CN209267493U - 一种基于风光互补系统的太阳能光伏发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于风光互补系统的太阳能光伏发电装置，属于发电系统应用技术领域，一种基于风光互补系统的太阳能光伏发电装置，包括基座、风力发电机构和光伏发电机构，基座上端固定连接有一对支撑台，且一对支撑台对称分布在光伏发电机构的左右两侧，支撑台上端固定安装有正反转电动机和轴承座，正反转电动机的输出端与轴承座之间连接有滚珠丝杠，滚珠丝杠上连接有与滚珠丝杠相匹配的传动螺母，传动螺母上端固定连接有防护半罩，它可以实现在夜晚环境或者不利于光能发电的环境时，起到对光伏板的包裹防护，且方便清洁光伏板表面的沙尘，提高光伏板的发电效率，延长其使用年限。

Description

一种基于风光互补系统的太阳能光伏发电装置

技术领域

本实用新型涉及发电系统应用技术领域，更具体地说，涉及一种基于风光互补系统的太阳能光伏发电装置。

背景技术

能源是国民经济发展和人民生活必须的重要物质基础，在过去的200多年里，建立在煤炭、石油、天然气等化石燃料基础上的能源体系极大的推动了人类社会的发展，但是人类在使用化石燃料的同时，也带来了严重的环境污染和生态系统破坏，近年来，世界各国逐渐认识到能源对人类的重要性，更认识到常规能源利用过程中对环境和生态系统的破坏，各国纷纷开始根据国情，治理和缓解已经恶化的环境，并把可再生、无污染的新能源的开发利用作为可持续发展的重要内容。

风光互补，是一套发电应用系统，该系统是利用太阳能电池方阵、风力发电机(将交流电转化为直流电)将发出的电能存储到蓄电池组中，当用户需要用电时，逆变器将蓄电池组中储存的直流电转变为交流电，通过输电线路送到用户负载处，是风力发电机和太阳电池方阵两种发电设备共同发电，风光互补发电系统利用风能和太阳能资源的互补性，具有较高性价比的一种新型能源发电系统，具有很好的应用前景。

最初的风光互补发电系统，就是将风力机和光伏组件进行简单的组合，因为缺乏详细的数学计算模型，同时系统只用于保证率低的用户，导致使用寿命不长；太阳能光伏发电系统是利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式，独立运行的光伏发电系统需要有蓄电池作为储能装置，主要用于无电网的边远地区和人口分散地区，整个系统造价很高；在有公共电网的地区，光伏发电系统与电网连接并网运行，省去蓄电池，不仅可以大幅度降低造价，而且具有更高的发电效率和更好的环保性能。

在现有技术中，风光互补发电系统中的太阳能光伏板大多是固定不动的，利用白天太阳光的照射来发电，由于地球自转，太阳光线随时都在变化，固定的太阳能光伏板接收的光线不能达到最大化，使得很多能量不能利用；同时，现有技术中，尽管有能简单调节位置的太阳能光伏板，但是随着太阳光线转动或者定时转动，由于不能随着储能装置的电量以及太阳光线等及时调节，也同样造成了太阳能光伏板接收的光线不能达到最大化，使风光互补发电系统中的能量不能最大化利用的问题，中国实用新型公开号CN207543026U公开了一种基于风光互补系统的太阳能光伏发电装置，包括：基座，其内部安装发电机；垂直轴，其安装在基座上，垂直轴依次穿过下连接架和上连接架，并且与上连接架和下连接架转动连接，垂直轴的顶端还固定设置有支撑座；叶片，其固定安转在上连接架和下连接架之间，并且与垂直轴平行；支撑轴，其通过支撑座上的圆形通孔安装在垂直轴的顶端；太阳能光伏板，其固定拼接成具有抛物面形，并且通过支撑轴上的支架与支撑轴固定连接；驱动电机，其与支撑轴电联，能够用于使支撑轴旋转；角度传感器，与支撑轴电联，能够用于监测支撑轴的旋转角度；光伏板控制器，其同时电联角度传感器和驱动电机；风电互补控制器，其同时电联发电机和太阳能光伏板。

上述方案中一种基于风光互补系统的太阳能光伏发电装置虽然利用抛物线型的光伏板和使其可以调节角度来适应太阳光照角度的变化，但是我国的光伏发电大都选在光照条件好、土地使用费用低的西北部，以求得最大的发电效益，但是西部地区却也大都存在着风沙大、尘土多的问题，这些沙尘积聚在光伏电池板上，严重地影响了发电效率，且在夜晚光伏板无法发电的时候仍然处于裸露状态，容易受外界风沙和低温的侵蚀，严重制约了光伏板的使用年限。

实用新型内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种基于风光互补系统的太阳能光伏发电装置，它可以实现在夜晚环境或者不利于光能发电的环境时，起到对光伏板的包裹防护，且方便清洁光伏板表面的沙尘，提高光伏板的发电效率，延长其使用年限。

2.技术方案

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。

一种基于风光互补系统的太阳能光伏发电装置，包括基座、风力发电机构和光伏发电机构，所述基座上端固定连接有一对支撑台，且一对支撑台对称分布在光伏发电机构的左右两侧，所述支撑台上端固定安装有正反转电动机和轴承座，所述正反转电动机的输出端与轴承座之间连接有滚珠丝杠，所述滚珠丝杠上连接有与滚珠丝杠相匹配的传动螺母，所述传动螺母上端固定连接有防护半罩，所述支撑台上端还固定连接有一对与滚珠丝杠平行的光滑导轨，所述光滑导轨上滑动连接有滑块，且滑块与防护半罩下端固定连接，所述防护半罩上端固定连接有储水箱，所述储水箱下端连通有输水管，且输水管贯穿防护半罩上端并延伸至内侧，所述输水管下端连通有分流盒，所述分流盒下侧设有弧形清洁擦，所述弧形清洁擦与分流盒之间连接有多根分流管，它可以实现在夜晚环境或者不利于光能发电的环境时，起到对光伏板的包裹防护，且方便清洁光伏板表面的沙尘，提高光伏板的发电效率，延长其使用年限。

进一步的，所述弧形清洁擦包括开口朝下的固定盒和海绵擦，所述固定盒上端开凿有多个与分流管相匹配的透水孔，所述海绵擦通过多个固定销固定在固定盒的开口处，利用海绵擦的吸水特性可以保持海绵擦的润湿状态，从而可以实现对光伏发电机构中光伏板的清洁，同时也方便在固定盒上安装和拆卸海绵擦。

进一步的，所述储水箱上端连通有进水管，所述进水管上端螺纹连接有塞子，方便技术人员向储水箱内添加水，塞子的设置不易让外界沙尘从进水管进入储水箱内污染水资源。

进一步的，所述光伏发电机构的四个边角处均安装有光线传感器，通过将光线传感器与光伏板控制器电联，将实时采集到的光照数据发送至光伏板控制器计算分析，并控制光伏板转动相应的角度，来配合太阳的光照角度提高发电效率。

进一步的，一对所述防护半罩相互靠近一端均固定连接有环形密封垫，所述防护半罩表面涂有防锈层，提高一对防护半罩合拢时的密封性，外界的沙尘不易进入防护半罩内，防锈层的设置使得防护半罩不易在外界环境中锈蚀。

进一步的，所述光滑导轨表面连接有打磨层，减少滑块与光滑导轨之间的摩擦力，方便滑块在光滑导轨上滑动，进而减少正反转电动机的能耗。

3.有益效果

相比于现有技术，本实用新型的优点在于：

(1)本方案可以实现在夜晚环境或者不利于光能发电的环境时，起到对光伏板的包裹防护，且方便清洁光伏板表面的沙尘，提高光伏板的发电效率，延长其使用年限。

(2)弧形清洁擦包括开口朝下的固定盒和海绵擦，固定盒上端开凿有多个与分流管相匹配的透水孔，海绵擦通过多个固定销固定在固定盒的开口处，利用海绵擦的吸水特性可以保持海绵擦的润湿状态，从而可以实现对光伏发电机构中光伏板的清洁，同时也方便在固定盒上安装和拆卸海绵擦。

(3)储水箱上端连通有进水管，进水管上端螺纹连接有塞子，方便技术人员向储水箱内添加水，塞子的设置不易让外界沙尘从进水管进入储水箱内污染水资源。

(4)光伏发电机构的四个边角处均安装有光线传感器，通过将光线传感器与光伏板控制器电联，将实时采集到的光照数据发送至光伏板控制器计算分析，并控制光伏板转动相应的角度，来配合太阳的光照角度提高发电效率。

(5)一对防护半罩相互靠近一端均固定连接有环形密封垫，防护半罩表面涂有防锈层，提高一对防护半罩合拢时的密封性，外界的沙尘不易进入防护半罩内，防锈层的设置使得防护半罩不易在外界环境中锈蚀。

(6)光滑导轨表面连接有打磨层，减少滑块与光滑导轨之间的摩擦力，方便滑块在光滑导轨上滑动，进而减少正反转电动机的能耗。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中A处的结构示意图；

图3为本实用新型防护半罩部分的结构示意图。

图中标号说明：

1基座、2风力发电机构、3光伏发电机构、4光线传感器、5支撑台、6防护半罩、7进水管、8传动螺母、9滚珠丝杠、10正反转电动机、11滑块、12光滑导轨、13储水箱、14输水管、15分流盒、16分流管、17固定盒、18海绵擦。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-3，一种基于风光互补系统的太阳能光伏发电装置，包括基座1、风力发电机构2和光伏发电机构3，基座1上端固定连接有一对支撑台5，提供安装平台和支撑作用，且一对支撑台5对称分布在光伏发电机构3的左右两侧，支撑台5上端固定安装有正反转电动机10和轴承座，技术人员应根据现场实际情况挑选合适型号的正反转电动机10，例如型号为YL90L-2，的正反转电动机10的输出端与轴承座之间连接有滚珠丝杠9，正反转电动机10提供滚珠丝杠9转动的驱动力，轴承座可以提高滚珠丝杠9的转动时的稳定性，滚珠丝杠9上连接有与滚珠丝杠9相匹配的传动螺母8，传动螺母8与滚珠丝杠9配合传动实现将滚珠丝杠9的旋转运动转化为传动螺母8的直线运动，传动螺母8上端固定连接有防护半罩6，起到对光伏发电机构3中光伏板的防护作用，光伏板正好绕着一对防护半罩6的合拢或分离的直线方向转动，支撑台5上端还固定连接有一对与滚珠丝杠9平行的光滑导轨12，光滑导轨12上滑动连接有滑块11，且滑块11与防护半罩6下端固定连接，滑块11和光滑导轨12相互配合实现对防护半罩6的导向作用，防护半罩6上端固定连接有储水箱13，起到储水作用，储水箱13下端连通有输水管14，且输水管14贯穿防护半罩6上端并延伸至内侧，输水管14下端连通有分流盒15，起到停水分流的作用，分流盒15下侧设有弧形清洁擦，用于清洁光伏发电机构3的光伏板，弧形清洁擦与分流盒15之间连接有多根分流管16，用于引流分流盒15中的水来保持弧形清洁擦的湿润。

请参阅图3，弧形清洁擦包括开口朝下的固定盒17和海绵擦18，固定盒17上端开凿有多个与分流管16相匹配的透水孔，海绵擦18通过多个固定销固定在固定盒17的开口处，利用海绵擦18的吸水特性可以保持海绵擦18的润湿状态，从而可以实现对光伏发电机构3中光伏板的清洁，同时也方便在固定盒17上安装和拆卸海绵擦18。

请参阅图3，储水箱13上端连通有进水管7，进水管7上端螺纹连接有塞子，方便技术人员向储水箱13内添加水，塞子的设置不易让外界沙尘从进水管7进入储水箱13内污染水资源。

请参阅图1，光伏发电机构3的四个边角处均安装有光线传感器4，通过将光线传感器4与光伏板控制器电联，将实时采集到的光照数据发送至光伏板控制器计算分析，并控制光伏板转动相应的角度，来配合太阳的光照角度提高发电效率。

请参阅图3，一对防护半罩6相互靠近一端均固定连接有环形密封垫，防护半罩6表面涂有防锈层，提高一对防护半罩6合拢时的密封性，外界的沙尘不易进入防护半罩6内，防锈层的设置使得防护半罩6不易在外界环境中锈蚀。

请参阅图2，光滑导轨12表面连接有打磨层，减少滑块11与光滑导轨12之间的摩擦力，方便滑块11在光滑导轨12上滑动，进而减少正反转电动机10的能耗。

使用时，在夜晚环境或者不利于光伏发电机构3发电的环境中，技术人员通过启动正反转电动机10带动滚珠丝杠9转动，在传动螺母8的传动配合下，一对防护半罩6向靠近光伏板的方向合拢，同时弧形清洁擦和合拢的过程中正好对光伏板的上表面开始清洁，擦拭掉光伏板白天所积累的沙尘，清洁完成后，一对防护半罩6正好合拢处于封闭状态，实现对光伏板的保护，在白天或者利于光伏发电机构3发电的环境中，技术人员可以控制正反转电动机10反向转动，同理间接带动一对防护半罩6分离展开光伏板，且对太阳光的照射几乎没有遮挡，不会影响光伏板的正常发电，同时也不会影响光伏板的转动，本实用新型可以实现在夜晚环境或者不利于光能发电的环境时，起到对光伏板的包裹防护，且方便清洁光伏板表面的沙尘，提高光伏板的发电效率，延长其使用年限。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式；但本实用新型的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于风光互补系统的太阳能光伏发电装置，包括基座(1)、风力发电机构(2)和光伏发电机构(3)，其特征在于：所述基座(1)上端固定连接有一对支撑台(5)，且一对支撑台(5)对称分布在光伏发电机构(3)的左右两侧，所述支撑台(5)上端固定安装有正反转电动机(10)和轴承座，所述正反转电动机(10)的输出端与轴承座之间连接有滚珠丝杠(9)，所述滚珠丝杠(9)上连接有与滚珠丝杠(9)相匹配的传动螺母(8)，所述传动螺母(8)上端固定连接有防护半罩(6)，所述支撑台(5)上端还固定连接有一对与滚珠丝杠(9)平行的光滑导轨(12)，所述光滑导轨(12)上滑动连接有滑块(11)，且滑块(11)与防护半罩(6)下端固定连接，所述防护半罩(6)上端固定连接有储水箱(13)，所述储水箱(13)下端连通有输水管(14)，且输水管(14)贯穿防护半罩(6)上端并延伸至内侧，所述输水管(14)下端连通有分流盒(15)，所述分流盒(15)下侧设有弧形清洁擦，所述弧形清洁擦与分流盒(15)之间连接有多根分流管(16)。

2.根据权利要求1所述的一种基于风光互补系统的太阳能光伏发电装置，其特征在于：所述弧形清洁擦包括开口朝下的固定盒(17)和海绵擦(18)，所述固定盒(17)上端开凿有多个与分流管(16)相匹配的透水孔，所述海绵擦(18)通过多个固定销固定在固定盒(17)的开口处。

3.根据权利要求1所述的一种基于风光互补系统的太阳能光伏发电装置，其特征在于：所述储水箱(13)上端连通有进水管(7)，所述进水管(7)上端螺纹连接有塞子。

4.根据权利要求1所述的一种基于风光互补系统的太阳能光伏发电装置，其特征在于：所述光伏发电机构(3)的四个边角处均安装有光线传感器(4)。

5.根据权利要求1所述的一种基于风光互补系统的太阳能光伏发电装置，其特征在于：一对所述防护半罩(6)相互靠近一端均固定连接有环形密封垫，所述防护半罩(6)表面涂有防锈层。

6.根据权利要求1所述的一种基于风光互补系统的太阳能光伏发电装置，其特征在于：所述光滑导轨(12)表面连接有打磨层。