CN119696466B - 一种光伏与风电结合的能源装置 - Google Patents

一种光伏与风电结合的能源装置

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Abstract

本发明公开了一种光伏与风电结合的能源装置，属于清洁能源技术领域。能源装置包括风力发电单元，风力发电单元的支撑塔架圆周侧设置至少一组光伏发电单元，光伏发电单元包括设置在支撑塔架上环形滑槽内的半圆形安装架和太阳跟踪控制器，半圆形安装架上通过角度调节机构设置有若干光伏组件，半圆形安装架和角度调节机构均与太阳跟踪控制器电连接。采用半圆形安装架和角度调节机构将光伏组件安装在支撑塔架上，实现了光伏组件与风电的结合，不占用地面空间，不受安装环境的影响，同时实现光伏组件的角度的调整，提高发电效率。根据风力情况和光照情况调整光伏组件的状态，最大程度地保护光伏组件不受风力的破坏。

Description

一种光伏与风电结合的能源装置
技术领域
本发明涉及清洁能源技术领域，尤其涉及一种光伏与风电结合的能源装置。
背景技术
将光伏和风电均为清洁能源，通过综合能源系统最大化地
利用各种可再生能源的优势，提高整体系统的稳定性和效率。例如公布号为116800171A的专利公开了一种光伏、光热、风电集成式绿色能源系统，光伏光热机构，包括立柱、支撑架、光热板和光伏板，立柱至少设有两个，相邻立柱之间设置有与立柱可转动连接的支撑架，光热板和光伏板分别设置在支撑架的正反面；风力发电机构，包括发电机和叶轮，发电机设置在立柱上，叶轮与发电机连接；反射机构，包括支柱和反射镜，支柱至少设有两个，相邻支柱之间设置有与支柱可转动连接的反射镜；其中，反射镜用于将太阳光反射至支撑架上的光热板或光伏板上。通过反射镜的设置，能够将照射在反射镜上的光束反射在光热板或光伏板上，将太阳能转换为热能或电能，进而提升太阳能的利用率。但还存在如下问题：风力发电机仅仅起到了支撑的作用，并未与光伏和光热系统结合，光伏和光热系统的安装占据地面空间大，且安装地面环境限制了综合能源的安装，适用范围窄。
发明内容
本发明的目的是提供一种光伏与风电结合的能源装置，解决上述技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种光伏与风电结合的能源装置，包括风力发电单元，风力发电单元的支撑塔架圆周侧设置至少一组光伏发电单元，光伏发电单元包括设置在支撑塔架上环形滑槽内的半圆形安装架和太阳跟踪控制器，半圆形安装架上通过角度调节机构设置有若干光伏组件，半圆形安装架和角度调节机构均与太阳跟踪控制器电连接。
优选的，半圆形安装架的两端设置有驱动柱，驱动柱一端开设有安装通道，安装通道通过连通通道连通有操作通道，安装通道内设置有驱动支撑机构，驱动支撑机构包括支撑滚轮，支撑滚轮一侧安装有下楔块，下楔块通过回位弹簧连接有上楔块，上楔块连接有移动驱动电机，操作通道内设置有操作杆，操作杆底部设置有锥形顶出块，锥形顶出块与连通通道内的驱动杆一端相对设置，驱动杆另一端设置有锥形分离块，锥形分离块设置在上楔块和下楔块之间，移动驱动电机的输出端连接有驱动滚轮；
移动驱动电机与太阳跟踪控制器电连接。
优选的，环形滑槽截面为T形，支撑滚轮和驱动滚轮均设置在环形滑槽内，半圆形安装架底部嵌设有防磨滚珠。
优选的，半圆形安装架内侧连接有至少一个加强机构，加强机构包括T形限位架，T形限位架一端与半圆形安装架内侧螺纹连接，T形限位架的横杆内侧设置有防磨滚珠。
优选的，角度调节机构包括与半圆形安装架相连接的连接板，连接板上安装有第一角度调节电机，第一角度调节电机的输出轴连接有第一角度调节轴，第一角度调节轴上设置连接块，连接块上安装有第二角度调节电机，第二角度调节电机的输出轴连接有第二角度调节轴，第二角度调节轴通过加强板与光伏组件相连接；
第一角度调节电机和第二角度调节电机均与太阳跟踪控制器电连接。
优选的，角度调节机构包括与半圆形安装架相连接的旋转导向板，旋转导向板内设置有移动铰接座和固定伸缩铰接座，移动铰接座与光伏组件上部铰接，固定伸缩铰接座与光伏组件的下部铰接；
固定伸缩铰接座的伸缩件和旋转导向板内的旋转角度调节电机均与太阳跟踪控制器电连接。
优选的，半圆形安装架上设置有检测组件，检测组件包括风力传感器、风向传感器、光线角度传感器以及光照强度传感器，风力传感器、风向传感器、光线角度传感器以及光照强度传感器均与太阳跟踪控制器电连接。
优选的，当光照强度传感器检测到的光照强度小于设定光照强度，或者风力传感器检测到的风力大于设定风力值时，通过角度调节机构使得光伏组件保持与支撑塔架切面平行设置。
优选的，当光照强度传感器检测到的光照强度不小于设定光照强度且风力传感器检测到的风力不大于设定风力值时，通过角度调节机构和移动驱动电机使得光伏组件保持与光照角度垂直。
优选的，光伏组件的输出电缆穿过支撑塔架与风力发电单元内的配电箱电连接，位于外侧的输出电缆设置有防护拖链。
因此，本发明采用上述一种光伏与风电结合的能源装置，具有的有益效果为：采用半圆形安装架和角度调节机构将光伏组件安装在支撑塔架上，实现了光伏组件与风电的结合，不占用地面空间，不受安装环境的影响，同时实现光伏组件的角度的调整，提高发电效率。根据风力情况和光照情况调整光伏组件的状态，最大程度地保护光伏组件不受风力的破坏。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明一种光伏与风电结合的能源装置结构示意图；
图2为本发明支撑塔架结构示意图；
图3为本发明半圆形安装架结构示意图；
图4为本发明驱动支撑机构结构示意图；
图5为本发明实施例1角度调节机构结构示意图；
图6为本发明电路原理框结构示意图；
图7为本发明实施例2角度调节机构结构示意图。
附图标记
1、支撑塔架；11、环形滑槽；2、光伏发电单元；21、半圆形安装架；211、驱动柱；212、安装通道；213、连通通道；214、操作通道；22、太阳跟踪控制器；23、光伏组件；24、角度调节机构；241、连接板；242、第一角度调节电机；243、第一角度调节轴；244、连接块；245、第二角度调节电机；246、第二角度调节轴；247、加强板；248、旋转导向板；249、移动铰接座；2410、固定伸缩铰接座；25、驱动支撑机构；251、支撑滚轮；252、下楔块；253、回位弹簧；254、上楔块；255、移动驱动电机；256、操作杆；257、锥形顶出块；258、驱动杆；259、锥形分离块；2510、驱动滚轮；26、T形限位架；27、防磨滚珠；28、检测组件。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”“下”“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”“安装”“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图，对本发明的实施方式作详细说明。
实施例1
如图1所示，一种光伏与风电结合的能源装置，包括风力发电单元，风力发电单元的支撑塔架1圆周侧设置至少一组光伏发电单元2，光伏发电单元2包括设置在支撑塔架1上环形滑槽11内的半圆形安装架21和太阳跟踪控制器22，半圆形安装架21上通过角度调节机构24设置有若干光伏组件23，半圆形安装架21和角度调节机构24均与太阳跟踪控制器22电连接。
如图2－图4所示，半圆形安装架21的两端设置有驱动柱211，驱动柱211一端开设有安装通道212，安装通道212通过连通通道213连通有操作通道214，安装通道212内设置有驱动支撑机构25，驱动支撑机构25包括支撑滚轮251，支撑滚轮251一侧安装有下楔块252，下楔块252通过回位弹簧253连接有上楔块254，上楔块254连接有移动驱动电机255，操作通道214内设置有操作杆256，操作杆256底部设置有锥形顶出块257，锥形顶出块257与连通通道213内的驱动杆258一端相对设置，驱动杆258另一端设置有锥形分离块259，锥形分离块259设置在上楔块254和下楔块252之间，移动驱动电机255的输出端连接有驱动滚轮2510，移动驱动电机255与太阳跟踪控制器22电连接。
环形滑槽11截面为T形，支撑滚轮251和驱动滚轮2510均设置在环形滑槽11内，半圆形安装架21底部嵌设有防磨滚珠27。半圆形安装架21内侧连接有至少一个加强机构，加强机构包括T形限位架26，T形限位架26一端与半圆形安装架21内侧螺纹连接，T形限位架26的横杆内侧设置有防磨滚珠27。
在安装时，将驱动柱211插入环形滑槽11，旋转操作杆256，使得驱动杆258向上楔块254和下楔块252移动，使得上楔块254和下楔块252分离，使得驱动滚轮2510和支撑滚轮251伸出安装通道212内，启动移动驱动电机255即可实现半圆形安装架21在环形滑槽11内移动。
如图5所示，角度调节机构24包括与半圆形安装架21相连接的连接板241，连接板241上安装有第一角度调节电机242，第一角度调节电机242的输出轴连接有第一角度调节轴243，第一角度调节轴243上设置连接块244，连接块244上安装有第二角度调节电机245，第二角度调节电机245的输出轴连接有第二角度调节轴246，第二角度调节轴246通过加强板247与光伏组件23相连接，第一角度调节电机242和第二角度调节电机245均与太阳跟踪控制器22电连接。
半圆形安装架21上设置有检测组件28，每个检测组件28对应每个光伏组件23，实现各个光伏组件23的所处环境的检测，如图6所示，检测组件28包括风力传感器、风向传感器、光线角度传感器以及光照强度传感器，风力传感器、风向传感器、光线角度传感器以及光照强度传感器均与太阳跟踪控制器22电连接。
当光照强度传感器检测到的光照强度小于设定光照强度，或者风力传感器检测到的风力大于设定风力值时，通过角度调节机构24使得光伏组件23保持与支撑塔架1切面平行设置。在光照比较小时或风力比较大时光伏组件23保持与支撑塔架1切面平行设置，使得光伏组件23固定可靠，避免风力破坏。
当光照强度传感器检测到的光照强度不小于设定光照强度且风力传感器检测到的风力不大于设定风力值时，通过角度调节机构24和移动驱动电机255使得光伏组件23保持与光照角度垂直。提高光伏发电效率。
为了实现电能的输送，光伏组件23的输出电缆穿过支撑塔架1与风力发电单元内的配电箱电连接，图中未画出，位于外侧的输出电缆设置有防护拖链。电缆的布置属于常规设置在此不再详细叙述。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：角度调节机构24结构不同，如图7所示，角度调节机构24包括与半圆形安装架21相连接的旋转导向板248，旋转导向板248内设置有移动铰接座249和固定伸缩铰接座2410，移动铰接座249与光伏组件23上部铰接，固定伸缩铰接座2410与光伏组件23的下部铰接，固定伸缩铰接座2410的伸缩件和旋转导向板248内的旋转角度调节电机均与太阳跟踪控制器22电连接。适用于角度调节范围小的情况。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种光伏与风电结合的能源装置，包括风力发电单元，其特征在于：风力发电单元的支撑塔架圆周侧设置至少一组光伏发电单元，光伏发电单元包括设置在支撑塔架上环形滑槽内的半圆形安装架和太阳跟踪控制器，半圆形安装架上通过角度调节机构设置有若干光伏组件，半圆形安装架和角度调节机构均与太阳跟踪控制器电连接；
半圆形安装架的两端设置有驱动柱，驱动柱一端开设有安装通道，安装通道通过连通通道连通有操作通道，安装通道内设置有驱动支撑机构，驱动支撑机构包括支撑滚轮，支撑滚轮一侧安装有下楔块，下楔块通过回位弹簧连接有上楔块，上楔块连接有移动驱动电机，操作通道内设置有操作杆，操作杆底部设置有锥形顶出块，锥形顶出块与连通通道内的驱动杆一端相对设置，驱动杆另一端设置有锥形分离块，锥形分离块设置在上楔块和下楔块之间，移动驱动电机的输出端连接有驱动滚轮；
移动驱动电机与太阳跟踪控制器电连接；
环形滑槽截面为T形，支撑滚轮和驱动滚轮均设置在环形滑槽内，半圆形安装架底部嵌设有防磨滚珠。
2.根据权利要求1所述的一种光伏与风电结合的能源装置，其特征在于：半圆形安装架内侧连接有至少一个加强机构，加强机构包括T形限位架，T形限位架一端与半圆形安装架内侧螺纹连接，T形限位架的横杆内侧设置有防磨滚珠。
3.根据权利要求2所述的一种光伏与风电结合的能源装置，其特征在于：角度调节机构包括与半圆形安装架相连接的连接板，连接板上安装有第一角度调节电机，第一角度调节电机的输出轴连接有第一角度调节轴，第一角度调节轴上设置连接块，连接块上安装有第二角度调节电机，第二角度调节电机的输出轴连接有第二角度调节轴，第二角度调节轴通过加强板与光伏组件相连接；
第一角度调节电机和第二角度调节电机均与太阳跟踪控制器电连接。
4.根据权利要求3所述的一种光伏与风电结合的能源装置，其特征在于：角度调节机构包括与半圆形安装架相连接的旋转导向板，旋转导向板内设置有移动铰接座和固定伸缩铰接座，移动铰接座与光伏组件上部铰接，固定伸缩铰接座与光伏组件的下部铰接；
固定伸缩铰接座的伸缩件和旋转导向板内的旋转角度调节电机均与太阳跟踪控制器电连接。
5.根据权利要求3或4所述的一种光伏与风电结合的能源装置，其特征在于：半圆形安装架上设置有检测组件，检测组件包括风力传感器、风向传感器、光线角度传感器以及光照强度传感器，风力传感器、风向传感器、光线角度传感器以及光照强度传感器均与太阳跟踪控制器电连接。
6.根据权利要求5所述的一种光伏与风电结合的能源装置，其特征在于：当光照强度传感器检测到的光照强度小于设定光照强度，或者风力传感器检测到的风力大于设定风力值时，通过角度调节机构使得光伏组件保持与支撑塔架切面平行设置。
7.根据权利要求6所述的一种光伏与风电结合的能源装置，其特征在于：当光照强度传感器检测到的光照强度不小于设定光照强度且风力传感器检测到的风力不大于设定风力值时，通过角度调节机构和移动驱动电机使得光伏组件保持与光照角度垂直。
8.根据权利要求7所述的一种光伏与风电结合的能源装置，其特征在于：光伏组件的输出电缆穿过支撑塔架与风力发电单元内的配电箱电连接，位于外侧的输出电缆设置有防护拖链。
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