CN201412273Y - 增强型太阳能风能自动跟踪发电装置 - Google Patents

增强型太阳能风能自动跟踪发电装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种增强型太阳能风能自动跟踪发电装置。属太阳能发电装置。包括由机械转动机构，安装在机械转动机构上的风力发电装置和控制风力发电装置处于最佳获能状态的风向检测跟踪系统组成的风力发电系统；由太阳能光伏组件，增强太阳能能量的太阳光聚光盘，与太阳能光伏组件固定连接的太阳能光伏组件转动机构和控制太阳能光伏组件处于最佳获能状态的控制模块组成的太阳能发电系统；还包括储能电源；储能电源和相并联的太阳能、风能发电装置输出电路连接。优点是：将太阳能发电和风力发电结合在一起，可以实现不间断的发电和用电，该装置体积小，造价低，能源利用率高。

Description

增强型太阳能风能自动跟踪发电装置
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能风能发电装置。具体是一种增强型太阳能风能自动跟踪发电装置。特别适于城市使用。
本装置采用了太刚能的增强系统和定向控制系统以及定向风力发电系统，实施了太阳能风能双利用，而且加强了两能源的利用。
背景技术
将太阳能直接转换为电能的技术称为光伏发电技术；将风能直接转化为电能的技术称为风力发电技术。目前这两项能源高端产品市场上已经存在，但在实际上无论是太阳能发电还是风能发电，能源利用率都不是很高。目前商业化太阳能光伏电池利用效率为15％左右，传统的风力发电机利用率也只有30％左右。同时在多数太阳能较强的地区，同时也拥有很高的风力。多能源发电系统势再必行。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术的上述缺点，提供一种增强型太阳能风能自动跟踪发电装置。是对传统风力发电技术和太阳能发电技术作了较大改进的多能源发电系统，同时大大提高了能源利用率。该装置体积小，造价低，能源利用率高。
本实用新型是以如下技术方案实现的：一种增强型太阳能风能自动跟踪发电装置，包括由机械转动机构，安装在机械转动机构上的风力发电装置和控制风力发电装置处于最佳获能状态的风向检测跟踪系统组成的风力发电系统；由太阳能光伏组件，增强太阳能能量的太阳光聚光盘，与太阳能光伏组件固定连接的太阳能光伏组件转动机构和控制太阳能光伏组件处于最佳获能状态的控制模块组成的太阳能发电系统；还包括储能电源；储能电源和相并联的太阳能、风能发电装置输出电路连接。
本实用新型的有益效果是：将太阳能发电和风力发电结合在一起，可以实现不间断的发电和用电，使太阳能和风能真正成为人类生活中清洁的可再生能源，对于无电地区可解决能源问题，对于有电地区，亦可作为互补能源使用。该装置体积小，造价低，能源利用率高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明。
图1是本实用新型整体原理结构示意图；
图2是风力发电装置跟踪控制原理图；
图3是太阳能跟踪控制系统电原理框图；
图4是太阳能跟踪控制系统电路图；
图5是太阳能跟踪控制系统又一实施例原理图；
图6反光盘安装示意图。
图中：1、风向标，2、风力定向叶轮，3、机械转动机构，4、支座，5、太阳光聚光盘，6、太阳能光伏组件，7、光电传感器，8、太阳能光伏组件转动机构，9、电动机，9-1、控制模块，10、控制电路，11、储能电源，12、发电机，13、驱动电动机。
具体实施方式
如图1所示，增强型太阳能风能自动跟踪发电装置包括风力发电系统、太阳能发电系统和储能电源三大部分。机械转动机构3，安装在机械转动机构3上的风力发电装置和控制风力发电装置处于最佳获能状态的风向检测跟踪系统组成风力发电系统；太阳能光伏组件6，太阳光聚光盘5，与太阳能光伏组件固定连接的太阳能光伏组件转动机构8和控制太阳能光伏组件处于最佳获能状态的控制系统组成太阳能发电系统；还包括储能电源11；风力发电装置的电力输出与太阳能发电装置的电力输出并联，再与储能电源11连接。风力发电系统和太阳能发电系统安装在一个支座4上。
风力发电装置由发电机12和安装在发电机主轴上的风力定向叶轮2组成。发电机12可采用普通的小型风力发电机。
如图2所示，风向检测跟踪系统由控制电路10、检测风向信号并把风向信号传输给控制电路10的风向标1、与控制电路10电连接驱动机械传动机构3转动的驱动电动机13组成。用风向标1采集风向，通过控制电路10处理后控制风力发电机及风叶朝向，使风叶一直朝向正风向。本实施例中控制电路10采用单片机。
图1中太阳能发电系统由太阳能光伏组件6、增强太阳能能量的太阳光聚光盘5、转动支架8和控制转动支架8转动的控制系统组成。太阳光聚光盘5采用的是反射板，位于太阳能光伏组件6的斜上方或一侧，以提高太阳能的利用率，确保在阴雨多云天气具有一定的发电量。
如图1和图3所示，跟踪控制系统由检测太阳方位的光电传感器7、控制模块9-1和驱动电动机9组成；光电传感器7将采集的太阳光信号送控制模块9-1比较处理后输出信号控制驱动电机9运转，进而驱动转动支架8转动使太阳能采光板的正面始终跟随太阳转动，实现对太阳的自动跟踪，以达到最佳的光电转换效果。
如图3所示，光电传感器采集的信号通过控制模块9-1处理，控制电动机9-2的转向，从而驱动万向转轴8转动，调整太阳能光伏组件的方位，使之处于最佳的采光方位。
如图4所示，控制模块9-1采用单片机C51系列，工作电压为5伏，采用12MHZ的晶振，用ULN2003作为步进电机驱动模块，通过程序控制步进电机的转向。步进电机步进角为7.5度.一圈360度，需要48个脉冲完成，该步进电机有6根引线，排列次序如下：1：红色、2：红色、3：橙色、4：棕色、5：黄色、6：黑色。步进电机驱动引脚13、14、15、16依次与黑色、黄色、棕色、橙色引脚对应。
太阳能跟踪控制系统也可采用如图5所示的控制电路，把光电传感器采集的信号通过缓冲器处理，再经过比较电路，输出信号控制驱动电动机11的转向，从而调整太阳能光伏组件的方位；使之处于最佳的采光方位。
如图6所示，聚光盘采用了光线的反射原理，太阳光线通过太阳光聚光盘5，照射到太阳能光伏组件的采光板上。实际设计可根据装置的形状设计多个聚光装置，用此增强太阳能的利用率。
储能电源11采用实用逆变器进行电能储存，属已有技术，故不详述。

Claims (6)

1、一种增强型太阳能风能自动跟踪发电装置，包括由机械转动机构(3)，安装在机械转动机构(3)上的风力发电装置和控制风力发电装置处于最佳获能状态的风向检测跟踪系统组成的风力发电系统；由太阳能光伏组件(6)，与太阳能光伏组件固定连接的太阳能光伏组件转动机构(8)、增强太阳能能量的太阳光聚光盘(5)和控制太阳能光伏组件处于最佳获能状态的太阳能控制系统组成的太阳能发电系统；还包括储能电源(11)；储能电源和并联的太阳能、风能发电装置输出电路连接上。
2、根据权利要求1所述的增强型太阳能风能自动跟踪发电装置，其特征是太阳光聚光盘(5)是反射板。
3、根据权利要求1所述的增强型太阳能风能自动跟踪发电装置，其特征是风力发电装置由发电机(12)、安装在发电机主轴上的风力定向叶轮(2)组成。
4、根据权利要求1所述的增强型太阳能风能自动跟踪发电装置，其特征是风向检测跟踪系统由控制电路(10)、检测风向信号并把风向信号传输给控制电路(10)的风向标(1)、与控制电路(10)电连接驱动机械传动机构(3)转动的电动机(13)组成。
5、根据权利要求1所述的增强型太阳能风能自动跟踪发电装置，其特征是太阳能控制系统由检测太阳方位的光电传感器(7)、控制模块(9-1)和电动机(9)组成；光电传感器(7)将采集的太阳光信号送控制模块(9-1)比较处理后输出信号控制电动机(9)运转进而控制太阳能光伏组件转动机构(8)转动。
6、根据权利要求4或5所述的增强型太阳能风能自动跟踪发电装置，其特征是控制电路(10)和控制模块(9-1)均采用单片机。
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