CN202524157U - 风光气互补供能装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风光气互补供能装置，包括单片机，风力发电装置，太阳能发电装置，沼气发酵装置，风力发电装置及太阳能发电装置均连接到蓄电池上，蓄电池通过功率变送器与单片机连接，在蓄电池上连接有供电继电器，供电继电器与单片机连接；在沼气发酵装置内设有加热管，加热管通过加热管继电器与蓄电池连接，加热管继电器与单片机连接，在沼气发酵装置中连接有温度变送器及压力送变器，温度变送器及压力送变器均与单片机连接。本实用新型采用单片机自动采集三种能源供给装置的工作参数，并对其工作状态进行合理调整，使三种能源进行统一分配和集中处理，从而实现了能源利用最优化和高效化，而且整个控制过程基本都是自动化控制，使用非常方便。

Description

风光气互补供能装置

技术领域

本实用新型涉及一种能源供给装置，尤其是一种风光气互补供能装置。

背景技术

目前，随着低碳经济时代的到来，农村的能源模式在悄然改变，从单一的用煤模式扩展为新型的清洁能源。太阳能发电，风力发电以及生物质能的利用已经炙手可热。对于普通的农村家庭，从单一的用能模式来看，三种新型供能模式单独使用时效率都不高，太阳能供能受到晚上和阴雨天气和冬天天气的限制，风能受到无风日子的限制，生物质能发酵受到温度和压力的限制，在季节上，夏天的三种方式都比较好，冬天都较差。

发明内容

本实用新型的目的是：提供一种风光气互补供能装置，它实现能源利用最优化和高效化，以克服现有技术的不足。

本实用新型是这样实现的：风光气互补供能装置，包括单片机，风力发电装置，太阳能发电装置，沼气发酵装置，风力发电装置及太阳能发电装置均连接到蓄电池上，蓄电池通过功率变送器与单片机连接，在蓄电池上连接有供电继电器，供电继电器与单片机连接；在沼气发酵装置内设有加热管，加热管通过加热管继电器与蓄电池连接，加热管继电器与单片机连接，在沼气发酵装置中连接有温度变送器及压力送变器，温度变送器及压力送变器均与单片机连接；在沼气发酵装置上连接有气囊，在气囊上连接有电磁阀，电磁阀与单片机连接。

在单片机上连接有触摸屏模块。触摸屏模块可以显示三种能源装置的状态数据，比如沼气发酵装置的当前温度及压力的数值、蓄电池的电量等。也可以通过触摸屏模块设置单片机要控制的温度和压力的给定值，在触摸屏模块的屏幕上还设置有启动开关和关闭开关，手动按钮和自动按钮。手动按钮弹出设备模块联系图，可以设置电磁阀与各个电磁继电器的开启和关闭，自动设置遵循最优的用能模式。

在单片机上连接有语音报警模块。当需要加热或需要更换储能装置或装置的某个部分异常时，语音报警模块将实现语音重复播报，提醒用户

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型采用单片机自动采集三种能源供给装置的工作参数，并对其工作状态进行合理调整，使三种能源进行统一分配和集中处理，从而实现了能源利用最优化和高效化，而且整个控制过程基本都是自动化控制，使用非常方便。本实用新型结构简单，制作成本低廉，使用效果好。

附图说明

附图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的实施例：风光气互补供能装置的结构如图1所示，包括单片机1，风力发电装置2，太阳能发电装置3，沼气发酵装置4，风力发电装置2及太阳能发电装置3均连接到蓄电池5上，蓄电池5通过功率变送器6与单片机1连接，在蓄电池5上连接有供电继电器7，供电继电器7与单片机1连接；在沼气发酵装置4内设有加热管8，加热管8通过加热管继电器9与蓄电池5连接，加热管继电器9与单片机1连接，在沼气发酵装置4中连接有温度变送器10及压力送变器11，温度变送器10及压力送变器11均与单片机连接1连接；在沼气发酵装置4上连接有气囊12，在气囊12上连接有电磁阀13，电磁阀13与单片机1连接；在单片机1上连接有触摸屏模块14及语音报警模块15。

本实施例中，单片机1采用单片机最小控制系统，单片机1共输入四个信号参数：通过温度变送器10变送过来发酵装置内部的发酵温度信号、通过压力变送器11传输过来的发酵装置内部的压力信号、以及由功率变送器变6送过来的蓄电池5的电量信号和触摸屏模块14的触摸指令。单片机1总共要控制3个变量，分别是蓄电池5与电路之间的供电继电器的开闭，蓄电池5与加热管8之间的加热管继电器9的开闭，气囊12和用气设备5-1之间的电磁阀13。

风力发电装置2选用的风机为同轴多转子风机，安装在风力无遮挡的地方，且有一定的高度，可实现自动迎风，风机根据实际需要选定实际功率，为50W，100W,200W，500W,1000W,2000W和指定的功率大小。风机在旋转的过程中切割磁力线发电，电流通过逆变、整流、滤波、升压电路（图1中的2-1）后通过导线接入蓄电池5。

太阳能发电装置3为太阳能帆板，安装在一个旋转机构上，可以自动迎光，太阳能发电通过逆变、整流、滤波、升压电路（图1中的3-1）后通过导线接入蓄电池5。

为获得足够的风能和光能，以及安全可靠，可将风能发电装置2及太阳能发电装置3置于一支撑杆上，并且互不遮挡。

蓄电池5通过导线一路连接到供电继电器7上，并把电能传递给用电装置7-1，另一路通过加热管继电器9连接到加热管8，通过加热管将电能传递给发酵装置5加热。蓄电池5上的功率变送器6可以检测蓄电池5的功率状况并把检测结果发送给单片机1。所选蓄电池5必须满足在满功率发电情况下蓄电半年。

沼气发酵装置4为小户型连续式太阳能生物质能发酵装置，装置大小可选，其特点是连续进料、连续出料，层状反应，内置加热管8，温度变送器10和压力变送器11，可以适时采集发酵装置内部的温度和压力的大小，并能通过加热管8调节发酵装置内部温度。沼气发酵装置4的上方还设置有出气口，连接出气管把发酵产生的沼气导出到气囊12中收集起来。气囊12通过另一端的导气管连接到电磁阀13上，电磁阀13开启后导给用气装置4-1。气囊12必须足够大，能够满足最大产气量1个月的蓄气量。

触摸屏模块14采用压电式触摸显示屏，可选用大小为3.5英寸的规格，触摸屏可以显示三个能源装置的状态数据，如沼气发酵装置4的当前温度、压力，蓄电池5的电量等。也可以设置要控制的温度和压力的给定值，在触摸屏模块14的屏幕上还设置有启动开关和关闭开关，手动按钮和自动按钮。手动按钮弹出设备模块联系图，可以设置电磁阀与各个继电器的开启和关闭，自动设置遵循最优的用能模式。

以上各个部件模块的用电是蓄电池5出来后经过降压和变压模块给每个部件供电，单片机1为5V直流电源，用电装置7-1及加热管8用220V交流电，电磁阀13及各个继电器用220V交流电源。

本实用新型的工作过程是：启动蓄电池5的电源总开关，再启动单片机1的开关，单片机1开始工作。选择单片机1自动工作时，触摸屏模块14上显示当前的工作状态：蓄电池5的电量、沼气发酵装置4内部的温度和压力状况，然后单片机1自动判断加热管8是否需要加热。判断的标准是：

当沼气发酵装置4里面的温度达到最佳的发酵温度（20-40                                                

）时，此时产气率最高，无需加热；

当沼气发酵装置4里面的相对压力达到1000-1200KPa时，压力足够大，用气量够，无需加热；

当温度低于20-40

时，压力达到1200KPa以上，无需加热；

当气量少，压力低于1000KPa时，温度低于20-40

，需要启动加热管加热；

当气量少，压力低于1000-1200KPa时，温度高于20-40

，无需加热。

用电用气方案决策：

常规情况下，通过风力发电装置及太阳能发电装置储存在蓄电池5中的电主要用于照明、电视电脑等常规用电设备。

沼气发酵装置4产生的燃气也可以用来照明，但主要用于煮饭等耗能巨大的场合。

单片机1会优选风光发电，先把风光发电的电能用完，再启用燃气。蓄电池5必须保证沼气发酵装置4中的温度保持在20-40

范围或更高，若沼气发酵装置4需要加热，且加热时间足够长，那么蓄电池5在直接给用电装置7-1进行供电时，必须留足沼气发酵装置4需要的电量，保证沼气发酵装置4永远保持在最佳的发酵状态。

在严格的季风地区，3月份到10月份，三种能源都非常丰富，沼气的化学反应是放热反应，一般不启动加热管加热，此时蓄电池5可以直接用于用电装置7-1，当电能有余时，可以更换蓄电池5，把电能通过蓄电池5储存起来。同样，当沼气发酵装置4的气过剩或压力过大时，更换蓄气气囊12，把多余的气储存起来，可以冬天用。

调节到手动时，可以在触摸屏模块14上直接点击各个继电器和电磁阀13的开启和关闭按钮，实现各部分供能阀门的开与关。

当需要加热或需要更换储能装置或装置的某个部分异常时，语音报警模块15将实现语音重复播报，提醒用户。

本实用新型各部分功能的合理利用，优化选择，将可以实现断掉强电电源，为农村地区能源模式进一步优化提供有力的保证。

Claims (3)

1.一种风光气互补供能装置，包括单片机（1），风力发电装置（2），太阳能发电装置（3），沼气发酵装置（4），其特征在于：风力发电装置（2）及太阳能发电装置（3）均连接到蓄电池（5）上，蓄电池（5）通过功率变送器（6）与单片机（1）连接，在蓄电池（5）上连接有供电继电器（7），供电继电器（7）与单片机（1）连接；在沼气发酵装置（4）内设有加热管（8），加热管（8）通过加热管继电器（9）与蓄电池（5）连接，加热管继电器（9）与单片机（1）连接，在沼气发酵装置（4）中连接有温度变送器（10）及压力送变器（11），温度变送器（10）及压力送变器（11）均与单片机（1）连接；在沼气发酵装置（4）上连接有气囊（12），在气囊（12）上连接有电磁阀（13），电磁阀（13）与单片机（1）连接。

2.根据权利要求1所述的风光气互补供能装置，其特征在于：在单片机（1）上连接有触摸屏模块（14）。

3.根据权利要求1所述的风光气互补供能装置，其特征在于：在单片机（1）上连接有语音报警模块（15）。

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