CN1949623A

CN1949623A - 太阳能及风力联合发电照明装置

Info

Publication number: CN1949623A
Application number: CN 200610097270
Authority: CN
Inventors: 顾仁法; 李平; 邓荣海; 陆小平; 吴俊宝
Original assignee: KAIRUIPU ENERGY SAVING ELECTRICAL APPLIANCE CO Ltd CHANGZHOU CITY
Current assignee: KAIRUIPU ENERGY SAVING ELECTRICAL APPLIANCE CO Ltd CHANGZHOU CITY
Priority date: 2006-10-27
Filing date: 2006-10-27
Publication date: 2007-04-18

Abstract

本发明涉及一种用可再生能源发电照明的设施，尤其是一种太阳能及风力联合发电照明装置。包括有太阳能电池、具有滚筒式万向风叶的微风发电机、风速传感控制器、蓄电池、LED排列组合的照明灯，太阳能硅光板对蓄电池充电，微风发电机经风速传感控制器对蓄电池充电，蓄电池对照明灯供电，发电机采用无刷永磁低阻力发电机，本发明不受白天黑夜、阴雨天气、季节等限制，利用风力发电与太阳能发电组合起来，对蓄电池充电，使蓄电池可获得所需电能，弥补了太阳能发电的不足，并且微风也能发电，整个系统使用寿命长，工作稳定可靠。

Description

太阳能及风力联合发电照明装置

技术领域

本发明涉及一种用可再生能源发电照明的设施，尤其是一种太阳能及风力联合发电照明装置。

背景技术

随着不可再生资源的日益匮泛，可再生资源如太阳能、风能的利用越来越得到人们的重视，对于用途最广泛的照明设施现在也较多的采用可再生的能源，如道路的路灯、偏远区域设施的照明用装置，目前对可再生能的利用主要有两种情况：一、单独利用太阳能硅光板发电，存在缺点是虽然能够提供照明灯电源，因太阳光白天光照时间有限，且一天中光照强度也明显不均匀，仅中午前后较强，其余变弱而且受季节性影响较大，因此蓄电池得不到足够补充电能；如遇连续多日阴雨天气，蓄电池得不到充电，其性能不断变差，严重影响蓄电池的使用寿命，并且直接导致照明灯经常欠压，无法正常点亮工作；二、单独采用微风和风力发电，缺点是现有技术主要都是将风力发电用于风力发电场的并网、商用方面，其投资巨大，对于将风力发电用于单独局部的照明用，由于其风叶均为螺旋浆片式，其要求起动运转的风力较大，微风无法起动运转带动发电机发电，因此对使用场所的正常风力要求高，具有严重的局限性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服单独利用太阳能硅光板发电阴雨天无法供电，采用与风力发电联合发电情况下较弱风力无法维持发电的不足，发明一种太阳能和风力而且在微风情况下也能联合发电的装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种太阳能及风力联合发电照明装置，包括有太阳能电池、微风发电机、风速传感控制器、蓄电池、照明灯，太阳能硅光板对蓄电池充电，微风发电机经风速传感控制器对蓄电池充电，蓄电池对照明灯供电，所述的微风发电机具有滚筒式万向风叶。

为了保证整个系统的工作可靠性和稳定性，所述的蓄电池的输入极与太阳能电池和风速传感控制器和输出极之间连接有电池保护板、防雷保护电子保险丝和反接反充保护器，在蓄电池的输出极与照明灯之间连接有恒流源。

为了更合理的利用能源，所述的照明灯为由LED排列组合而成，并且由LED排列组合而成的照明灯分为主灯和副灯，主灯的的输入前端连接光控开关，用于在光线较暗时自动打开主灯；副灯的输入前端连接可编程定时器，用于定时开关副灯，如在夜间12点后关闭副灯。

本发明的技术方案内容还包括有：一、采用的发电机为无刷永磁低阻力发电机，起动力距小，微风即可正常发电；二、照明灯结构由片状弧形绝缘骨架内装入铜质插座芯，发光管装插在插座芯内，再将片状弧形骨架并列排列嵌入底座上；这样发光管排列呈弧形状，可扩大照射至地面的光照范围。

本发明的有益效果是：

1、因为自然风力不受白天黑夜、阴雨天气、季节等限制，利用风力发电与太阳能发电组合起来，对蓄电池充电，使蓄电池可获得所需电能，弥补了太阳能发电的不足。

2、照明灯采用LED灯超高亮度低功率的白光发光管做光源，在满足照明要求条件下，光源消耗功率较低，减少蓄电池的负担，有利于蓄电池正常工作，确保使用寿命。

3、发电机设计为无刷永磁低阻力发电机，起动力距小，微风即可正常发电。

4、使用的风速传感器，具有弱风时自动切断发电机负载电路的功能，能减少负载对发电机转子的阻力，使风叶容易起动运转，并呈自由空转状态，当有一级半微风时，自动接通负载电路、发电机向蓄电池充电。

5、风速传感器，具有强风时自动切断发电机负载电路的功能，使风叶呈自由转动状态，减少了风叶对风的各方面机械阻力，保护风叶发电设备的安全。

6、风叶设计为滚筒式万向风叶结构，由于风叶抗涡流气流特性好，正向来风时，其阻力小，易起动运转，一级弱风即可起动。

7、照明灯结构由片状弧形绝缘骨架内装入铜质插座芯，发光管装插在插座芯内，再将片状弧形骨架并列排列嵌入底座上；这样发光管排列呈弧形状，可扩大照射至地面的光照范围。

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是本发明的电路方框图。

图2是本发明的风速传感控制器电原理图。

图3是本发明具体用于路灯的结构示意图。

图中1、发电机，2、滚筒式万向风叶，3、蓄电池组，5、太阳能电池，6、照明灯，61、发光管，8、综合自动控制器，9、支架，10、灯杆。

具体实施方法

附图1的电路方框图介绍了本发明的控制流程，风力发电机的输出经风速传感控制器和太阳能电池的输出一起被连接到反接反充保护器上，再连接防雷电子保护器、电池保护板到蓄电池组，蓄电池组输出经恒流源整流后分别经光控开关和可编程定时器向主灯和副灯供电。

如附图2所示的风速传感控制器的电原理图，当无风或弱风时，滚筒式万向风叶未起动或转动缓慢，发电机E_V1无电压或仅有微弱电压输出，由电阻R₁、R₂串联分压后，在A点的电压低于门电路IC₁的门限阀值电平，IC₁输出高电平，IC₂输出低电平，使IC₄输出高电平，开关管BG导通，继电器J吸合，其触点J₁断开发电机E_V2的负载电路。使风叶不受电磁场阻力，有利于弱风即能起动运转。

当达到2级以上微风时，发电机E_V1转速加快，输出电压相应升高，在A点电位上升使IC₁翻转，IC₂输出高电平，使IC₄输出为低电平，BG截止，J释放，其触点J₁闭合，接通发电机E_V1的负载电路，向蓄电池E_V2充电。

当风叶在上限6级以下风力时，发电机输出的相应电压通过电阻R₃、R₄分压，B点电位不足以达到IC₃的门限阀值电平，IC₃输出始终为高电平，使IG₄输出维持低电平。

当遇到6级以上强风时，发电机E_V1转速激增，其输出电压大幅度升高，在B点得到高电平，IC₃翻转，输出变低电平，IG₄翻转输出高电平，BG导通，J吸合，其触点J₁断开，切断发电机E_V1的负载电路。此作用使风叶在强风时随风自由转动，可减少风叶对风力的机械阻力，以保护风叶发电设备的安全。

附图2上的K处为所相连接的反接反充保护器、防雷保护电子保险丝及电池保护板。

如附图3的本发明具体用于照明路灯的情况，发电机1和滚筒式万向风叶2在支架9的作用下立式固定于灯杆10的顶端，太阳能电池5固定在支架9的上部，灯杆10上固定照明灯6，照明灯6由LED发光管61排列组合而成，蓄电池组3和综合自动控制器8设置在灯杆10的内底部，综合自动控制器8内包括有本发明的风速传感控制器、反接反充保护器、防雷保护电子保险丝、恒流源、光控开关和可编程定时器。

如附图3上的滚筒式万向风叶2结构上是由一较小直径的圆筒、圆筒两端同轴固定较大直径的上下盖，上下盖与圆筒外圆周面之间的区域环形排列有沿圆筒外径直线向外沿伸出的曲线叶片，转动叶片与发电机的转子相连。

总之，对于本发明所述的反接反充保护器、防雷保护电子保险丝、恒流源、光控开关和可编程定时器的技术在现有技术中已有运用，所以不作过多的描述，本发明对现有技术的贡献在于：一、利用风力发电与太阳能发电组合起来，对蓄电池充电，使蓄电池可获得所需电能，弥补了太阳能发电的不足不受白天黑夜、阴雨天气、季节等限制；二、使用风速传感器对风力发电机实行控制，有效的延长了系统的使用寿命；三、发电机叶片采用滚筒式叶片，发电机为无刷永磁低阻力发电机，起动力距小，微风即可正常发电；四、照明灯采用排列组合的LED灯照明，光源消耗功率较低，减少蓄电池的负担，有利于蓄电池正常工作，确保了使用寿命。

Claims

1、一种太阳能及风力联合发电照明装置，其特征是：包括有太阳能电池、微风发电机、风速传感控制器、蓄电池、照明灯，太阳能硅光板对蓄电池充电，微3、发电机设计为无刷永磁低阻力发电机，起动力距小，微风即可正常发电风发电机经风速传感控制器对蓄电池充电，蓄电池对照明灯供电，所述的微风发电机具有滚筒式万向风叶。

2、根据权利要求1所述的太阳能及风力联合发电照明装置，其特征是：所述的蓄电池的输入极与太阳能电池和风速传感控制器和输出极之间连接有电池保护板、防雷保护电子保险丝和反接反充保护器，在蓄电池的输出极与照明灯之间连接有恒流源。

3、根据权利要求1所述的太阳能及风力联合发电照明装置，其特征是：所述的照明灯为由LED排列组合而成。

4、根据权利要求3所述的太阳能及风力联合发电照明装置，其特征是：所述的由LED排列组合而成的照明灯分为主灯和副灯，主灯的的输入前端连接光控开关，副灯的输入前端连接可编程定时器。