CN202634024U - 一种野外供电系统 - Google Patents

Abstract

一种野外供电系统，它包括至少一块太阳能电池板、至少一个风力发电机、电源管理板、双层保温隔热箱和充电电池，所述的充电电池和电源管理板均安装于双层保温隔热箱内，各太阳能电池板和各风力发电机均安装在双层保温隔热箱的外部，太阳能电池板和风力发电机分别用于接收太阳能和风能，太阳能电池板和风力发电机的电力信号输出端分别与电源管理板的对应电力信号输入端相连，电源管理板通过RS485总线与远程控制中心相连，电源管理板的电力信号输出端作为野外供电系统的输出，对外供电。本实用新型的结构简单、使用方便可靠、对环境要求低、具有很好的实用性的供电系统。

Description

一种野外供电系统

技术领域

 本实用新型涉及野外供电系统，属于供电系统相关技术领域，可广泛应用于野外监控设备供电、探测设备供电、照明设备、通讯设备供电等。

背景技术

在全球能源日趋紧张的今天，太阳能供电及风能发电正在逐步普及，技术也在不断成熟。目前国内和国际所流行的太阳能光伏供电系统利用太阳能电池板的光伏效应将太阳能转化成电能，再利用包括蓄电池在内的控制系统来实现独立供电，但当遇到阴雨天气或夜晚时将无法供电。风能发电系统则是通过风能发电机将自然风能转换为电能，再利用包括蓄电池在内的控制系统来实现独立供电，但当遇到无风的天气时将无法供电。目前国内外的一些企业已开始将太阳能供电和风能发电二者进行结合，以相互取长补短，来提供持续的电力。

利用太阳能和风能在不同时间、不同天气、不同地区的互补性使供电系统在资源上具有最佳的匹配性，是良好的独立供电系统，可以在沙漠、高原、海岛、山区等野外偏远地区为监控设备、通讯设备、照明设备、探测设备提供清洁可靠的可再生电力。

申请号为201110089424.6的专利“一种用于户外机房风光互补的供电装置及方法”，提供了一种用于户外机房风光互补的供电装置，包括风能发电装置、太阳能发电装置以及蓄电池，还包括电源切换控制中心，所述风能发电装置、太阳能发电装置以及蓄电池分别通过电源控制器与电源切换控制中心相连接;所述电源控制器包括ZigBee 通信节点以及无线传感器。该发明可以使用太阳能和风能发电也能够使用正常电源保证了供电的连续性和稳定性，并有无线通讯节点可传输气象数据。但发明没有为用户提供电源系统工作状态的相关信息，而且只用于户外机房，使得使用范围受到了很大的限制。

申请号为201020152098.X的专利“一种风光互补系统”，包括用于将风能转化为电能的风力发电机、用于将光能转化为电能的光伏板、以及控制器、蓄电池组和额定负载，所述风力发电机通过整流器与所述控制器连接，所述光伏板与所述控制器连接，所述蓄电池组和额定负载与所述控制器连接，控制器还连接有额外负载，可以利用风光互补系统的多余能量来给额外负载供电，可以消耗多余的能量、防止风机失速、提高设备运行的可靠性。该发明可以使额外电能得到有效的运用，提高了供电系统使用效率，也保证了主要设备运行的可靠性。但其光伏板和风力发电机都为单个，不可裁剪，不能根据实际使用负载功耗情况搭配光伏板和风力发电机，也没有考虑供电系统受环境的影响，在高寒地带难以正常工作。

申请号为200920260272.X的专利“风光互补发电系统”，包括：一塔杆、固定安装于塔杆顶部的风力发电机、太阳能板、及风光互补控制器，该太阳能板通过一法兰安装于风力发电机上方，该风力发电机及太阳能板均与风光互补控制器电性连接。该实用新型结构简单实用，能够提供相对独立的供电系统，并且各个部分均安装于一体，便于安装使用。但该实用新型没用通讯接口不能提供系统工作状态等相关信息，也没有考虑电池及其他电子设备受环境温度，尤其是低温的影响，在恶劣环境下工作可靠性不高。

通过对国内外现有用于野外供电的系统进行综合分析，可以看到：

1）大部分供电系统都利用太阳能和风能在不同时间、不同天气、不同地区的互补性，采用风光互补发电的方式进行供电，以提高供电系统供电的可靠性和持续性，但都没有将太阳能电池板和风力发电机设置成可裁剪的方式，以适应不用用户负载的需要和提高使用效率；

2）供电系统中都没有考虑环境温度尤其是低温对电池和系统其它电子设备的影响，也没有对电池进行保温保护，系统在恶劣环境下难以正常工作，而且系统使用寿命也会大大缩短；

 3）现存方案都没有对用户提供通讯接口，用户难以得知系统工作状态，在发生故障时难以及时排除，也没有向用户提供通断可控的电源输出口；

4）现存方案都没有对箱体进行专门设计采用双层保温箱，系统在恶劣环境下难以正常工作，而且系统使用寿命也会大大缩短；

 5）从系统应用的角度看，涉及保温、保温控制和通讯接口的实施方案基本没有。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种结构简单、使用方便可靠、对环境要求低、具有很好的实用性的供电系统。

本实用新型的技术方案是：

一种野外供电系统，它包括至少一块太阳能电池板、至少一个风力发电机、电源管理板、双层保温隔热箱和充电电池，所述的充电电池和电源管理板均安装于双层保温隔热箱内，各太阳能电池板和各风力发电机均安装在双层保温隔热箱的外部，太阳能电池板和风力发电机分别用于接收太阳能和风能，太阳能电池板和风力发电机的电力信号输出端分别与电源管理板的对应电力信号输入端相连，电源管理板通过RS485总线与远程控制中心相连，电源管理板的电力信号输出端作为野外供电系统的输出，对外供电。

本实用新型的太阳能电池板和风力发电机分别输出一路12V通断可控辅助电源至电源管理板，电源管理板对外提供一路12V常开主电源。

优选地，所述的电源管理板最多可控制四路太阳能电池板和一路风力发电机对电池进行充电，并有过充和过放保护功能，可对电池进行保温加热控制，并可监测每个太阳能电池板和风力发电机的充电电流、电压、功率及箱体内外温度，并且管理板上数字电路和模拟电路进行了良好的隔离。

优选地，所述的太阳能电池板和风力发电机的电力信号输出端与电源管理板的对应电力信号输入端之间通过继电器控制通断。

优选地，所述的电源管理板上所有器件均选择工作温度范围大于等于-40℃~85℃，保证系统能工作于恶劣环境下。

优选地，所述的RS485信号可为用户提供太阳能电池板和风力发电机的工作状态、箱体内外温度等信息，用户也可配置电池加热保温触发温度和电流及两路12V辅助电源的通断等。

优选地，所述的风力发电机具有刹车功能，可在发生故障时按下刹车键及时关闭风力发电机。

优选地，所述的双层保温隔热箱具有保温的效果，能使箱内温度受环境温度影响减小。

优选地，所述的12V常开主电源线和RS485信号线采用定制四芯线，其中RS485线采用双绞线并带屏蔽层，保证通讯质量。

优选地，所述的充电电池具有加热保温功能，在箱体内温度低于一定温度（可设置）并且充电电流大于一定值时可由电源管理板触发加热保温功能，使电池处于较好的工作环境和状态下。

本实用新型的有益效果：

1）本电源系统结构简单、使用方便可靠、对环境要求低、具有很好的实用性。

2）电池带加热保温功能，保证了电池处在较好的工作环境和状态下，电池效率高，寿命长。

3）箱体采用双层保温隔热箱，供电系统受环境影响小，效率高，可靠性高，寿命长，在高寒地带也能正常工作。

4）太阳能电池板和风力发电机可根据实际使用需要进行裁剪，系统效率高，适用范围广。

5）电源管理板可以监测每个太阳能电池板和风力发电机的工作状态，可以方便及时的更换老化的太阳能电池板和风力发电机，维护方便。

6）风力发电机带刹车功能，可在发生故障时及时停止风力发电机，保障系统安全。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，一种野外供电系统，其组成包括：风力发电机、双层保温隔热箱、电源管理板、充电电池和太阳能电池板。其太阳能电池板个数为1~4个，根据实际使用需求进行裁剪；风力发电机1个，可根据使用地区情况进行裁剪；太阳能电池板和风力发电机通过电源管理板对电池进行充电；充电电池和电源管理板安装于双层隔热箱内；太阳能电池板和风力发电机的接线通过双层保温隔热箱底部接入电源管理板，信号和电源线也通过保温隔热箱底部引出；在环境温度低于一定值并且充电电流大于一定值时，电源管理板开启对电池的保温加热控制；电源管理板可监测每个太阳能电池板和风力发电机的充电电流、电压、功率及箱体内外温度，并对外提供一路12V常开主电源、两路12V通断可控辅助电源和一路RS485信号；RS485信号为用户提供每个太阳能电池板和风力发电机的工作状态、箱体内外温度等信息，用户可据此判断太阳能电池板和风力发电机的好坏，以便及时更换老化损坏的部分，用户也可配置电池加热保温触发温度和电流及两路12V辅助电源的通断。

本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (4)

1.一种野外供电系统，其特征在于：它包括至少一块太阳能电池板、至少一个风力发电机、电源管理板、双层保温隔热箱和充电电池，所述的充电电池和电源管理板均安装于双层保温隔热箱内，各太阳能电池板和各风力发电机均安装在双层保温隔热箱的外部，太阳能电池板和风力发电机分别用于接收太阳能和风能，太阳能电池板和风力发电机的电力信号输出端分别与电源管理板的对应电力信号输入端相连，电源管理板通过RS485总线与远程控制中心相连，电源管理板的电力信号输出端作为野外供电系统的输出，对外供电。

2.根据权利要求1所述的一种野外供电系统，其特征在于：所述的太阳能电池板和风力发电机分别输出一路12V通断可控辅助电源至电源管理板，电源管理板对外提供一路12V常开主电源。

3.根据权利要求1所述的一种野外供电系统，其特征在于：所述的太阳能电池板的个数为1~4个。

4.根据权利要求1所述的一种野外供电系统，其特征在于：所述的太阳能电池板和风力发电机的电力信号输出端与电源管理板的对应电力信号输入端之间通过继电器控制通断。