CN214543761U - 具储能与节能效益的循环供电系统 - Google Patents

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CN214543761U CN202023038130.4U CN202023038130U CN214543761U CN 214543761 U CN214543761 U CN 214543761U CN 202023038130 U CN202023038130 U CN 202023038130U CN 214543761 U CN214543761 U CN 214543761U
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Abstract

一种具储能与节能效益的循环供电系统,包括:一供电单元,包含有盘式发电机与绿电电源、一电容单元,包含有多组超级电容器、一电池单元、一负载单元,包含有外部负载与驱动马达、一备载电源以及一控制单元;当低负载时供电单元可将多余电能输往电容单元,使多组超级电容器循序充电,再放电给电池单元进行储存;当高负载时供电单元不足的电能则由电容单元与电池单元供应;由于本实用新型应用超级电容器其快速充、放电以及具有积蓄低能量电力的功能,因此本实用新型的循环供电系统可调节电力供需,同时具有储能与节能的效益。

Description

具储能与节能效益的循环供电系统
技术领域
本实用新型有关一种供电系统,尤指应用超级电容与电池单元以调节电力供需平衡,进而得到较大储能与节能效益的一种循环供电系统。
背景技术
发展绿电以及开发节能系统,已成为现今能源应用领域最为热衷的议题;由于绿电中包括太阳能发电与风力发电,其系统运转上都具有动力不连贯或动能不稳定的现象,因此其产生的电力也会因变动不定而无法直接供商业利用;又,节能系统是将电力的能量状态通过设备装置予以转换,最后再转回电能以放大能源的应用效率;但是,不论是绿电还是节能系统,都需通过储能装置将不稳定的电力或是过渡阶段的能量予以储存,再经由能量累积或能量转换以作后续的应用。
目前全世界对于各式的储能技术仍在持续发展中,但最广泛使用方式是采用电化学储能;其中,锂电池由于质量轻、体积小,是理想的二次充电电池,故在储能领域得到广泛的运用;但是,低电压的电力无法对锂电池进行充电,因此在太阳能发电领域中锂电池无法直接扮演储能的角色。再者,超级电容具备有高功率密度、充放电速度快、循环使用寿命长、可靠度高、工作温度范围广等特点,特别是超级电容的充放电过程属于可逆的物理反应,且其对于低电压电力的充电具有极佳的性能;然而,超级电容无法长时间储存大量的电荷,是其作为电源储存装置的致命伤。
发电机的功能在将动能转换成电能,一种盘式发电机是由动力轴驱动使转子带动转子上的磁铁同步旋转,再由磁铁的磁力线对定子上的线圈产生磁力切割,使定子上的线圈发生磁场变化,进而产生感应电流发电,因此,盘式发电机具有极佳的发电效益。
有鉴于低电压的电力无法对现有充电电池进行充电,而超级电容对于低电压电力具有极佳的充电性能,但却无法长时间储存大量的电荷;因此,如何应用超级电容与充电电池的各自优势,并将绿电的电能结合盘式发电机的发电效益,使不稳定或低能量的电力得以有效储存及利用,便成为本案发明人积极思考所欲突破的课题。
实用新型内容
本实用新型的主要目的,在于提供一种结合超级电容与电池单元以储存供电单元多余的电能,并补足负载不足的所需,以达到储能与节能效益的一种循环供电系统。
本实用新型的次一目的,在于提供一种将绿能电源应用于供电单元中,使其不稳定及微小的电能得以经由超级电容其具有快速充、放电以及积蓄低能量电力的功能,予以积聚再提供负载单元,据以充分善用能源的一种具储能与节能效益的循环供电系统。
本实用新型的再一目的,在于提供一种将盘式发电机应用于供电单元中,利用其可降低线圈绕体与磁铁之间的磁组干扰进而得到较大发电效益的优点,据以提升其循环供电的效益。
为达上述目的,本实用新型包括:一供电单元、一电容单元、一电池单元、一负载单元、一备载电源与一控制单元;其中,该供电单元包含一盘式发电机,且该盘式发电机承接一驱动马达带动而产生电力;该电容单元,具有多个电容组、并设有一充电接点与一放电接点,每一电容组分别具有多个超级电容器、及设有一充电电路与一放电电路,且该超级电容器分别与该充电电路进行并联,并与该放电电路进行串联,该充电接点则以一充电输入电路与该盘式发电机连接,使该多个电容组依序进行充、放电作业;该电池单元,包含锂电池、碳氢电池的任一形式,其设有一充电接点与一放电接点,且该充电接点以一放电输出电路与该电容单元的放电接点连接,使该电池单元承接其放电的电力并予以储存;该负载单元,包含一外部负载及该驱动马达,该外部负载以一第二负载电路与该盘式发电机连接以取得负载电力,该驱动马达则分别以一负载输入电路与该盘式发电机连接、以一第三负载电路与该电容单元的放电接点连接以及以一第四负载电路与该电池单元的放电接点连接,以驱转该驱动马达并进而带动该盘式发电机运转;该控制单元,包含一电能分配模块与一电路切换模块,该电能分配模块控制各电路的启闭时机与电能的分配,使该供电单元的电能可局部输往该负载单元与该电容单元,该电容单元的电能可局部输往该负载单元与该电池单元,以及该电池单元的电能可局部输往该负载单元;该电路切换模块则进行该多个电容组其充电电路与放电电路的切换,使其分别呈现一路闭合其他各路开启的状态,进而使该多个电容组得以循序进行各自的充电与放电作业。
当该供电单元产生的电力高于该负载单元所需者,多余的电能则输往该电容单元,对该多个电容组循序进行充电与放电,且其放电的电能则流入该电池单元进行电力储存;当该供电单元产生的电力低于该负载单元所需者,不足的电能则由该电容单元放电的电能供给,再不足则由该电池单元供应。
依据前揭特征,本实用新型中该供电单元更包含一绿电电源,该绿电电源为太阳能发电或风力发电的任一形式,且以一第二充电电路与该电容单元的充电接点连接,进而对该多个电容组进行充电作业。
依据前揭特征,本实用新型中更包含一备载电源,以一电池充电电路与该电池单元的充电接点连接,使在该供电单元于供电不足时可启用该备载电源对该电池单元进行充电作业。
依据前揭特征,本实用新型中更包含有逆向保护电路装置以防止逆向电流,其分别装设于该充电输入电路、第二充电输入电路以及该放电输出电路上,且该逆向保护电路装置包括二极管。
依据前揭特征,本实用新型中该盘式发电机包括,一承接该驱动马达传动的转动轴,二只定子载盘,枢设于转动轴上,多个线圈框架,分别环设于该定子载盘中,且各个线圈框架与该转动轴形成一偏移弧角;多个线圈绕体,其线圈匝数与绕线方向均相同,且嵌设于该线圈框架中;四只转子载盘,以2只为一组,两两有间隙地组设于该定子载盘两侧的转动轴上并与其同步旋转;多片磁铁,分别环设于该转子载盘且临近于该定子载盘的面侧,并令其两两相邻的磁铁其磁极相异,又该二转子载盘上的磁铁其两两相对的磁极相异;二组感应电路,分别对应该二只定子载盘的线圈绕体的绕线,其中一组感应电路连接该驱动马达,另一组感应电路则连接该外部负载。
依据前揭特征,本实用新型中该电路切换模块包括一机械转盘及一与该机械转盘连动控制的一放电切换开关,其中,该放电切换开关设置于各个电容组的放电电路上,该机械转盘受外部元件带动而呈定速旋转,而该机械转盘旋转时可令该充电输入电路以及该第二充电输入电路循序与该多个电容组的充电电路接通以进行充电,且当切换至下一电容模块以进行充电作业时,并令该放电切换开关作动使该放电输出电路循序与完成充电的该电容组的放电电路接通以进行放电。
依据前揭特征,本实用新型中该电路切换模块包括一电压测量器、及与该电压测量器连动控制的一充电切换开关与一放电切换开关,其中,该电压测量器并接在该多个超级电容器的放电电路处,当进行充电作业的电容组其电压高于额定电压值时,即令该充电切换开关作动使该充电输入电路以及该第二充电输入电路循序与下一电容组的充电电路接通以进行充电,并令该放电切换开关同步作动使该放电输出电路循序与完成充电的该电容组的放电电路接通以进行放电。
依据前揭特征,本实用新型中该电能分配模块包括有电流测量器,用以侦测该充电输入电路、负载输入电路、第二负载电路、第三负载电路、与第四负载电路的电流,并据以控制各电路的启闭时机与电能的分配。
通过前揭特征,本实用新型「具储能与节能效益的循环供电系统」具有的效益为:
(1)由于本实用新型是在供电单元与负载单元之间,设置一电容单元与一电池单元;当低负载时供电单元可将多余电能输往电容单元,使多组超级电容器循序充电,再放电给电池单元进行储存;当高负载时供电单元不足的电能则由电容单元与电池单元供应;因此结合超级电容的电容单元与锂电池的电池单元可达到调节电力供需的成效,且由于高负载时电容单元与电池单元可补足负载不足的电力,因此购置供电单元时可选择较小的马力;故而本循环供电系统亦具备节能的效益。
(2)由于太阳能发电与风力发电的能源都会受到天候的影响,具有不稳定性、不持续性、与强弱变动大的特性,因此绿电电源很难长时间将其电力直接提供商业利用;本系统中将绿电电源作为供电单元之一,并利用超级电容其具有快速充、放电以及积蓄低能量电力的功能,将绿电所产生的不稳定及微小的电能予以积聚后转存电池单元,再供电给负载单元,据以达到充分善用能源的一种循环供电系统。
(3)由于盘式发电机中其转子载盘旋转,则转子上的磁铁将相对于定子载盘上的线圈绕体产生移动,使线圈绕体感应到磁铁所造成的磁场变化而产生感应电流;且由于定子载盘中其弧状扇形的线圈绕体与转动轴形成一偏移弧角,故而在切割磁力线的过程中,将可减少其相互抵消的感应电流量,亦将降低该线圈绕体与磁铁相互之间的磁组干扰,据以得到较高的发电效率;因此本系统将盘式发电机作为供电单元之一,可有效发挥其发电能量,进而提升其循环供电的效益。
附图说明
图1为本实用新型中较佳实施例的组成结构示意图。
图2为本实用新型中多个电容组的结构示意图。
图3A为本实用新型中第一种电路切换模块的结构示意图。
图3B为本实用新型中第二种电路切换模块的结构示意图。
图4为本实用新型中盘式发电机的组合剖视图。
图5A为本实用新型中盘式发电机其定子载盘的组合立体图。
图5B为本实用新型中盘式发电机其转子载盘的组合立体图。
图5C为本实用新型中盘式发电机其线圈框架的结构示意图。
图5D为本实用新型中盘式发电机其线圈绕体与磁铁相互作用的示意图。
附图标记说明:10-供电单元;11-负载输入电路;12-充电输入电路;13-第二充电输入电路;14-第二负载电路;20-电容单元;201-充电接点;202-放电接点;21-电容组;211-第一电容组;212-第二电容组;22-超级电容器;23-充电电路;231-第一充电电路;232-第二充电电路;24-放电电路;241-第一放电电路;242-第二放电电路;25-放电输出电路;26-第三负载电路;30-电池单元;301-充电接点;302-放电接点;31-第四负载电路;32-二极管;40-负载单元;41-驱动马达;42-外部负载;50-备载电源;51-电池充电电路;60-控制单元;61-电路切换模块;62-机械转盘;63-放电切换开关;64-电压测量器;65-充电切换开关;66-电流测量器;70-盘式发电机;71-转动轴;72-定子载盘;721-线圈框架;722-线圈绕体;723-左盘体;724-右盘体;725-左轴座;726-右轴座;73-转子载盘;731-磁铁;732-底板;733-轴孔;734-螺孔;74-感应电路;75-风扇;751-叶片;80-绿电电源;θ-偏移弧角;100-具储能与节能效益的循环供电系统。
具体实施方式
首先,请参阅图1所示,为本实用新型具储能与节能效益的循环供电系统100较佳实施例的结构,包括:一供电单元10、一电容单元20、一电池单元30、一负载单元40、一备载电源50与一控制单元60;其中,该供电单元10,包含一盘式发电机70及一绿电电源80,该绿电电源80为太阳能发电或风力发电的任一形式,该盘式发电机70则承接一驱动马达41带动而产生电力;该电容单元20,具有多个电容组21、并设有一充电接点201与一放电接点202,每一电容组21分别具有多个超级电容器22、及设有一充电电路23与一放电电路24,图式中显示第一电容组211设有一充电电路231与一放电电路241,第二电容组211设有一充电电路232与一放电电路242;而该超级电容器22分别与该充电电路23进行并联,并与该放电电路24进行串联;再者,该充电接点201分别以一充电输入电路12与该盘式发电机70连接,及以一第二充电输入电路13与该绿电电源80连接,使该多个电容组21依序进行充、放电作业;该电池单元30,包含锂电池、碳氢电池的任一形式,其设有一充电接点301与一放电接点302,且该充电接点301以一放电输出电路25与该电容单元20的放电接点202连接,使该电池单元30承接该电容单元20放电的电力并予以储存;该负载单元40,包含一驱动马达41及一外部负载42,该外部负载42以一第二负载电路14与该盘式发电机70连接以取得负载电力,该驱动马达41则具有3个输入线路,包括以一负载输入电路11与该盘式发电机70连接、一第三负载电路26与该电容单元20的放电接点202连接以及一第四负载电路31与该电池单元30的放电接点302连接,以驱转该驱动马达41并进而带动该盘式发电机70运转;该备载电源50,以一电池充电电路51与该电池单元30的充电接点301连接,使在初期运转或供电不足时该电池单元30得以先行储存该负载单元40所欠缺的电力;该控制单元60,包含一电能分配模块与一电路切换模块(图未示),该电能分配模块控制各电路的启闭时机与电能的分配,使该供电单元10的电能可局部输往该负载单元40与该电容单元20,该电容单元20的电能可局部输往该负载单元40与该电池单元30,以及该电池单元30的电能可局部输往该负载单元40;该电路切换模块则进行该多个电容组21其充电电路23与放电电路24的切换,使其分别呈现一路闭合其他各路开启的状态,进而使该充电输入电路12与第二充电输入电路13所输入的电流得以循序对该多个电容组21进行各自的充电与放电作业。
首先开启该备载电源50使该电池单元30进行储能,同时开启该绿电电源80的电能,并启动该驱动马达41以带动该盘式发电机70运转,当该供电单元10产生的电力高于该负载单元40所需电力,则该控制单元50会控制将多余的电流量经由该充电输入电路12与第二充电输入电路13输往该电容单元20,并对该多个电容组21循序进行充电与放电,且该电容单元20放电的电流则经由该放电输出电路25流入该电池单元30进行电力储存;当该供电单元10产生的电力低于该负载单元40所需电力时,则该控制单元50会控制将不足的电流量由该电容单元20经由该第三负载电路26放电给该驱动马达41,再不足则由该电池单元30经由该第四负载电路31供应。
本实用新型中更包含有逆向保护电路装置,其分别装设于该充电输入电路12、第二充电输入电路13以及该放电输出电路25以防止逆向电流;由于供电单元10通过该充电输入电路12与第二充电输入电路13将电流输入该电容单元20,以及该电容单元20通过该放电输出电路25将电流输入该电池单元30,一旦后端的电位高过前端时,则高电位的电流将会回流而对系统造成伤害,因此需要设置逆向保护电路装置;而本实用新型中该逆向保护电路装置为二极管32。
本实用新型中该控制单元60的电能分配模块包括有电流测量器66,用以侦测该充电输入电路12、负载输入电路11、第二负载电路14、第三负载电路26、与第四负载电路31的电流,并据以控制各电路的启闭时机与电能的分配,进而达到调整本系统电力供需平衡的效果。
图2所示,为本实用新型中电容单元20其多个电容组循环充放电的结构示意图,包括:多个电容组21(本图式中以二组为例),一充电输入电路12,其前端与供电单元10连接;一放电输出电路25,其后端与一电池单元30连接;每一电容组21分别具有多个超级电容器22,及一充电电路23的接点与一放电电路24的接点,且该超级电容器22分别与该充电电路23进行并联,并与该放电电路24进行串联;一电路切换模块(图未示),进行切换动作以令该充电输入电路12循序与该电容组21的充电电路23的接点接通以进行充电,且当切换至下一电容组21以进行充电作业时,并令该放电输出电路25循序与完成充电的该电容组21的放电电路24的接点接通以进行放电。
本实用新型中控制单元60的第一种电路切换模块61,如图3A所示,包括一机械转盘62及一与该机械转盘62连动控制的一放电切换开关63,其中,该机械转盘62受外部元件带动而呈定速旋转,该充电输入电路12的后端固设在该机械转盘62的周缘上,使该机械转盘62旋转时可令该充电输入电路12循序与该多个电容组21其充电电路23的接点接通以进行充电,或令该充电输入电路12以及该绿电电源的第二充电输入电路(图未示)循序与该多个电容组21其充电电路23的接点接通以进行充电,且当切换至下一电容组21以进行充电作业时,并令该放电切换开关63作动使该放电输出电路25循序与完成充电的该电容组21其放电电路24的接点接通以进行放电;本图式中为防止高电位的电流回流而对系统造成伤害,因此在充电输入电路12以及放电输出电路25上设置有二极管32作为逆向保护电路的装置。
本实用新型中控制单元60的第二种电路切换模块61,如图3B所示,包括一电压测量器64、及与该电压测量器64连动控制的一充电切换开关65与一放电切换开关63,其中,该电压测量器64并接在该多个超级电容器22其放电电路24的接点处,当进行充电作业的电容组21其电压高于额定电压值时,即令该充电切换开关65作动使该充电输入电路12循序与下一电容组21其充电电路23的接点接通以进行充电,并令该放电切换开关63同步作动使该放电输出电路25循序与完成充电的该电容组21其放电电路24的接点接通以进行放电;另本图式中在充电输入电路12以及放电输出电路25上亦设有二极管32作为逆向保护电路的装置。
请参阅图4所示,为本实用新型中盘式发电机70的组合结构,包括:一机壳(图未示),一转动轴71,穿设该机壳的轴座,且承接一驱动马达(图未示)的带动而在该轴座中枢转;二只定子载盘72,其轴孔分别嵌设一滚珠轴承使其枢设于该转动轴71上,多个线圈框架721,分别环设于该定子载盘72中,且各个线圈框架721与该转动轴71形成一偏移弧角;多个线圈绕体722,其线圈匝数与绕线方向均相同,且嵌设于该线圈框架721中;四只转子载盘73,以2只为一组,两两有间隙地组设于该定子载盘72两侧的转动轴71上并与其同步旋转,且位居中央处的二只转子载盘73,更以螺栓穿设其中予以所合成一体;多片磁铁731,分别环设于该转子载盘73且临近于该定子载盘72的面侧,并令其两两相邻的磁铁731其磁极相异,亦即该转子载盘73上所环设的磁铁731,其磁极以N.S.N.S…的方式来配置;又该二转子载盘73上的磁铁731其两两相对的磁极相异,亦即该二组转子载盘73上所环设的磁铁731,其磁极以N<->S、S<->N…的方式来配置;二组感应电路74,分别对应该二只定子载盘72的线圈绕体722的绕线,其中一组感应电路74连接该驱动马达41,另一组感应电路74则连接该外部负载42;二组风扇75,分别组设于该转动轴71的两侧其转子载盘73的外侧,该风扇75具有若干叶片751,且其中心设有一轴孔以套入该转动轴71,可使该风扇75与转动轴71同步旋转,进而降低定子载盘72所环设线圈绕体722内其感应电流所产生的热量。
图5A所示,为本实用新型中盘式发电机70其转子载盘73的结构,包括一底板732,且其中心设有一轴孔733,其径向设有8个等角度的螺孔734;本实施例中磁铁731的数量为8个,该磁铁731设有固定孔,并分别以螺丝锁合该固定孔与螺孔734,使该磁铁731以环状排列固定于该转子载盘73内,另以键块穿入该轴孔733与该转动轴71的键槽,使该转子载盘73在转动轴71上同步旋转。
图5B所示,为本实用新型中盘式发电机70其定子载盘72的结构,包括一左、右盘体723/724,及一左、右轴座725/726,本实用新型中该线圈框架721的数量为12个,分别线圈框架721于嵌设该线圈绕体722后,分置于该左、右盘体723/724及该左、右轴座725/726之间,并分别以螺栓及螺帽锁合,使该线圈绕体722以环状排列固定于该定子载盘72内。图5C所示,为线圈框架721的结构,其呈一中空的弧状扇形,且其轮廓为一类椭圆的形状;本实用新型中以该线圈框架721中的镂空轮廓作成一治具,并在该治具外缘缠绕线圈导线,令其缠绕的匝数与方向都相同,因此该线圈绕体722嵌入线圈框架721后,与转子载盘73中的磁铁731所感应的电流方向才会相同,况且,本实用新型中每组绕线是由4个线圈绕体722其头尾相接的导线缠绕而成,固其电流值是由4个线圈绕体722的各个感应电流所迭加;再者,由于该线圈框架721组设于该定子载盘72中,与该转动轴71形成一偏移弧角θ,则该转子载盘73于旋转过程中,该线圈绕体722与磁铁731的趋近面积将大于脱离面积,则可降低该线圈绕体与磁铁相互之间的磁组干扰,亦将减少其相互抵消的感应电流量,进而得到较大发电效益。
图5D所示,为本实用新型中盘式发电机70其线圈绕体722与磁铁731相互作用的状态,其中,该定子载盘72中环设有12组线圈绕体722,其分别与该转动轴形成一偏移弧角θ,且其线圈匝数与绕线方向均相同;又二转子载盘73有间隙地组设于该定子载盘72两侧,且临近于该定子载盘72的面侧,环设有8片磁铁731,而两两相邻的磁铁731其磁极相异,且二转子载盘73上的磁铁731其两两相对的磁极相异,因此转子载盘73旋转,则磁铁731将相对于该定子载盘72上的线圈绕体722产生移动,使线圈绕体722感应到磁铁731所造成的磁场变化而产生感应电流;由于弧状扇形的线圈绕体722与该转动轴形成一偏移弧角,故而在切割磁力线的过程中,将可减少其相互抵消的感应电流量,亦将降低该线圈绕体722与磁铁731相互之间的磁组干扰,进而得到较大发电效益。再者,以12组线圈绕体722搭配8片磁铁731的配置方式,将可大幅降低该转动轴的扭力,使该外部传动件的的启动电流不会过高,并使耗损变小;同时该线圈绕体722的分布角度平均为30度,而磁铁731的分布角度平均为45度,线圈绕体722相对于磁铁731的分布角度越小,将越能提升运转及发电的稳定性。
由于本实用新型在供电单元10与负载单元40之间,设置一电容单元20与一电池单元30;当低负载时供电单元10可将多余电能输往电容单元20,使多组超级电容器22循序充电,再放电给电池单元30进行储存;当高负载时供电单元10不足的电能则由电容单元20与电池单元30供应;因此结合超级电容器22的电容单元20与锂电池的电池单元30可达到调节电力供需的成效,且由于高负载时电容单元20与电池单元30可补足负载不足的电力,因此购置供电单元10时可选择较小的马力;故而本循环供电系统亦具备节能的效益。次者,由于太阳能发电与风力发电的能源都会受到天候的影响,具有不稳定性、不持续性、与强弱变动大的特性,因此绿电电源80很难长时间将其电力直接提供商业利用;本系统中是将绿电电源80作为供电单元10之一,并利用超级电容器22其具有快速充、放电以及积蓄低能量电力的功能,将绿电所产生的不稳定及微小的电能予以积聚后转存电池单元30,再供电给负载单元40,据以达到充分善用能源的一种循环供电系统。再者,由于盘式发电机70中其转子载盘73旋转,则转子上的磁铁731将相对于定子载盘72上的线圈绕体722产生移动,使线圈绕体722感应到磁铁731所造成的磁场变化而产生感应电流;且由于定子载盘72中其弧状扇形的线圈绕体722与转动轴形成一偏移弧角θ,故而在切割磁力线的过程中,将可减少其相互抵消的感应电流量,亦将降低该线圈绕体722与磁铁731相互之间的磁组干扰,据以得到较高的发电效率;因此本系统将盘式发电机70作为供电单元之一,可有效发挥其发电能量,进而提升其循环供电的效益。
上述所揭露的图式、说明,仅为本实用新型的较佳实施例,大凡熟悉此项技艺人士,依本案精神范畴所作的修饰或等效变化,仍应包括在本案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种具储能与节能效益的循环供电系统,其特征在于,包括:
一供电单元,包含一盘式发电机,且该盘式发电机承接一驱动马达带动而产生电力;
一电容单元,具有多个电容组、并设有一充电接点与一放电接点,每一电容组分别具有多个超级电容器及设有一充电电路与一放电电路,且该超级电容器分别与该充电电路进行并联,并与该放电电路进行串联,该充电接点则以一充电输入电路与该盘式发电机连接,使该多个电容组依序进行充、放电作业;
一电池单元,包含锂电池、碳氢电池的任一形式,其设有一充电接点与一放电接点,且该充电接点以一放电输出电路与该电容单元的放电接点连接,使该电池单元承接其放电的电力并予以储存;
一负载单元,包含一外部负载及该驱动马达,该外部负载以一第二负载电路与该盘式发电机连接以取得负载电力,该驱动马达则分别以一负载输入电路与该盘式发电机连接、以一第三负载电路与该电容单元的放电接点连接以及以一第四负载电路与该电池单元的放电接点连接,以驱转该驱动马达并进而带动该盘式发电机运转;
一控制单元,包含一电能分配模块与一电路切换模块,该电能分配模块控制各电路的启闭时机与电能的分配,使该供电单元的电能能够局部输往该负载单元与该电容单元,该电容单元的电能能够局部输往该负载单元与该电池单元,以及该电池单元的电能能够局部输往该负载单元;该电路切换模块则进行该多个电容组其充电电路与放电电路的切换,使其分别呈现一路闭合其他各路开启的状态,进而使该多个电容组得以循序进行各自的充电与放电作业。
2.如权利要求1所述的具储能与节能效益的循环供电系统,其特征在于,该供电单元更包含一绿电电源,该绿电电源为太阳能发电或风力发电的任一形式,且以一第二充电电路与该电容单元的充电接点连接,进而对该多个电容组进行充电作业。
3.如权利要求1或2所述的具储能与节能效益的循环供电系统,其特征在于,更包含一备载电源,以一电池充电电路与该电池单元的充电接点连接,使在该供电单元于供电不足时能够启用该备载电源对该电池单元进行充电作业。
4.如权利要求2所述的具储能与节能效益的循环供电系统,其特征在于,更包含有逆向保护电路装置以防止逆向电流,其分别装设于该充电输入电路、第二充电输入电路以及该放电输出电路上,且该逆向保护电路装置包括二极管。
5.如权利要求2所述的具储能与节能效益的循环供电系统,其特征在于,该盘式发电机包括,一承接该驱动马达传动的转动轴,二只定子载盘,枢设于转动轴上,多个线圈框架,分别环设于该定子载盘中,且各个线圈框架与该转动轴形成一偏移弧角;多个线圈绕体,其线圈匝数与绕线方向均相同,且嵌设于该线圈框架中;四只转子载盘,以2只为一组,两两有间隙地组设于该定子载盘两侧的转动轴上并与其同步旋转;多片磁铁,分别环设于该转子载盘且临近于该定子载盘的面侧,并令其两两相邻的磁铁其磁极相异,又二转子载盘上的磁铁其两两相对的磁极相异;二组感应电路,分别对应该二只定子载盘的线圈绕体的绕线,其中一组感应电路连接该驱动马达,另一组感应电路则连接该外部负载。
6.如权利要求2所述的具储能与节能效益的循环供电系统,其特征在于,该电路切换模块包括一机械转盘及一与该机械转盘连动控制的一放电切换开关,其中,该放电切换开关设置于各个电容组的放电电路上,该机械转盘受外部元件带动而呈定速旋转,而该机械转盘旋转时能够令该充电输入电路以及该第二充电输入电路循序与该多个电容组的充电电路接通以进行充电,且当切换至下一电容模块以进行充电作业时,并令该放电切换开关作动使该放电输出电路循序与完成充电的该电容组的放电电路接通以进行放电。
7.如权利要求2所述的具储能与节能效益的循环供电系统,其特征在于,该电路切换模块包括一电压测量器、及与该电压测量器连动控制的一充电切换开关与一放电切换开关,其中,该电压测量器并接在该多个超级电容器的放电电路处,当进行充电作业的电容组其电压高于额定电压值时,即令该充电切换开关作动使该充电输入电路以及该第二充电输入电路循序与下一电容组的充电电路接通以进行充电,并令该放电切换开关同步作动使该放电输出电路循序与完成充电的该电容组的放电电路接通以进行放电。
8.如权利要求2所述的具储能与节能效益的循环供电系统,其特征在于,该电能分配模块包括有电流测量器,用以侦测该充电输入电路、负载输入电路、第二负载电路、第三负载电路与第四负载电路的电流,并据以控制各电路的启闭时机与电能的分配。
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