CN209144755U - 一种小型太阳能闸门启闭机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种小型太阳能闸门启闭机，包括带动闸门启闭的直流电动机以及连接直流电动机的充放电控制器，充放电控制器上分别连接有太阳能电池板、蓄电池组和闸门控制器，还包括连接充放电控制器的水轮发电机、无线通讯模块以及人机界面，所述的水轮发电机包括底座、水力发电机以及叶轮，所述的底座通过集水管连接有雨水收集装置，雨水收集装置由多块太阳能电池板连接形成，底座下方设有排水口，充放电控制器与直流电动机之间连接有超级电容器组；本实用新型能快速、低成本实现农田水利枢纽——蓄排水工程的蓄排水自动化集中调度，具有远程控制、长期运营免维护、节能环保且成本较低的特点，满足了一些区域的蓄水、排水与自动化配置的需求。

Description

一种小型太阳能闸门启闭机

技术领域

本实用新型属于启闭机，具体涉及一种小型太阳能闸门启闭机，适用于偏远地区的农田水利枢纽、蓄排水区的小型闸门启闭机，亦适用于有节能需求的启闭机自动化电气系统。

背景技术

现有的启闭机通常有两种形式：

第一种是使用太阳能提供能量的启闭机，即平时采用太阳能电池板采集太阳能，通过蓄电池存储电能。蓄电池存储的电能供给电机和控制系统，从而提升闸门。但这种方式有两个比较大的缺点，一是长期阴雨天气，蓄电池没有补充的电能导致系统不能工作；二是电机启动电流过大，对蓄电池造成伤害，系统需要经常更换蓄电池。

第二种是使用电网供电的启闭机，此种方式能耗比较大，且对于一些偏远区域没有电网的地区建立新电网需要大量的成本投入。

实用新型内容

本实用新型的目的在于根据现有技术的不足，设计一种基于新能源电气自动化控制装置的小型太阳能闸门启闭机。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种小型太阳能闸门启闭机，包括带动闸门启闭的直流电动机以及连接直流电动机的充放电控制器，所述的充放电控制器上分别连接有太阳能电池板、蓄电池组和闸门控制器，还包括连接充放电控制器的一台或多台水轮发电机、无线通讯模块以及人机界面，所述的水轮发电机包括底座、倒置在底座上的水力发电机以及设置在底座内的叶轮，所述的底座通过集水管连接有一中空顶部开口的雨水收集装置，所述的雨水收集装置由多块太阳能电池板连接形成，底座下方设有排水口，所述的充放电控制器与直流电动机之间连接有超级电容器组。

所述的一种小型太阳能闸门启闭机，其充放电控制器为内设整流单元和充放电模块的二路直流输入充放电控制器，一路通过第一进线端连接整流单元与太阳能电池板，一路通过第二进线端连接整流单元与水轮发电机，充放电控制器通过第一充电口连接超级电容器组，充放电控制器通过第二充电口分别连接蓄电池组和控制开关。

所述的一种小型太阳能闸门启闭机，其第一进线端与太阳能电池板之间以及第二进线端和水轮发电机之间分别设置有电磁阀。

所述的一种小型太阳能闸门启闭机，其超级电容器组通过限位开关与直流电动机连接。

所述的一种小型太阳能闸门启闭机，其闸门控制器的面板上分别设置有数据采集信号指示灯、控制信号指示灯和状态信号指示灯。

本实用新型的有益效果是：充放电控制器上分别连接有太阳能电池板和水轮发电机，采用太阳能发电和雨水势能带动水轮发电机发电相结合的方式，避免了纯太阳能发电在长时间雨水天气，启闭机闸门因缺少电能而不能正常工作的缺陷；充放电控制器上分别连接有超级电容器组和蓄电池组，采用蓄电池组和超级电容器组这两种储能方式，充分利用两者的优缺点，能够最大限度的延长系统寿命和维护时间；本实用新型的雨水收集装置，是利用太阳能电池板制作而成，最大限度的降低了成本，增加了能量利用效率。本实用新型能快速低成本实现农田水利枢纽——蓄排水工程的蓄排水自动化集中调度，具有远程控制、长期运营免维护、节能环保且成本较低的特点，满足了一些区域的蓄水、排水与自动化配置的需求。

附图说明

图1是本实用新型的电气原理图；

图2是本实用新型水轮发电机的结构示意图。

各附图标记为：1—太阳能电池板，2—电磁阀，3—充放电控制器，31—第一进线端，32—第二进线端，33—第一充电口，34—第二充电口，4—超级电容器组，5—限位开关，6—水轮发电机，61—底座，62—水力发电机，63—集水管，64—雨水收集装置，65—排水口，66—阀门，7—蓄电池组，8—控制开关，9—直流电动机，10—闸门控制器，101—数据采集信号指示灯，102—控制信号指示灯，103—状态信号指示灯，11—无线通讯模块，12—人机界面。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1所示，本实用新型公开了一种小型太阳能闸门启闭机，包括二路直流输入充放电控制器3，所述的二路直流输入充放电控制器3内设置有整流单元和充放电模块，其外壳上设置有与整流单元相连接的第一进线端31和第二进线端32以及与充放电模块相连接的第一充电口33和第二充电口34，所述的第一进线端31和第二进线端32分别连接有太阳能电池板1和水轮发电机6，充放电控制器3通过第一充电口33连接超级电容器组4，充放电控制器3通过第二充电口34分别连接蓄电池组7和控制开关8，所述的超级电容器组4通过限位开关5连接有直流电动机9，所述的蓄电池组7分别连接有闸门控制器10、无线通讯模块11和人机界面12。

所述的第一进线端31与太阳能电池板1之间以及第二进线端32和水轮发电机6之间分别设置有电磁阀2，所述的电磁阀2与蓄电池组7相连接。

所述的闸门控制器10的面板上分别设置有数据采集信号指示灯101、控制信号指示灯102和状态信号指示灯103。

本实用新型二路直流输入充放电控制器3的第一进线端31和第二进线端32分别连接有太阳能电池板1和水轮发电机6，采用太阳能发电和雨水势能带动水轮发电机6发电相结合的方式，避免了纯太阳能发电在长时间雨水天气，启闭机闸门因缺少电能而不能正常工作的缺陷。

本实用新型二路直流输入充放电控制器3的第一充电口33和第二充电口34分别连接有超级电容器组4和蓄电池组7，采用蓄电池组7和超级电容器组4这两种储能方式，充分利用两者的优缺点，能够最大限度的延长系统寿命和维护时间。

参照图2所示，本实用新型的水轮发电机6包括底座61、倒置在底座61上的水力发电机62以及设置在底座61内的叶轮，所述的底座61通过集水管63连接有雨水收集装置64，集水管63上设置有阀门66，底座61下方设有排水口65，本实用新型的雨水收集装置64是利用多块太阳能电池板1连接围成，最大限度的降低了成本，增加了能量利用效率。

本实用新型采用太阳能电池板1围成的雨水收集装置64在晴天采集太阳能通过太阳能电池板1，经二路直流输入充放电控制器3中的充放电模块给超级电容器组4和蓄电池组7充电；雨天收集雨水由电磁阀2控制势能落差带动水轮发电机6发电经二路直流输入充放电控制器3中的整流单元整流后，通过充放电模块给超级电容器组4和蓄电池组7充电。超级电容器组4具有过冲和大电流放电的特性，在启闭机的闸门需要启闭的时候，超级电容器组4给直流电动机9提供电能，直流电动机9传动启闭机的闸门启闭。蓄电池组7给闸门控制器10、无线通讯模块11和人机界面12供电。闸门控制器10采集水位信号，上下限位信号，控制启闭机的闸门启闭。无线通讯模块11接受远程调度命令并发送本地信息给调度室，无线通讯模块11与闸门控制器10通讯。

本实用新型晴天利用太阳能产生电能给蓄电池和超级电容器充电，下雨天利用雨水势能带动水轮发电机，发电机发出的电通过整流后给蓄电池和超级电容器补充电能，超级电容器和蓄电池储存能量，超级电容器提供电能给电机，而蓄电池提供电能给控制回路单元、远程通信模块、限位开关、压力式水位计等设备。

本实用新型以太阳能薄膜覆盖的雨水采集装置（太阳能-雨水收集联合发电装置）在晴天采集太阳能通过太阳能电池，经充放电模块给超级电容器和蓄电池充电；雨天收集雨水由势能落差带动水轮发电机发电经整流后，通过冲放电模块给超级电容器和蓄电池充电。超级电容器具有过冲和大电流放电的特性，在闸门需要启闭的时候，超级电容器给电机提供电能，电机传动闸门启闭。

蓄电池给PLC控制系统，远程通讯模块供电。控制器采集水位信号，上下限位信号，控制闸门启闭。远程通讯模块接受远程调度命令并发送本地信息给调度室，远程通讯模块与控制器通讯。本实用新型采用太阳能光伏板制作成雨水收集装置，在下雨天，雨水收集装置通过蓄水，由电磁阀控制雨水势能带动水轮发电机发电。在晴天，雨水收集装置的太阳能光伏板通过吸收太阳光产生电能。

本实用新型能快速低成本实现农田水利枢纽——蓄排水工程的蓄排水自动化集中调度，具有远程控制、长期运营免维护、节能环保且成本较低的特点，满足了一些区域的蓄水、排水与自动化配置的需求。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，以及部分运用的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种小型太阳能闸门启闭机，包括带动闸门启闭的直流电动机（9）以及连接直流电动机（9）的充放电控制器（3），所述的充放电控制器（3）上分别连接有太阳能电池板（1）、蓄电池组（7）和闸门控制器（10），其特征在于：还包括连接充放电控制器（3）的一台或多台水轮发电机（6）、无线通讯模块（11）以及人机界面（12），所述的水轮发电机（6）包括底座（61）、倒置在底座（61）上的水力发电机（62）以及设置在底座（61）内的叶轮，所述的底座（61）通过集水管（63）连接有雨水收集装置（64），所述的雨水收集装置（64）由多块太阳能电池板（1）连接形成，底座（61）下方设有排水口（65），所述的充放电控制器（3）与直流电动机（9）之间连接有超级电容器组（4）。

2.根据权利要求1所述的一种小型太阳能闸门启闭机，其特征在于，所述的充放电控制器（3）为内设整流单元和充放电模块的二路直流输入充放电控制器，一路通过第一进线端（31）连接整流单元与太阳能电池板（1），一路通过第二进线端（32）连接整流单元与水轮发电机（6），充放电控制器（3）通过第一充电口（33）连接超级电容器组（4），充放电控制器（3）通过第二充电口（34）分别连接蓄电池组（7）和控制开关（8）。

3.根据权利要求2所述的一种小型太阳能闸门启闭机，其特征在于，所述的第一进线端（31）与太阳能电池板（1）之间以及第二进线端（32）和水轮发电机（6）之间分别设置有电磁阀（2）。

4.根据权利要求1所述的一种小型太阳能闸门启闭机，其特征在于，所述的超级电容器组（4）通过限位开关（5）与直流电动机（9）连接。

5.根据权利要求1所述的一种小型太阳能闸门启闭机，其特征在于，所述的闸门控制器（10）上分别设置有数据采集信号指示灯（101）、控制信号指示灯（102）和状态信号指示灯（103）。