CN203251246U

CN203251246U - 一种风光互补发电系统

Info

Publication number: CN203251246U
Application number: CN2013202270650U
Authority: CN
Inventors: 雷建
Original assignee: DEYANG SANHUI SOLAR ENERGY POWER GENERATION EQUIPMENT Co Ltd
Current assignee: DEYANG SANHUI SOLAR ENERGY POWER GENERATION EQUIPMENT Co Ltd
Priority date: 2013-04-28
Filing date: 2013-04-28
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2023-04-28

Abstract

本实用新型公开一种风光互补发电系统，包括风力发电机、光伏电池板和控制器，风力发电机和光伏电池板的电力输出端均与控制器的电力输入端相连，由控制器将风力发电机和光伏电池板的电力整合后稳定输出给蓄电池组；光伏电池板装配在固定架上，在固定架的底部固定连接有转轴，该转轴的一端通过第一轴座装配在塔筒上设置的支撑座上，转轴的另一端通过第二轴座装配在塔筒旁边固定的立柱上，立柱上固定有跟踪调节器，该跟踪调节器与转轴连接，在跟踪调节器的调节下，转轴在第一轴座和第二轴座上旋转，使光伏电池板对太阳能进行跟踪。它使风光互补发电实现结构紧凑化、减少安装占地面积、方便日常管理和维护操作，同时有利于提高风光互补的发电功率。

Description

一种风光互补发电系统

技术领域

本实用新型涉及风光互补发电系统。

背景技术

风光互补发电技术是利用太阳能电池方阵和风力发电机共同发电的系统，二者转换得到的电能输出至蓄电池组中，当用户需要用电时，将蓄电池组中储存的电能输出至负荷中心。目前，常用的风光互补发电系统安装布置方式分为离散式和树杈式。所谓离散式是将风力发电机和光伏电池板通过各自支架进行单独的分开安装，各有各的安装区域，互不干扰，二者的唯一结合点即为风力发电机和光伏电池板的电力输出端均与控制器的电力输入端相连，这种离散式安装布置方式能够使风光互补发电实现大型化、提高发电功率、方便维护操作；但其因离散安装布置，存在安装占地面积大、不利于日常管理等缺陷。所谓树杈式是将光伏电池板通过光伏支架支撑在风力发电机的塔筒上，即光伏支架从塔筒上固定延伸出而非从地面，二者的安装区域相对重合，除了与控制器的共同结合点外，还具有安装布置结构上的共同结合点，树杈式安装布置方式有利于使风光互补发电实现结构紧凑化、减少安装占地面积、方便日常管理；但其存在不利于实现大型化、发电功率小、维护操作困难（尤其是光伏电池板）等缺陷。

发明内容

本实用新型的目的在于：针对上述现有技术的不足，提供一种既能有利于实现大型化、提高发电功率、方便维护操作，又能减少安装占地面积、方便日常管理的风光互补发电系统。

本实用新型采用的技术方案是：一种风光互补发电系统，包括风力发电机、光伏电池板和控制器，所述风力发电机和光伏电池板的电力输出端均与控制器的电力输入端相连，由控制器将风力发电机和光伏电池板的电力整合后稳定输出给蓄电池组；所述光伏电池板装配在固定架上，在固定架的底部固定连接有转轴，该转轴的一端通过第一轴座装配在塔筒上设置的支撑座上，转轴的另一端通过第二轴座装配在塔筒旁边固定的立柱上，所述立柱上固定有跟踪调节器，该跟踪调节器与转轴连接，在跟踪调节器的调节下，转轴在第一轴座和第二轴座上旋转，使光伏电池板对太阳能进行跟踪。

所述跟踪调节器主要由减速机构、电机、调节丝杆和连杆构成；所述减速机构通过固定螺栓固定在立柱的固定座上，在减速机构上设有大齿轮；所述电机固定在减速机构上，电机通过输出端的小齿轮驱动减速机构上的大齿轮；所述调节丝杆穿装在减速机构内，与减速机构上的大齿轮中心孔形成螺纹装配，调节丝杆的上端通过铰轴与连杆的一端铰连连接；所述连杆固定在转轴上。

进一步的，所述跟踪调节器还包括有跟踪控制器，该跟踪控制器主要由存储器、计时器和处理器组成；所述存储器用作存储风光互补发电系统安装地域的每一天不同时刻太阳所在的角度；所述计时器用作记录每一天的不同时刻，将记录到的不同时刻转换成数字信号输出给处理器；所述处理器将接收到的计时器信号与存储器内预先存储的太阳角度信号进行对比，根据对比结果输出对跟踪调节器电机的触发控制信号。

所述电机的小齿轮通过传动链驱动减速机构的大齿轮。

所述减速机构内设有套装在调节丝杆上的转动轴承；所述减速机构的上端设有套装在调节丝杆上的端盖轴承。

所述连杆用作固定连接转轴的横臂与光伏电池板保持平行。

所述塔筒上的支撑座高度高于立柱的高度。

所述蓄电池组的电力输出端与负荷中心连接，蓄电池组用作为负荷中心输出直流电能。

或，所述蓄电池组的电力输出端通过逆变器与负荷中心连接，蓄电池组输出的电能经逆变器转换成交流电后，输出给负荷中心。

本实用新型的有益效果是：将光伏电池板通过光伏支架安装在风力发电机的塔筒附件地面上，使塔筒也充当光伏支架的一部分，进而使风光互补发电实现结构紧凑化、减少安装占地面积、方便日常管理和维护操作，同时这种紧凑化的结构不会限制风光互补发电大型化的发展，有利于提高风光互补的发电功率，具有稳定性好、可靠性高、实用性强等特点。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型的一种原理框图。

图2是本实用新型的一种结构示意图。

图3是图2中跟踪调节器的一种结构示意图。

图中代号含义：1—塔筒；2—支撑座；3—第一轴座；4—固定架；5—立柱；6—第二轴座；7—转轴；8—减速机构；9—电机；10—固定螺栓；11—固定座；12—铰轴；13—连杆；14—调节丝杆；15—小齿轮；16—传动链；17—大齿轮；18—风力发电机；19—光伏电池板；20—控制器；21—蓄电池组；22—逆变器；23—负荷中心。

具体实施方式

实施例1

参见图1，本实用新型包括风力发电机18、光伏电池板19、控制器20和蓄电池组21。风力发电机18和光伏电池板19的电力输出端均与控制器20的电力输入端相连，由控制器20将风力发电机18和光伏电池板19的电力整合后稳定输出给蓄电池组21，控制器20自动防止蓄电池组21过充电和过放电，再由蓄电池组21为负荷中心23（即用户各电器，例如水泵、电视机、照明灯等）提供电能；蓄电池组21具体向负荷中心23提供电能的方式有两种，一种为直流电，即蓄电池组21的电力输出端直接与负荷中心23连接，蓄电池组21直接向负荷中心23输出直流电能；另一种为交流电，即蓄电池组21的电力输出端通过逆变器22与负荷中心23连接，蓄电池组21输出的直流电经逆变器22转换成交流电后，输出给负荷中心23。

参见图2和图3，上述风力发电机18和光伏电池板19的具体安装布置方式是：风力发电机18通过塔筒1安装在高空，塔筒1上设有支撑座2。光伏电池板19由串联在一起的多块组成，它们规则装配在固定架4上，在固定架4的底面中部固定连接有转轴7，该转轴7的一端通过第一轴座3装配在塔筒1上设置的支撑座2上，转轴7的另一端通过第二轴座6装配在塔筒1旁边固定的立柱5上。在立柱5上固定有跟踪调节器，跟踪调节器主要由减速机构8、电机9、调节丝杆14和连杆13构成；其中，减速机构8通过固定螺栓10倾斜（相对立柱5而言）固定在立柱5的固定座11上，在减速机构8的上端设有端盖轴承和能够自由转动的大齿轮17，大齿轮17的中心孔上设有螺纹，在减速机构8内设有转动轴承；电机9通过紧固螺栓固定在减速机构8上，电机9的输出端设有模数小于减速机构8上大齿轮17的小齿轮15，电机9的小齿轮15通过传动链16驱动减速机构8的大齿轮17；调节丝杆14穿装在减速机构8内，减速机构8内的调节丝杆14与转动轴承套装，减速机构8外的调节丝杆14与减速机构8上端的端盖轴承套装，且调节丝杆14与减速机构8上端的大齿轮17中心孔形成螺纹装配，调节丝杆14的上端通过铰轴12与连杆13的一端铰连连接；连杆13固定在转轴7上，连杆13用作固定连接转轴7的横臂与光伏电池板19保持平行。前述跟踪调节器的电机9在人工开启通电后，通过传动链16驱动减速机构8上的大齿轮17，大齿轮17在转动过程中通过螺纹对调节丝杆14的伸缩进行调整，调节丝杆14的伸缩动作带动了光伏电池板19的固定架4上转轴7，使转轴7在第一轴座3和第二轴座6上旋转，进而实现光伏电池板19对太阳能的跟踪。

上述塔筒1上的支撑座2高度高于立柱5的高度，转轴7在支撑座2和立柱5上形成倾斜设置，以此使光伏电池板19倾斜，当然，要求光伏电池板19的倾斜面应当为当阳面，这样才能使光伏电池板19对太阳能进行充分吸收、利用。

上述转轴7为“T”形结构，转轴7的大头端装在塔筒1上支撑座2的第一轴座3处。上述第一轴座3和第二轴座6可以采用轴套，也可以采用轴承座。

上述电机9上的小齿轮15除了采用传动链16驱动减速机构8上的大齿轮17外，还可以使小齿轮15直接啮合驱动或增设中间齿轮间接啮合驱动减速机构8上的大齿轮17。

实施例2

参见图1，本实用新型包括风力发电机18、光伏电池板19、控制器20和蓄电池组21。风力发电机18和光伏电池板19的电力输出端均与控制器20的电力输入端相连，由控制器20将风力发电机18和光伏电池板19的电力整合后稳定输出给蓄电池组21，控制器20自动防止蓄电池组21过充电和过放电，再由蓄电池组21为负荷中心23（即用户各电器）提供电能；蓄电池组21具体向负荷中心23提供电能的方式有两种，一种为直流电，即蓄电池组21的电力输出端直接与负荷中心23连接，蓄电池组21直接向负荷中心23输出直流电能；另一种为交流电，即蓄电池组21的电力输出端通过逆变器22与负荷中心23连接，蓄电池组21输出的直流电经逆变器22转换成交流电后，输出给负荷中心23。

参见图2和图3，上述风力发电机18和光伏电池板19的具体安装布置方式是：风力发电机18通过塔筒1安装在高空，塔筒1上设有支撑座2。光伏电池板19由串联在一起的多块组成，它们规则装配在固定架4上，在固定架4的底面中部固定连接有转轴7，该转轴7的一端通过第一轴座3装配在塔筒1上设置的支撑座2上，转轴7的另一端通过第二轴座6装配在塔筒1旁边固定的立柱5上。在立柱5上固定有跟踪调节器，跟踪调节器主要由减速机构8、电机9、调节丝杆14、连杆13和跟踪控制器构成；其中，减速机构8通过固定螺栓10倾斜（相对立柱5而言）固定在立柱5的固定座11上，在减速机构8的上端设有端盖轴承和能够自由转动的大齿轮17，大齿轮17的中心孔上设有螺纹，在减速机构8内设有转动轴承；电机9通过紧固螺栓固定在减速机构8上，电机9的输出端设有模数小于减速机构8上大齿轮17的小齿轮15，电机9的小齿轮15通过传动链16驱动减速机构8的大齿轮17；调节丝杆14穿装在减速机构8内，减速机构8内的调节丝杆14与转动轴承套装，减速机构8外的调节丝杆14与减速机构8上端的端盖轴承套装，且调节丝杆14与减速机构8上端的大齿轮17中心孔形成螺纹装配，调节丝杆14的上端通过铰轴12与连杆13的一端铰连连接；连杆13固定在转轴7上，连杆13用作固定连接转轴7的横臂与光伏电池板19保持平行；跟踪控制器主要由存储器、计时器和处理器组成，存储器用作存储风光互补发电系统安装地域的每一天不同时刻太阳所在的角度，该角度信息根据风光互补发电系统安装地域的经纬度等信息能够清楚的计算出，计算方式为现有常规技术，计时器用作记录每一天的不同时刻，将记录到的不同时刻转换成数字信号输出给处理器，处理器将接收到的计时器信号与存储器内预先存储的太阳角度信号进行对比，根据计时器信号所对应的太阳角度信号，处理器给电机9输出通电启动的触发控制信号（包括触发通电和启动计时控制等信号），电机9在通电启动后，通过传动链16驱动减速机构8上的大齿轮17，大齿轮17在转动过程中通过螺纹对调节丝杆14的伸缩进行调整，调节丝杆14的伸缩动作带动了光伏电池板19的固定架4上转轴7，使转轴7在第一轴座3和第二轴座6上旋转，进而实现光伏电池板19对太阳能的跟踪。

上述跟踪控制器的部分功能需要相应的软件支持，因此需编写相应的应用程序，这些功能的应用程序采用现有常规的、公知的编程技术就能轻松实现，故不予详述。

Claims

1.一种风光互补发电系统，包括风力发电机（18）、光伏电池板（19）和控制器（20），所述风力发电机（18）和光伏电池板（19）的电力输出端均与控制器（20）的电力输入端相连，由控制器（20）将风力发电机（18）和光伏电池板（19）的电力整合后稳定输出给蓄电池组（21）；其特征在于：所述光伏电池板（19）装配在固定架（4）上，在固定架（4）的底部固定连接有转轴（7），该转轴（7）的一端通过第一轴座（3）装配在塔筒（1）上设置的支撑座（2）上，转轴（7）的另一端通过第二轴座（6）装配在塔筒（1）旁边固定的立柱（5）上，所述立柱（5）上固定有跟踪调节器，该跟踪调节器与转轴（7）连接，在跟踪调节器的调节下，转轴（7）在第一轴座（3）和第二轴座（6）上旋转，使光伏电池板（19）对太阳能进行跟踪。

2.根据权利要求1所述风光互补发电系统，其特征在于：所述跟踪调节器主要由减速机构（8）、电机（9）、调节丝杆（14）和连杆（13）构成；所述减速机构（8）通过固定螺栓（10）固定在立柱（5）的固定座（11）上，在减速机构（8）上设有大齿轮（17）；所述电机（9）固定在减速机构（8）上，电机（9）通过输出端的小齿轮（15）驱动减速机构（8）上的大齿轮（17）；所述调节丝杆（14）穿装在减速机构（8）内，与减速机构（8）上的大齿轮（17）中心孔形成螺纹装配，调节丝杆（14）的上端通过铰轴（12）与连杆（13）的一端铰连连接；所述连杆（13）固定在转轴（7）上。

3.根据权利要求2所述风光互补发电系统，其特征在于：所述跟踪调节器还包括有跟踪控制器，该跟踪控制器主要由存储器、计时器和处理器组成；所述存储器用作存储风光互补发电系统安装地域的每一天不同时刻太阳所在的角度；所述计时器用作记录每一天的不同时刻，将记录到的不同时刻转换成数字信号输出给处理器；所述处理器将接收到的计时器信号与存储器内预先存储的太阳角度信号进行对比，根据对比结果输出对跟踪调节器电机（9）的触发控制信号。

4.根据权利要求2所述风光互补发电系统，其特征在于：所述电机（9）的小齿轮（15）通过传动链（16）驱动减速机构（8）的大齿轮（17）。

5.根据权利要求2所述风光互补发电系统，其特征在于：所述减速机构（8）内设有套装在调节丝杆（14）上的转动轴承；所述减速机构（8）的上端设有套装在调节丝杆（14）上的端盖轴承。

6.根据权利要求2所述风光互补发电系统，其特征在于：所述连杆（13）用作固定连接转轴（7）的横臂与光伏电池板（19）保持平行。

7.根据权利要求1所述风光互补发电系统，其特征在于：所述塔筒（1）上的支撑座（2）高度高于立柱（5）的高度。

8.根据权利要求1所述风光互补发电系统，其特征在于：所述蓄电池组（21）的电力输出端与负荷中心（23）连接，蓄电池组（21）用作为负荷中心（23）输出直流电能。

9.根据权利要求1所述风光互补发电系统，其特征在于：所述蓄电池组（21）的电力输出端通过逆变器（22）与负荷中心（23）连接，蓄电池组（21）输出的电能经逆变器（22）转换成交流电后，输出给负荷中心（23）。