向,使其与蓄电池1侧壁平行,调整完成后,通过螺栓将竖杆46在腰型槽内的位置进行锁定,此时,在竖杆46与蓄电池1侧壁的抵靠作用下,转盘45的转动角度随之被锁定,随后,通过气管使竖杆46的内侧空腔与现有气泵进行连通,在需要散热工作时,气体随即从出风口吹向蓄电池1,进行风冷散热作业,随后,测算重力传感器41中当前重力感应数值,记为初始值,随后,使存储罐51内填充适量蒸馏水,此时的压板52处于蒸馏水的上层,且通过压板52的隔断作用,其下层的蒸馏水与其上层的空气不接触,随后,通过气管使存储罐51上端的进气口与现有气泵进行连通。
如图1以及图6至图9所示,所述交换口2包括,
交换筒21,所述交换筒21固定安装于蓄电池1的端盖位置,且交换筒21设置有上下贯通式的端口;
封堵环22,所述交换筒21的上端开口位置活动安装有封堵环22,且封堵环22与交换筒21密封配合,折角板6的上端固定安装有滑杆61,滑杆61位于交换筒21的上方,封堵环22的两侧均通过滑动配合的方式套设于滑杆61上,封堵环22的中部与交换筒21之间连接有水平弹簧23,封堵环22的中部设置有倒锥形结构的排气槽221,排气槽221的内腔中活动安装有遮蔽珠222,遮蔽珠222与排气槽221的锥形结构底部密封贴合,且遮蔽珠222的上部与封堵环22的顶端之间连接有微型弹簧223。
具体工作时,在初始条件下,交换口2固定安装于蓄电池1的上部端盖,此时,在水平弹簧23的弹力推动下,封堵环22对交换筒21的上端形成封堵,此时,遮蔽珠222在微型弹簧223的弹力作用下,紧贴于排气槽221的底部,在工作条件下,蓄电池1内产生的气体使其内部压力增大后,便逐渐克服微型弹簧223的下压弹力,进而使得遮蔽珠222向上顶起,随后,蓄电池1内析出的气体由排气槽221向外排出,当气压平衡后,遮蔽珠222再次下落,并完成对蓄电池1的密封。
如图6、图7和图9所示,所述加注管7竖直安装于折角板6的上端,且加注管7与交换筒21同轴心,加注管7的内侧滑动安装有导通管72,导通管72上下贯通,且导通管72的外壁与折角板6之间连接有竖向弹簧73,导通管72的下端与交换筒21的内腔滑动插接,导通管72的下端固定安装有弹片62,弹片62的中下部倾斜指向封堵环22的中部,弹片62的下端设置有与封堵环22抵靠接触的弧形面,且弹片62与封堵环22的接触部位设置有相配合的阻尼齿,导通管72的上端与水管71相连通,相对立安装的两个导通管72之间连接有传动板721,滑杆61的中部固定安装有气缸611,且气缸611的伸缩端与传动板721固定连接。
具体工作时,在蓄电池1使用过程中,因其内部化学反应及气体析出作用,其内电解液质量往往会随着使用时间的增加而降低,需对其进行及时的补水作业,以确保蓄电池1的运行完全及稳定,当蓄电池1内电解液质量降低后,重力传感器41感应数值同步发生变化,当感应数值到达预定范围之后,通过外部控制电路断开此处蓄电池1的外部线路电性连接,通过外部电源启动气缸611进行工作,通过气缸611的伸缩端将传动板721向下拉动,进而使导通管72在加注管7中向下滑动,此时,竖向弹簧73被拉伸,且弹片62跟随导通管72向下同步移动,而弹片62在下降至预定高度后,随即与封堵环22中部抵靠接触,随后,在阻尼齿的摩擦及啮合作用下,封堵环22受到弹片62的推动作用,便以滑杆61为路径进行滑动,弹片62则以自身弹性形变的方式适应其与封堵环22之间的间距及角度变化,随后,交换筒21上部端口被打开,在导通管72的进一步下移过程中,其下端端部逐渐进入交换筒21的内腔中,随后,通过气泵向存储罐51中供入气体,气体随即推动压板52向下移动,进而使蒸馏水由水管71进入到导通管72中,并通过导通管72及交换筒21进入到蓄电池1的内腔中,进行蒸馏水的补充作业;
在此过程中,可通过重力传感器41感应数值变化来控制蒸馏水的添加量,当重力传感器41再次恢复至初始值时,停止存储罐51内的气体供应,并使气缸611恢复至初始位置,在此过程中,弹片62形变恢复,而封堵环22则在水平弹簧23的弹力复位作用下恢复至初始位置,并完成对交换筒21上端的封堵,随后,设定合适的混合时长,待新加入的蒸馏水与原先残留的电解液混合完成,随后,通过外部控制电路开启此处蓄电池1的外部线路电性连接,进行电能的存储及分配作业。
如图4、图7、图10和图11所示,所述折角板6的中部通过转动配合的方式安装有转杆63,转杆63的上端与导通管72的上端之间连接有牵引绳631,竖板5的下端固定安装有横板53,横板53为水平设置,且横板53的左右两侧中部均安装有弹性软管531,转杆63为倾斜设置且转杆63的下端抵靠在软管531的中部,横板53的前端拐角处通过轴承安装有摆轴532,摆轴532的中部固定安装有扇叶533,且扇叶533位于软管531的端口位置,摆轴532的上下两端均固定安装有偏心轮534。
具体工作时,在初始条件下,导通管72处于最上方工位,此时,在牵引绳631张紧状态的牵引作用下,转杆63处于倾斜放置状态,此时转杆63的下端端部抵靠在软管531的中部,并使软管531的接触部位向内收缩形变,随后,使软管531的一端与气泵的输出端进行连通,此时,在转杆63的挤压作用下,软管531的另一端无气体溢出,且此时位于蓄电池1两侧的两个转杆63均处于倾斜状态,通过转杆63的支撑作用,底板4在基架3内的位置处于锁定状态,随后,在向蓄电池1中加注蒸馏水的过程中,导通管72下落,牵引绳631逐渐松弛,进而使得转杆63翻转,并逐渐解除对软管531的挤压作用,随后,在失去支撑作用后,底板4在基架3内的位置处于活动状态,此时,通过插销44与长条槽32之间的限位配合可对底板4的活动范围进行限位,且在失去转杆63的支撑作用后,气体从软管531的另一端溢出,并吹向扇叶533,随即使扇叶533进行旋转,进而通过摆轴532的传动作用使偏心轮534进行转动,此时,基架3底部支撑的弹性支脚31在偏心轮534的偏振作用下产生间歇性的弹性形变,进而使得基架3与底板4之间产生振幅不同的区别摆动,通过滚轴43的滚动接触以及拉簧42的弹力牵引,可使底板4在基架3的中部产生左右方向上的往复横移,进而带动蓄电池1进行往复横移,伴随着蒸馏水的加入作业,可使蓄电池1内侧的电解液产生晃动,进而提升新加入蒸馏水与电解质之间的混合交融速率。
工作时:
第一步:首先通过工作人员对重力传感器41数值进行校准,随后,使风光互补发电集成装置中用于存储电能的蓄电池1静置于重力传感器41上,随后,使竖杆46在转盘45的腰型槽内处于活动安装状态,并转动转盘45,进而使竖杆46分别贴合到蓄电池1拐角位置的两侧侧壁上,贴合完成后,调整出风口的朝向,使其与蓄电池1侧壁平行,调整完成后,通过螺栓将竖杆46在腰型槽内的位置进行锁定,此时,在竖杆46与蓄电池1侧壁的抵靠作用下,转盘45的转动角度随之被锁定,随后,通过气管使竖杆46的内侧空腔与现有气泵进行连通,在需要散热工作时,气体随即从出风口吹向蓄电池1,进行风冷散热作业,随后,测算重力传感器41中当前重力感应数值,记为初始值,随后,使存储罐51内填充适量蒸馏水。
第二步:在初始条件下,交换口2固定安装于蓄电池1的上部端盖,此时,在水平弹簧23的弹力推动下,封堵环22对交换筒21的上端形成封堵,此时,遮蔽珠222在微型弹簧223的弹力作用下,紧贴于排气槽221的底部,在工作条件下,蓄电池1内产生的气体使其内部压力增大后,便逐渐克服微型弹簧223的下压弹力,进而使得遮蔽珠222向上顶起,随后,蓄电池1内析出的气体由排气槽221向外排出,当气压平衡后,遮蔽珠222再次下落,并完成对蓄电池1的密封。
第三步:当蓄电池1内电解液质量降低后,重力传感器41感应数值同步发生变化,当感应数值到达预定范围之后,通过外部控制电路断开此处蓄电池1的外部线路电性连接,通过外部电源启动气缸611进行工作,通过气缸611的伸缩端将传动板721向下拉动,进而使导通管72在加注管7中向下滑动,并逐渐进入交换筒21的内腔中,随后,通过气泵向存储罐51中供入气体,气体随即推动压板52向下移动,进而使蒸馏水由水管71进入到导通管72中,并通过导通管72及交换筒21进入到蓄电池1的内腔中,进行蒸馏水的补充作业;
第四步:通过重力传感器41感应数值变化来控制蒸馏水的添加量,当重力传感器41再次恢复至初始值时,停止存储罐51内的气体供应,并使气缸611恢复至初始位置,在此过程中,弹片62形变恢复,而封堵环22则在水平弹簧23的弹力复位作用下恢复至初始位置,并完成对交换筒21上端的封堵,随后,设定合适的混合时长,待新加入的蒸馏水与原先残留的电解液混合完成,随后,通过外部控制电路开启此处蓄电池1的外部线路电性连接,进行电能的存储及分配作业。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。