CN219980681U - 箱式多源型一体化移动发电站装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及箱式多源型一体化移动发电站装置，包括箱体和立柱，箱体的表面设有太阳能电池，立柱上设有风力发电机组，箱体内设有能够存电能的储能装置和燃油发电机，太阳能电池和风力发电机组的电输出接入储能装置，设置于箱体的强光照表面的太阳能电池为晶硅太阳能电池板，设置于箱体的弱光照表面的太阳能电池为薄膜太阳能电池，风力发电机组采用垂直轴风力发电机组，设置于立柱的顶部，其垂直定轴的下部构成其发电机的定子轴，发电机为外转子发电机，其垂直定轴的上部构成其风动机的固定轴，旋转安装有轴套并设有主叶片和辅助叶片。这种装置对天气状况的适应性强，供电的可靠性高，构造简单，维护需求低，适应于野外环境下的使用。

Description

箱式多源型一体化移动发电站装置

技术领域

本实用新型涉及箱式多源型一体化移动发电站装置。

背景技术

将风力发电、太阳能发电及其他发电设施集成在一起，形成多源型的发电装置(或称发电站装置)，有利于充分利用各种可再生能源及其他能源，提高发电能力，且在多种天气变化的情形下依然具有一定的发电能力，保证相应的电力供给。例如，中国专利文献CN214929128U公开了一种基于风光发电的新能源汽车换电系统，其包括房屋本体、风力发电系统、逐日太阳能发电系统、主电池充电柜和蓄电池，房屋本体空间内的底部为底板，所述底板上划分有停车位，风力发电系统设置于房屋本体的屋顶上，逐日太阳能发电系统设置于房屋本体的屋顶上，蓄电池与逐日太阳能发电系统以及风力发电系统连接，通过逐日太阳能发电系统以及风力发电系统向所述蓄电池充电，所述蓄电池与所述主电池充电柜连接，向所述主电池充电柜供电，所述房屋本体的屋顶在宽度方向的纵向截面为等腰三角形，所述屋顶的顶部以及屋顶两侧的斜面均间隔设置有风力发电系统，所述屋顶两侧的斜面间隔设置有逐日太阳能发电系统，房屋本体内设置有备用电池充电柜，所述蓄电池与所述备用电池充电柜连接，向所述备用电池充电柜供电。这种系统适应于新能源汽车换电站等具有较大屋顶面积的场合，不能充分利用房屋各侧的光照能力，在房屋较小的场合易于出现各发电系统相互妨碍的情形，发电能力受限，同时因系统较为复杂，需要具有较好的维护条件，难以满足野外场合使用需求，亦难以满足对位置能够灵活设置的移动发电站装置的要求。

中国专利文献CN114785259A公开了一种基于太阳能的移动储能装置，其包括箱体，底板的表面固定连接有L形板，L形板通过传动部件滑动连接有移动板，移动板表面安装有太阳能板，移动板的表面固定连接有两个固定板，两个固定板之间共同铰接有聚光板，聚光板表面固定设置有聚光片，角度调节部件设置在底板上，并且与聚光板连接，角度调节部件包括自动调节组件，具备了通过设置箱体能够在太阳能板不使用时避免风雨的侵蚀，提高使用寿命，并通过设置角度调节部件包括自动调节组件，在人工调节装置初始角度后通过自动调节组件能够根据太阳光强度自动调节聚光板的倾斜角度，以提高聚光片与太阳光正对的时间，提高发电效率的效果。然而，这种装置的太阳能电池板面积相对于装置的总体空间占用而言依然较小，不能充分利用照射在箱体表面的太阳能，尽管其自动调节组件的设置在一定程度上有助于增大发电量，但由此也带来了构造上的复杂化以及维护成本的增加，另外，仅利用太阳能发电，对天气状态的依赖性强，在日照不足的情形下难以维持电能供给能力。

实用新型内容

本实用新型的目的是提高移动发电站装置对天气状况的适应性，以利于维持电能供给能力。

本实用新型进一步目的是降低发电装置的复杂程度或维护需求，以利于野外环境下的使用，提高供电的可靠性。

本实用新型进一步目的是提高发电装置对太阳能的有效利用程度，在一定体积或空间占用条件下，提高利用太阳能的发电量。

本实用新型的技术方案是：箱式多源型一体化移动发电站装置，包括箱体，其特征在于还设有立柱，所述箱体的表面(包括顶面和侧面)设有太阳能电池，所述立柱上设有风力发电机组，所述箱体内设有能够存电能的储能装置，所述太阳能电池和风力发电机组的电输出(电能输出)接入储能装置。

进一步地，所述箱体内设有燃油发电机。

所述箱体(箱体的主体部分)的顶面为可以平顶，也可以为坡顶。

进一步地，所述箱体设门，可以是一个门，或者是分别设置在不同侧的多个门(例如，前门和后门)，箱体内设有与门对应的过道(供人经过的通道)。

优选地，所述立柱通过连接件(例如，连接架或连杆)与箱体固定连接。

优选地，所述风力发电机组中的风动机的高度不低于箱体的顶部高度。

优选地，设置于箱体的强光照表面(所受光辐射强度较高的表面)的太阳能电池优选为晶硅(例如，多晶硅或单晶硅，或称晶硅)太阳能电池板，设有晶硅太阳能组件(或称晶体硅太阳能组件，或晶硅/晶体硅光伏组件，或晶硅/晶体硅太阳能电池组件)。

优选地，设置于箱体的弱光照表面(所受光辐射强度较低的表面)的太阳能电池为薄膜太阳能电池(例如CIGS太阳能电池、GaAs太阳能电池、GaSb太阳能电池、GaInP太阳能电池及非晶硅太阳能电池)。

优选地，所述风力发电机组采用垂直轴风力发电机组，设置于立柱的顶部。

优选地，所述垂直轴风力发电机组设有垂直定轴，所述垂直定轴的下部构成其发电机的定子轴，所述发电机为外转子发电机，所述垂直定轴的上部构成其风动机的固定轴，旋转安装有轴套，所述轴套的下端与发电机的外转子固定连接，所述轴套上设有旋转对称分布的若干主风叶，所述主风叶呈弧形，其上端固定连接轴套的上端，其下端固定连接轴套的下端或发电机的外转子。

优选地，所述轴套上安装有辅助风叶，所述辅助风叶安装在轴套的中部，由上下两层萨渥纽斯阻力型叶片组成，上下两层萨渥纽斯阻力型叶片固定连接且沿旋转圆周方向呈90°交叉设置，径向上位于主风叶的内侧。

本实用新型的有益效果是：由于同时设置了太阳能发电和风能发电，只要具有一定光照强度或者一定风力强度下就能够实现发电，对天气的适应性相对较强；由于依据箱体顶部和侧面所受光照强度的特点，分别设置了晶硅太阳能电池板和太阳能薄膜电池，发挥出晶硅太阳能电池板和CIGS等薄膜太阳能电池在相应情形下的发电优势，无需设置逐日调节装置就能够更有效地实现对太阳能的利用，不仅有效地提高了太阳能发电能力，而且避免了逐日跟踪所需的跟踪控制装置和运动机构，降低了系统的复杂程度，有助于降低出现故障的可能性，降低故障维修难度，降低维护/维修所需的设备及材料条件和对维修人员的技能要求；由于能够受到一定光照的侧面都设置了相应的太阳能电池，接受太阳能的面积大，有助于提高太阳能发电量；由于风力发电机组设置在独立的立柱上，有助于降低箱体本身及地面其他物体对风力的阻挡或影响，提高风力发电能力，且减轻了风力发电设备与太阳能发电设备之间的相互妨碍；由于采用垂直轴风力发电机组，无需依据风向调节风动机/叶片的方向，无需设置风向跟踪调节机构，进一步简化了装置的总体构造，降低了维护/维修难度和维护/维修条件；由于设置了柴油发电机作为备用发电设备，在出现较长时间的阴天无风的情形下，也能够在一定程度上维持供电能力；由于整个装置主要分为箱体部分和立柱部分，现场安装/拆卸方便，实践中的产品大小适应于装载在常规运输车辆上运送，甚至还可以在箱体上设置撬装底座或设置包含车轮的挂车，具有较好的可移动性，布设灵活。

附图说明

图1是这种发电装置主视方向的示意图；

图2是这种发电装置侧视方向的示意图；

图3是这种发电装置的箱体的立体示意图；

图4是这种发电装置的箱体在另一个方向的立体示意图；

图5是这种发电装置的风力发电机组及其立柱的示意图；

图6是这种发电装置的箱体俯视方向的示意图(顶面示意图)。

具体实施方式

参见图1-图6，该主要由两部分组成，一部分为箱体10及设置于箱体内和箱体上元件、器件和装置等，一部分为立柱20及设置于立柱的元件、器件和装置等，立柱上设置风力发电装置或者说风力发电机组30，太阳能发电装置及燃油储罐或其他发电装置均可以设置于箱体，适应于设置在箱体内的大部分电气元器件(包括电路板)及机械设施也均设置在箱体内，少量需设置于立柱或其他位置上的电气元器件(例如，设置于立柱上的摄像头、报警器及应直接安装在风力发电机组上的接口或控制电路等)则以及实际需要设置于立柱或其他位置。

各发电装置的电输出依据现有技术进行必要的变电等处理后，接入储能装置为储能元件充电储能。现有技术背景下，储能元件可以采用蓄电池，可以将若干单体蓄电池组装为蓄电池模块，并设置相应的电源(充放电)管理电路(或称控制电路)，控制蓄电池的充放电过程，协调各发电装置与储能装置的工作，储能装置作为电源，用于向用电设施供电。必要时，还可以将发电装置(例如，太阳能电池及其输出电路等)通过相应的控制电路直接与用电设施连接，在相应的控制电路控制下直接向用电设施供电，可以将相关的各电路集成于控制柜或集成为控制器，控制柜或控制器上可以设置显示装置、人际交互界面或输入装置，用于显示和人工操作。可以在箱体内设置适宜的支架17、隔间和/或仓体等，用于放置/安装相应的装置。

各发电装置与储能装置的配套设施(例如，各种变电电路/变电器、各种接口电路以及各种传感或监测电路等)及两者之间的连接和线缆布设等均可依据现有技术。

箱体可以采用钢框架结构，将用于形成各侧箱壁、箱顶和箱底的板材及门窗等构件固定安装在钢框架上，形成箱体。

箱体通常为矩形(主体部分的水平截面呈矩形或呈多矩形的组合形状)，设有四个侧壁，可以将各侧壁的外表面称为或者说统称为箱体的侧面，使用时通常可以将一侧朝南，其余三侧分别朝向东、西、北，可以将箱体的南侧(在南半球时，则将箱体的北侧)称为朝阳侧。

箱体的顶部(或称箱顶)可以为平顶，或为坡顶，或为弧形顶，或为平坡顶(中部为平顶，两侧为坡顶)，坡顶通常可以为双坡顶，必要时，也可以为单坡顶或四坡顶等。如箱体主体为平顶或弧顶时，依据实际需要，可以在箱体的顶部设置箱顶支架18，箱顶支架可以为双坡面(或称双斜面)支架、单坡面(或称单斜面)支架或平坡(有平面和坡面的)支架，将箱顶支架固定安装在箱体的顶部，将相应的太阳能电池(板)安装在箱顶支架的坡面上，形成类似于坡顶(或平坡顶，参见图1、3、4)的形状。依据实际需要，可以将坡顶朝南北方向或东西方向。

箱体上应设门12，以供人进出，箱体内设置与门相连的过道，箱体内的设备设置于过道的两侧或一侧，以便于操作。

箱体上可以设窗13，以实现所需的通风/透光。

箱体的侧壁的下部和/或上部可以设置通风孔/透气口14，可以为箱体内通风系统在箱体侧壁上的进出风口，也可以为独立的通风孔/透气口，以实现通风/透气。依据实际需要，通风孔/透气口可以采用固定的或者可关闭的，以适应于环境和使用要求。

箱体的底部可以设有底座，可以箱底设置成底座的形式，或者将箱体安装在独立设置的底座上，将箱体通过底座安装/设置在地面/基础上。

依据实际需要，箱体的底座可以采用撬装底座19，或者采用包含车轮的挂车，或者说，将箱体固定安装在适宜的挂车上，以便牵引行驶。

这种发电装置除了能够利用风能和光能(太阳能)发电外，依据实际需要，还可以设置燃油发电机(例如，柴油发电机)，柴油发电机可以设置在箱体内，并配设所需的储油罐等，在风能发电和太阳能发电不能满足需要的情形下(例如，较长时间的持续阴天和无风)，依靠燃油发电机发电。

太阳能电池包括晶硅太阳能电池(或称晶硅太阳能电池，例如，单晶硅太阳能电池及多晶硅太阳能电池)41和薄膜太阳能电池44。可以依据各种太阳能电池的发电特性，将晶硅太阳能电池设置在箱体的强光照表面(所受光辐射强度较高的表面)，例如，箱体的南侧面(使用状态下)、箱体的平顶面(包括通过箱顶支架形成的平顶面)以及坡顶面(包括通过箱顶支架形成的坡顶面)中的朝阳(朝南)坡面；将薄膜太阳能电池设置于箱体的弱光照表面(所受光辐射强度较低的表面)，例如，箱体的东侧面、西侧面以及箱体的坡顶面中非朝阳坡面；对于光照强度不足以使用任何太阳能电池发电(不具有使用任何太阳能电池发电的实用价值)的箱体表面可视为无光照表面(例如，部分情形下的箱体北侧面)，则无需设置太阳能电池。图1-图4和图6给出了在箱体中的设门侧朝东时不同太阳能电池板的一种布设方式，可以依据使用区域的光照特点及箱体朝向等选择两种电阳能电池板的适宜布设方式，实现发电能力或效益的优化。

对光照强度的判断，或者说选择晶硅太阳能电池或薄膜太阳能电池的标准，可以以相应部位的太阳能电池板日均发电量最大化为主要指标，必要时可以结合成本、使用寿命、可靠性、日发电量的均衡性以及总发电和供电量及质量等其他因素综合考量。

通常采用板状的太阳能电池，这种形式的太阳能电池可称为太阳能电池板，太阳能电池板可固定安装在箱体的相应表面或箱顶支架上。可以在箱体的表面及箱顶支架上(如果设有的话)设置用于安装太阳能电池板的连接件/安装架或其他形式的连接结构。

在现有技术背景下，晶硅太阳能电池由一个或多个晶硅太阳能组件(或称晶硅光伏组件，或晶硅太阳能电池组件等)组成。薄膜太阳能电池可为各种适宜的薄膜太阳能电池，例如CIGS薄膜太阳能电池，将用作太阳能电池的薄膜设置于板状基础(板材)，形成太阳能电池板，或者直接设置于装配式箱体的相应板材上。

可以通过连接件(例如，连接架或连杆)22将立柱与箱体固定在一起。

风力发电机组中的风动机/风动机叶片的高度优选高于或者不低于箱体的顶部高度，以避免风被箱体遮挡或干扰，同时也避免水平尺寸较大的风动机叶片与箱体或箱体上其他物体之间的相互妨碍，使整体结构紧凑。

优选采用垂直(指与水平面垂直，或称竖向)轴风力发电机组，可以将垂直轴风力发电机组的垂直定轴33的下端同轴安装在立柱的顶端(例如法兰连接)，以实现在立柱上的连接。垂直(指与水平面垂直，或称竖向)轴风力发电机组的风动机不受风向影响，无需进行风向跟踪和风动机的方向调整。

垂直轴风力发电机组可以主要包括垂直(指与水平面垂直，或称竖向)定轴33、主风叶35、辅助风叶36和发电机31，其中，垂直定轴采用中空结构，以方便布线。

发电机为外转子发电机，垂直定轴的下部作为所述发电机的定子轴，上部作为风动机的固定轴，旋转安装有轴套37，例如，所述轴套套在垂直定轴上，通过与垂直定轴之间设置的上下轴承与垂直定轴旋转连接。

主风叶的数量为多个(例如，三个)，旋转对称分布，呈弧形，其上、下两端分别固定连接在轴套的上部和发电机的外转子(包括发电机上与外转子固定连接为构件的其他件)，也可以固定连接在轴套的下端，所述轴套的下端与发电机的外转子上端固定连接，进而带动外转子旋转。

辅助风叶安装在轴套的中部(主风叶的上下两端之间)，由上下两层萨渥纽斯阻力型叶片组成，上下两层萨渥纽斯阻力型叶片固定连接且沿旋转圆周方向呈90°交叉设置，径向上位于主风叶的内侧，这种辅助风叶的设置有助于风力放电机机组的启动和稳定运行。

可以依据实际需要在箱体上和/或立柱上设置其他装置。

例如，可以依据现有技术配置设有无线通信模块的远程监控系统，可以根据实际需要将远程监控系统及其无线通信模块设置在箱体，将无线通信模块的天线(如果需要的话)安装在立柱上或者安装在箱体的顶部。

可以将声报警器(喇叭或蜂鸣器)和光报警器(报警灯)安装在箱体的上部或顶面上。

可以在立柱上和/或箱体上设置驱鸟器，例如，驱鸟用的小风车，还可以在小风车的旋转件上设置反光片。

可以在箱体上或立柱上设置摄像头，并配置相应的附设，设置远程通信装置以便进行远程摄像控制和视频数据传输，或将摄像头获取的视频数据接入远程监控系统(如果设有的话)，利用远程控制系统的远程通信功能及本地数据处理功能进行远程摄像控制和视频数据传输，以便根据需要获取相应环境状况的视频。

本实用新型公开的各优选和可选的技术手段，除特别说明外及一个优选或可选技术手段为另一技术手段的进一步限定外，均可以任意组合，形成若干不同的技术方案。

Claims (10)

1.箱式多源型一体化移动发电站装置，包括箱体，其特征在于还设有立柱，所述箱体的表面设有太阳能电池，所述立柱上设有风力发电机组，所述箱体内设有能够存电能的储能装置，所述太阳能电池和风力发电机组的电输出接入储能装置，所述箱体内设有燃油发电机。

2.如权利要求1所述的箱式多源型一体化移动发电站装置，其特征在于所述箱体的顶面为平顶或坡顶。

3.如权利要求1所述的箱式多源型一体化移动发电站装置，其特征在于所述箱体设门，箱体内设有与门对应的过道。

4.如权利要求1所述的箱式多源型一体化移动发电站装置，其特征在于所述立柱通过连接件与箱体固定连接。

5.如权利要求1-4中任一项所述的箱式多源型一体化移动发电站装置，其特征在于设置于箱体的弱光照表面的太阳能电池为薄膜太阳能电池。

6.如权利要求1-4中任一项所述的箱式多源型一体化移动发电站装置，其特征在于设置于箱体的强光照表面的太阳能电池为晶硅太阳能电池板，设置于箱体的弱光照表面的太阳能电池为薄膜太阳能电池。

7.如权利要求1-4中任一项所述的箱式多源型一体化移动发电站装置，其特征在于所述风力发电机组中的风动机的高度不低于箱体的顶部高度。

8.如权利要求1-4中任一项所述的箱式多源型一体化移动发电站装置，其特征在于所述风力发电机组采用垂直轴风力发电机组，设置于立柱的顶部。

9.如权利要求8所述的箱式多源型一体化移动发电站装置，其特征在于所述垂直轴风力发电机组设有垂直定轴，所述垂直定轴的下部构成其发电机的定子轴，所述发电机为外转子发电机，所述垂直定轴的上部构成其风动机的固定轴，旋转安装有轴套，所述轴套的下端与发电机的外转子固定连接，所述轴套上设有旋转对称分布的若干主风叶，所述主风叶呈弧形，其上端固定连接轴套的上端，其下端固定连接轴套的下端或发电机的外转子。

10.如权利要求9所述的箱式多源型一体化移动发电站装置，其特征在于所述轴套上安装有辅助风叶，所述辅助风叶安装在轴套的中部，由上下两层萨渥纽斯阻力型叶片组成，上下两层萨渥纽斯阻力型叶片固定连接且沿旋转圆周方向呈90°交叉设置，径向上位于主风叶的内侧。