CN219372318U - 基于风光可再生能源的城市道路零碳排放储能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种基于风光可再生能源的城市道路零碳排放储能系统包括太阳能收集装置、风能收集装置和储能装置；太阳能收集装置包括太阳能板、太阳能板支撑管和三角型支架板；风能收集装置包括特殊流线型扇叶、固定转轴、纵轴发电机；固定转轴竖直设置在三角型支架板底部中心，特殊流线型扇叶环绕固定转轴设置，固定转轴底部与纵轴发电机连接；储能装置太阳能电力回收电路、发电机电力收集电路和蓄电池。本实用新型提供的系统利用太阳能电池板收集太阳能，同时利用一种垂直轴型风力发电机将自然风能以及高速公路上车辆高速行驶给空气流体传递的大量动能转化为电能。

Description

基于风光可再生能源的城市道路零碳排放储能系统

技术领域

本实用新型涉及可再生能源技术领域，特别涉及一种基于风光可再生能源的城市道路零碳排放储能系统。

背景技术

随着传统化石能源的日渐枯竭，人们逐渐将目光转移到以太阳能，风能等可再生能源为主的能源利用结构上来。它们相比传统能源，具备清洁，廉价，可持续等优点。目前，可再生能源在各种公共基础设施中已经得到大量应用，以高速公路为例，其路灯的供能多采用太阳能而非电缆供电。公路上高速行驶的车辆传递给流体大量动能，为风能的收集与利用提供了新的背景和思路，考虑到风能不均匀分布以及太阳能不均匀分布的互补性，引入风光互补联合收集系统为储能系统提供能量来源。

在现有技术中，风机的水平轴风力发电机的叶片在旋转一周的过程中，受惯性力和重力的综合作用，惯性力的方向是随时变化的，而重力的方向始终不变，这样叶片所受的就是一个交变载荷，这对于叶片的疲劳强度是非常不利的，且传统横轴式风能发电机受风方向单一，需要偏航装置改变轴向以全方位受风，风能利用率低。另外，水平轴的发电机都置于几十米的高空，且装置规格大，这给发电机的安装、维护和检修带来了很多的不便，不适用于城市高速路面风能采集。

实用新型内容

具体的，本实用新型提出一种基于风光可再生能源的城市道路零碳排放储能系统，所述城市道路零碳排放储能系统设置于公路旁，所述城市道路零碳排放储能系统包括：太阳能收集装置、风能收集装置和储能装置；

所述太阳能收集装置包括太阳能板、太阳能板支撑管和三角型支架板；所述太阳能板通过三根太阳能板支撑管安装在所述三角型支架板顶部；

所述风能收集装置包括特殊流线型扇叶、固定转轴、纵轴发电机、风力收集支撑管；三根所述风力收集支撑管设置在所述三角型支架板底部；所述固定转轴竖直设置在所述三角型支架板底部中心，特殊流线型扇叶环绕所述固定转轴设置，所述固定转轴底部与所述纵轴发电机连接；

所述储能装置太阳能电力回收电路、发电机电力收集电路和蓄电池；

所述太阳能电力回收电路一端连接所述太阳能板，另一端连接所述蓄电池；所述发电机电力收集电路一端连接所述纵轴发电机另一端连接所述蓄电池；所述蓄电池用于存储电量并为其他设备供电。

更近一步地，所述基于风光可再生能源的城市道路零碳排放储能系统还包括喷灌装置；

所述喷灌装置包括蓄水池、散射喷头和水泵；

所述水泵与所述蓄电池连接，所述水泵将所述蓄水池中的水吸出后通过所述散射喷头进行喷灌。

更近一步地，所述风能收集装置还包括转子轴承；

所述转子轴承设置在所述固定转轴上下两端，用于确保所述固定转轴转动位置。

更近一步地，所述风能收集装置还包括变速箱；所述变速箱输入端与所述固定转轴连接，输出端与所述纵轴发电机连接；所述变速箱用于调节所述固定转轴传动比。

更近一步地，所述风能收集装置还包括支撑底座；

所述支撑底座设置在地面上，顶部用于固定所述纵轴发电机；

所述支撑底座位置与所述风力收集支撑管相配合，用于稳定所述风能收集装置。

更近一步地，所述风能收集装置还包括顶部臂和底部臂；

所述顶部臂设置在所述固定转轴上端，所述底部臂设置在所述固定转轴下端；所述顶部臂和底部臂均向外延伸并连接所述特殊流线型扇叶。

更近一步地，所述顶部臂和底部臂与所述固定转轴通过焊接连接。

更近一步地，所述顶部臂和底部臂向外延伸的末端均设有竖直的连接片，通过所述连接片与所述特殊流线型扇叶连接。

更近一步地，所述连接片和所述特殊流线型扇叶均开设有多个通孔，所述连接片和所述特殊流线型扇叶通过所述通孔安装螺栓连接。

更近一步地，所述基于风光可再生能源的城市道路零碳排放储能系统还包括控制装置；

所述控制装置包括电量传感器，水位传感器，雨水传感器，湿度传感器；

所述电量传感器与所述蓄电池连接，用于监控蓄电池剩余电量；

所述雨水传感器、湿度传感器、水位传感器依次从高到低安装与蓄水池之中；

所述雨水传感器和湿度传感器用于监测灌溉环境；

所述水位传感器用于检测蓄水池剩余水量。

本实用新型达到的有益效果是：

本实用新型提供的系统利用太阳能电池板收集太阳能，同时利用一种垂直轴型风力发电机将自然风能以及高速公路上车辆高速行驶给空气流体传递的大量动能转化为电能，用电池箱贮存能量，电量传感器用以控制电能的采集，以免过度充电影响蓄电池寿命。本装置的灌溉系统包含雨水收集器和灌溉装置以及传感器三个部分，雨水收集器将雨水收集到贮水箱中，传感器实时监控水位和各项指标，借助电子控制单元处理信息，传送数据到显示器，实现可视化操作。

附图说明

图1是一种基于风光可再生能源的城市道路零碳排放储能系统的结构示意图。

图2是一种基于风光可再生能源的城市道路零碳排放储能系统中太阳能收集装置和风能收集装置的结构示意图。

图3是一种基于风光可再生能源的城市道路零碳排放储能系统中三角型支架板的结构示意图。

图4是一种基于风光可再生能源的城市道路零碳排放储能系统中顶部臂的结构示意图。

图5是一种基于风光可再生能源的城市道路零碳排放储能系统中底部臂的结构示意图。

图6是一种基于风光可再生能源的城市道路零碳排放储能系统中特殊流线型扇叶的结构示意图。

附图序号：1-太阳能板，1-1-太阳能电力输出接口，2-特殊流线型扇叶，3-电子信息处理单元，4-显示屏，5-散射喷头，6-水流管路，6-1-水流喷管，6-2-水流吸管，7-三角型支架板，7-1-三角型支架板转轴连接孔，8-固定转轴，9-转子轴承，10-变速箱，11-纵轴发电机，11-1-发电机电力输出接口，12-收纳底座，13-太阳能电力回收电路，14-发电机电力收集电路，15-风力检测传感器，16-电量传感器，17-蓄电池，17-1-蓄电池充电接口，17-2-蓄电池充电接口，17-3-蓄电池放电接口，18-水泵，19-水位传感器，20-雨水传感器，21-湿度传感器，22-蓄水池，23-风力收集支撑管，24-太阳能板支撑管，25-支撑底座，26-顶部臂，27-底部臂。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案进行更详细的说明，本实用新型包括但不仅限于下述实施例。

如附图1-3所示，本实用新型提出了一种基于风光可再生能源的城市道路零碳排放储能系统，城市道路零碳排放储能系统包括：太阳能收集装置、风能收集装置、储能装置、喷灌装置和控制装置。

太阳能收集装置主要由太阳能收集部分，电能回收部分以及支支撑部分构成。太阳能收集装置包括太阳能板1、太阳能板支撑管24和三角型支架板7。

通过螺栓将太阳能板1与三根太阳能板支撑管24固定连接，将太阳能板支撑管24底部固定于三角型支架板7上。调节太阳能板角度使其朝向光照。

风能收集装置包括特殊流线型扇叶2、固定转轴8、转子轴承9、变速箱10、纵轴发电机11、收纳底座12、风力收集支撑管23、支撑底座25、顶部臂26、底部臂27。

固定转轴8顶部与三角型支架板7中心的三角型支架板转轴连接孔7-1相连，将风力收集支撑管23与三角型支架板7用螺栓连接，固定转轴8上下两端均设有转子轴承9，固定转轴8底部通过变速箱10与纵轴发电机11连接；纵轴发电机11置于收纳底座12中，收纳底座12与风力收集支撑管23一同设置于支撑底座25上。多片特殊流线型扇叶2通过顶部臂26和底部臂27与固定转轴8连接。

如附图4-6所示，在一种实施方式中，固定转轴8上下两端分别套入顶部臂26和底部臂27中心圆孔中，并通过焊接固定连接。顶部臂26和底部臂27外沿均设有竖直的连接片，将三片特殊流线型扇叶2的2-1，2-2连接孔分别与顶部臂扇叶连接片26-2，底部臂扇叶连接片27-2通过螺栓连接。

当汽车形式带来的风吹到风能收集部分的特殊流线型扇叶2，扇叶会带动转子轴承9绕固定转轴8旋转。然后接入变速箱10调节其传动比，再与纵轴发电机11相连，风能收集装置通过利用风吹过特殊流线型扇叶2的风力带动转轴转动，将风能转化为电能。风能收集装置的优点在于运用了立式扇叶，能利用所有方向的风能；与变速器相结合，降低了最低发电风速要求，提高了泛用性。

储能装置包括太阳能电力回收电路13、发电机电力收集电路14、蓄电池17。

将太阳能电力输出接口1-1与太阳能电力回收电路13相继，一并连入蓄电池充电接口17-1。将太阳能收集后通过太阳能电力回收电路13将电能导入蓄电池充电接口17-1，为蓄电池提供电量，储存或通过蓄电池放电接口17-3将电量导入后续部件。

发电机电力收集电路14与发电机电力输出接口11-1相接连入蓄电池充电接口17-2，为蓄电池提供电量，储存或通过蓄电池放电接口17-3将电量导入后续部件。

喷灌装置包括蓄水池22、散射喷头5、水流管路6和水泵18。将蓄电池放电接口17-3与水泵18相连，为水泵供电，后水泵通过水流吸管6-2将蓄水池22中的水吸入后流经水流喷管6-1，通过散射喷头5进行喷灌。

控制装置包括电子信息处理单元3、显示屏4、风力检测传感器15、电量传感器16、水位传感器19、雨水传感器20、湿度传感器21。电子信息处理单元3与电量传感器16，水位传感器19，雨水传感器20，湿度传感器21构成相连接，并外接显示屏4。电量传感器16用于监控蓄电池剩余电量，当蓄电池电量充满时，电量传感器16向电子信息处理单元3发送电信号，经电子信息处理单元3处理后切断太阳能收集装置、风能收集装置与蓄电池17相连电路；当蓄电池电量低于50％时，电量传感器16向电子信息处理单元3发送电信号，经电子信息处理单元3处理后开启太阳能收集装置、风能收集装置与蓄电池17相连电路。风力检测传感器15设置在发电机电力收集电路14上，用于检测风力，当风力过大时切断风能收集装置，避免风能收集装置产生损坏。雨水传感器20，湿度传感器21，水位传感器19依次从高到低安装与水池之中。雨水传感器20，湿度传感器21用于判断灌溉条件。当雨水传感器20检测到下雨或湿度传感器21检测到环境湿度较高时，雨水传感器20，湿度传感器21分别向电子信息处理单元3发送电信号，经电子信息处理单元3处理后关闭水泵18开关。水位传感器19用于显示当前水位。工作时，水位传感器19向电子信息处理单元3发送电信号，经电子信息处理单元3处理后，向显示屏4发送电信号，在显示屏4上显示当前水位。显示屏4用于向使用者显示当前系统工作状态，显示包括电池电量，风速，环境湿度，水位等在内的信息，方便用户使用与调节。当用户需要时，可通过显示屏4对灌溉时间，时长进行自主调节，系统默认灌溉时间为早6：00-8：00，晚18：00-20：00。该系统有利于整个灌溉系统的自动化工作，并向用户提供有效信息。

本实用新型不仅局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据实施例和附图公开内容，可以采用其它多种具体实施方式实施本实用新型，因此，凡是采用本实用新型的设计结构和思路，做一些简单的变换或更改的设计，都落入本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.一种基于风光可再生能源的城市道路零碳排放储能系统，其特征在于，所述城市道路零碳排放储能系统设置于公路旁，所述城市道路零碳排放储能系统包括：太阳能收集装置、风能收集装置和储能装置；

所述太阳能收集装置包括太阳能板(1)、太阳能板支撑管(24)和三角型支架板(7)；所述太阳能板(1)通过三根太阳能板支撑管(24)安装在所述三角型支架板(7)顶部；

所述风能收集装置包括特殊流线型扇叶(2)、固定转轴(8)、纵轴发电机(11)、风力收集支撑管(23)；三根所述风力收集支撑管(23)设置在所述三角型支架板(7)底部；所述固定转轴(8)竖直设置在所述三角型支架板(7)底部中心，特殊流线型扇叶(2)环绕所述固定转轴(8)设置，所述固定转轴(8)底部与所述纵轴发电机(11)连接；

所述储能装置太阳能电力回收电路(13)、发电机电力收集电路(14)和蓄电池(17)；

所述太阳能电力回收电路(13)一端连接所述太阳能板(1)，另一端连接所述蓄电池(17)；所述发电机电力收集电路(14)一端连接所述纵轴发电机(11)另一端连接所述蓄电池(17)；所述蓄电池(17)用于存储电量并为其他设备供电。

2.根据权利要求1所述基于风光可再生能源的城市道路零碳排放储能系统，其特征在于，所述基于风光可再生能源的城市道路零碳排放储能系统还包括喷灌装置；

所述喷灌装置包括蓄水池(22)、散射喷头(5)和水泵(18)；

所述水泵(18)与所述蓄电池(17)连接，所述水泵(18)将所述蓄水池(22)中的水吸出后通过所述散射喷头(5)进行喷灌。

3.根据权利要求1所述基于风光可再生能源的城市道路零碳排放储能系统，其特征在于，所述风能收集装置还包括转子轴承(9)；

所述转子轴承(9)设置在所述固定转轴(8)上下两端，用于确保所述固定转轴(8)转动位置。

4.根据权利要求1所述基于风光可再生能源的城市道路零碳排放储能系统，其特征在于，所述风能收集装置还包括变速箱(10)；所述变速箱(10)输入端与所述固定转轴(8)连接，输出端与所述纵轴发电机(11)连接；所述变速箱(10)用于调节所述固定转轴(8)传动比。

5.根据权利要求1所述基于风光可再生能源的城市道路零碳排放储能系统，其特征在于，所述风能收集装置还包括支撑底座(25)；

所述支撑底座(25)设置在地面上，顶部用于固定所述纵轴发电机(11)；

所述支撑底座(25)位置与所述风力收集支撑管(23)相配合，用于稳定所述风能收集装置。

6.根据权利要求1所述基于风光可再生能源的城市道路零碳排放储能系统，其特征在于，所述风能收集装置还包括顶部臂(26)和底部臂(27)；

所述顶部臂(26)设置在所述固定转轴(8)上端，所述底部臂(27)设置在所述固定转轴(8)下端；所述顶部臂(26)和底部臂(27)均向外延伸并连接所述特殊流线型扇叶(2)。

7.根据权利要求6所述基于风光可再生能源的城市道路零碳排放储能系统，其特征在于，所述顶部臂(26)和底部臂(27)与所述固定转轴(8)通过焊接连接。

8.根据权利要求6所述基于风光可再生能源的城市道路零碳排放储能系统，其特征在于，所述顶部臂(26)和底部臂(27)向外延伸的末端均设有竖直的连接片，通过所述连接片与所述特殊流线型扇叶(2)连接。

9.根据权利要求8所述基于风光可再生能源的城市道路零碳排放储能系统，其特征在于，所述连接片和所述特殊流线型扇叶(2)均开设有多个通孔，所述连接片和所述特殊流线型扇叶(2)通过所述通孔安装螺栓连接。

10.根据权利要求2所述基于风光可再生能源的城市道路零碳排放储能系统，其特征在于，所述基于风光可再生能源的城市道路零碳排放储能系统还包括控制装置；

所述控制装置包括电量传感器(16)，水位传感器(19)，雨水传感器(20)，湿度传感器(21)；

所述电量传感器(16)与所述蓄电池(17)连接，用于监控蓄电池剩余电量；

所述雨水传感器(20)、湿度传感器(21)、水位传感器(19)依次从高到低安装与蓄水池(22)之中；

所述雨水传感器(20)和湿度传感器(21)用于监测灌溉环境；

所述水位传感器(19)用于检测蓄水池(22)剩余水量。