CN109861628B - 太阳能风能一体化的发电设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种太阳能风能一体化的发电设备，包括：安装座，用于该发电装置的安装固定；太阳能发电装置，包括支架和太阳能光伏板，支架设于安装座上，太阳能光伏板可转动设于支架上；翻转驱动机构，设于支架上，用于驱动太阳能光伏板翻转；风力发电装置，支撑于安装座上，其包括轮毂、驱动轴、发电舱、发电机和离合器，轮毂上沿着其周向设有多个叶片，驱动轴穿设并固定于所述轮毂上，驱动轴可转动支撑于发电舱上，驱动轴的第一端穿入所述发电舱内，并且驱动轴的第一端与发电机的转轴传动连接，驱动轴的第二端经离合器与翻转驱动机构传动连接。该发电设备结构紧凑，能够同时利用风能和太阳能进行发电，能够较为持续高效的进行发电，发电效率高。

Description

太阳能风能一体化的发电设备

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，更具体地，涉及一种太阳能风能一体化的发电设备。

背景技术

新能源，又称非常规能源。是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。

现有的较为常见的新能源发电装置，例如风力发电或者太阳能发电等，一般都是单一的新能源利用装置，例如风力发电装置或者太阳能发电装置。此种单一的新能源利用装置，往往过多的依赖外部条件，例如风力发电装置需要依赖外部环境的风力，太阳能发电装置需要依赖外部环境中的太阳光。因此，现有的新能源利用装置往往发电不具有持续性，发电效率较低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供结构紧凑，能够同时利用风能和太阳能进行发电，能够较为持续高效的进行发电，发电效率高的太阳能风能一体化的发电设备。

根据本发明提供一种太阳能风能一体化的发电设备，包括：

安装座，用于该发电装置的安装固定；

太阳能发电装置，包括支架和太阳能光伏板，所述支架设于所述安装座上，所述太阳能光伏板可转动设于所述支架上；

翻转驱动机构，设于所述支架上，用于驱动所述太阳能光伏板翻转；

风力发电装置，支撑于所述安装座上，该风力发电装置包括轮毂、驱动轴、发电舱、发电机和离合器，所述轮毂上沿着其周向设有多个叶片，所述驱动轴穿设并固定于所述轮毂上，所述驱动轴可转动支撑于所述发电舱上，所述驱动轴的第一端穿入所述发电舱内，并且所述驱动轴的第一端与所述发电机的转轴传动连接，所述驱动轴的第二端经所述离合器与所述翻转驱动机构传动连接。

优选地，所述翻转驱动机构包括彼此啮合的主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮和从动齿轮分别可转动支撑于所述支架上。

优选地，所述主动齿轮的转轴经所述离合器与所述驱动轴的第二端传动连接，

所述从动齿轮的转轴的第一端与所述从动齿轮固定连接，第二端穿设并可转动支撑于所述支架上，所述从动齿轮的第二端与所述太阳能光伏板的外框固定连接。

优选地，所述从动齿轮的第二端的端头上连接有光电编码器，所述光电编码器的外壳固定于所述支架上，

所述光电编码器用于采集所述从动齿轮的转轴的转角信息。

优选地，所述支架上设有安装架，所述光电编码器经所述安装架固定于所述支架上。

优选地，所述发电舱内设有变速器，所述驱动轴的第一端经所述变速器与所述发电机的转轴传动连接。

优选地，所述叶片的数目为三个。

优选地，还包括用于支撑所述发电装置的支撑架，所述支撑架的下端固定连接于所述安装座上，所述发电装置的发电舱固定于所述支撑架的上端。

本发明提供的太阳能风能一体化的发电设备，结构紧凑，占地面积小，能够同时利用风能和太阳能进行发电，受单一发电能源的变化影响较小，能够较为持续高效的进行发电，发电效率高。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1-2从不同视角示出了根据本发明实施例的太阳能风能一体化的发电设备的立体结构示意图。

图3示出图1中的A部放大图。

图4示出图2中的B部放大图。

图5示出了根据本发明实施例的太阳能风能一体化的发电设备的主视图。

图6示出了根据本发明实施例的太阳能风能一体化的发电设备的后视图。

图7示出了根据本发明实施例的太阳能风能一体化的发电设备的太阳能光伏板的外框的立体结构示意图。

图8示出了根据本发明实施例的太阳能风能一体化的发电设备的风力发电装置的立体结构示意图(未示出离合器)。

图9示出了根据本发明实施例的太阳能风能一体化的发电设备的风力发电装置的正视图(其中将发电舱做部分剖视，以示出内部结构)。

图10示出了根据本发明实施例的太阳能风能一体化的发电设备的控制***的示意图。

图中：安装座1、支座11、太阳能发电装置2、支架21、太阳能光伏板22、翻转驱动机构3、主动齿轮31、从动齿轮32、风力发电装置4、轮毂41、驱动轴42、发电舱43、发电机44、离合器45、变速器46、叶片47、支撑架5、安装架6、光电编码器7、控制装置8、风向传感器9。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

如图1至图10所示，本发明提供一种太阳能风能一体化的发电设备，该太阳能风能一体化的发电设备包括安装座1、太阳能发电装置2、翻转驱动机构3和风力发电装置4，太阳能发电装置2和风力发电装置4分别支撑于安装座1上，翻转驱动机构3设于太阳能发电装置2上，风力发电装置4经翻转驱动机构3驱动太阳能发电装置2上的太阳能光伏板22做适应性翻转调整。

安装座1，用于该发电装置的安装固定，该太阳能风能一体化的发电设备通过该安装座1实现安装固定。

太阳能发电装置2，包括支架21和太阳能光伏板22，支架21为上端开口的结构，安装座1上设有支座11，支架21的底部经支座11设于所述安装座1上。支座11为阶梯圆柱状结构，可由具有一定质量的物体，例如水泥预制块等制成，以保证太阳能发电装置2安装的稳定性。太阳能光伏板22位于支架21的开口内，并且所述太阳能光伏板22的外框可转动设于所述支架21上。

该实施例中，风力发电装置4的数目为两个，两个风力发电装置4分别对称设于太阳能发电装置2的两侧，并且两个风力发电装置4的迎风方向相反，即风力发电装置4上的叶片47的迎风方向相反，两个风力发电装置4可根据具体风向择一与翻转驱动机构3传动连接，来驱动太阳能光伏板22根据太阳光照射角度变化进行适应性翻转，从而最大化的吸收转化太阳能。

两个风力发电装置4分别支撑于所述安装座1上，各个风力发电装置4分别包括轮毂41、驱动轴42、发电舱43、发电机44和离合器45，所述轮毂41上沿着其周向设有多个叶片47，所述驱动轴42穿设并固定于所述轮毂41上，所述驱动轴42可转动支撑于所述发电舱43上。该实施例中，叶片47的数目为三个，当然也可为四个或者更多个。所述驱动轴42的第一端穿入所述发电舱43内，并且所述驱动轴42的第一端与所述发电机44的转轴传动连接，所述驱动轴42的第二端经所述离合器45与所述翻转驱动机构传动连接。该实施例中，离合器45选为电磁离合器45。

翻转驱动机构3，设于所述支架21上，用于驱动所述太阳能光伏板22翻转。所述翻转驱动机构3包括彼此啮合的主动齿轮31和从动齿轮32，所述主动齿轮31和从动齿轮32分别经各自的转轴可转动支撑于所述支架21上。所述主动齿轮31的转轴经所述离合器45与所述驱动轴42的第二端传动连接，所述从动齿轮32的转轴的第一端与所述从动齿轮32固定连接，第二端穿设并可转动支撑于所述支架21上。所述从动齿轮32的第二端依次穿过支架21、太阳能光伏板22的外框，其中，从动齿轮32的第二端与所述太阳能光伏板22固定连接。所述从动齿轮32的第二端的端头上连接有光电编码器7，所述光电编码器7的外壳固定于所述支架21上，所述光电编码器7用于采集所述从动齿轮32的转轴的转角信息。所述支架21上设有安装架6，所述光电编码器7经所述安装架6固定于所述支架21上。

该实施例中，在从动齿轮32的转轴孔内绕设有摩擦垫圈(图中未示)，摩擦垫圈包裹于从动齿轮32的转轴外周部，在从动齿轮32的转轴转动过程中提供一定的摩擦力，来保证太阳能光伏板22翻转过程中的稳定性，并能够在一定倾斜角度时实现稳定停顿。

太阳能风能一体化的发电设备还包括用于支撑所述发电装置的支撑架5，所述支撑架5的下端固定连接于所述安装座1上，所述发电装置的发电舱43固定于所述支撑架5的上端。所述发电舱43内设有变速器46，所述驱动轴42的第一端经所述变速器46与所述发电机44的转轴传动连接。

进一步地，该太阳能风能一体化的发电设备还包括风向传感器9和控制装置8，风向传感器9与控制装置8电性连接。离合器45和光电编码器7与控制装置8电性连接，光电编码器7将检测到的转角信息传输至控制装置8，通过控制装置8实时监控太阳能光伏板22的翻转角度，从而控制离合器45的吸合或者断开。风向传感器9和控制装置8、离合器45和光电编码器7形成该太阳能风能一体化的发电设备的控制***。具体地，该风向传感器9具体可安装于发电舱43上或者支撑架5上，用于实时检测风力的方向，并将检测的风力的方向信息实时传输至控制装置8，控制装置8经过分析，判定对应的一个离合器45间隔预设时长吸合一次(此处为判定能最大化得到风力驱动的风力发电装置4对应的离合器45吸合)，使得该离合器45对应的风力发电装置4的驱动轴42与翻转驱动机构3传动连接，从而驱动太阳能光伏板22根据太阳光照射角度变化进行适应性翻转，使得太阳光线尽量直射太阳能光伏板22，从而最大化的吸收转化太阳能。离合器45每次吸合的时长由控制装置8控制，离合器45每次吸合，当光电编码器7检测到太阳能光伏板22翻转过预设角度时，控制离合器45分离。离合器45分离时，对应的风力发电装置4处于快速发电装置。如此，一天当中，根据太阳光照射角度的变化，控制对应的风力发电装置4，即能得到最大风力驱动的风力发电装置4带动太阳能光伏板22间隔预设时长转动一定角度，从而实现太阳能光伏板22随着太阳光照射角度的变化做适应性翻转，使得太阳光尽量与太阳能光伏板22保持直射状态，实现太阳能吸收转化的最大化。

另外，两个风力发电装置4对称设置，且迎风方向相反的设置方式，可保证在任何风向下都会有一风力发电装置4能够在风力驱动下转动。

该实施例中，翻转驱动机构3中的主动齿轮31的直径小于从动齿轮32的直径，主动齿轮31和从动齿轮32的直径之比可为2-6，例如2、3或4。如此，实现太阳能发电装置2的平稳翻转。

本申请中的太阳能风能一体化的发电设备，结构紧凑，占地面积小，能够同时利用风能和太阳能进行发电，受单一发电能源的变化影响较小，能够较为持续高效的进行发电，发电效率高。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种太阳能风能一体化的发电设备，其特征在于，包括：安装座，用于该发电设备的安装固定；

太阳能发电装置，包括支架和太阳能光伏板，所述支架设于所述安装座上，所述太阳能光伏板可转动设于所述支架上；

翻转驱动机构，设于所述支架上，用于驱动所述太阳能光伏板翻转；风力发电装置，支撑于所述安装座上，该风力发电装置包括轮毂、

驱动轴、发电舱、发电机和离合器，所述轮毂上沿着其周向设有多个叶片，所述驱动轴穿设并固定于所述轮毂上，所述驱动轴可转动支撑于所述发电舱上，所述驱动轴的第一端穿入所述发电舱内，并且所述驱动轴的第一端与所述发电机的转轴传动连接，所述驱动轴的第二端经所述离合器与所述翻转驱动机构传动连接；

所述风力发电装置的数目为两个，两个风力发电装置分别对称设于所述太阳能发电装置的两侧，并且两个风力发电装置的迎风方向相反，两个风力发电装置择一与所述翻转驱动机构传动连接，来驱动所述太阳能光伏板根据太阳光照射角度变化进行适应性翻转；

所述翻转驱动机构包括彼此啮合的主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮和从动齿轮分别可转动支撑于所述支架上；

所述主动齿轮的转轴经所述离合器与所述驱动轴的第二端传动连接，

所述从动齿轮的转轴的第一端与所述从动齿轮固定连接，第二端穿设并可转动支撑于所述支架上，所述从动齿轮的第二端与所述太阳能光伏板的外框固定连接；

其中，所述从动齿轮的转轴孔内设绕设有摩擦垫圈，摩擦垫圈包裹于从动齿轮的转轴外部，所述摩擦垫圈用于在所述从动齿轮的转轴转动的过程中为该转轴提供预设范围的摩擦力，来保证太阳能光伏板翻转过程中的稳定性，并能够在一定倾斜角度时实现稳定停顿；

所述从动齿轮的第二端的端头上连接有光电编码器，所述光电编码器的外壳固定于所述支架上，所述光电编码器用于采集所述从动齿轮的转轴的转角信息；

该发电设备还包括风向传感器和控制装置，风向传感器与控制装置电性连接，离合器和光电编码器均与控制装置电性连接，光电编码器将检测到的转角信息传输至控制装置，通过控制装置实时监控太阳能光伏板的翻转角度，从而控制离合器的吸合或者断开，风向传感器用于实时检测风力的方向，并将检测到的风力的方向信息实时传输至控制装置，控制装置经过分析，判定对应的一个离合器间隔预设时长吸合一次，使得该离合器对应的风力发电装置的驱动轴与翻转驱动机构传动连接，从而驱动太阳能光伏板根据太阳光照射角度变化进行适应性翻转，使得太阳光线直射天阳能光伏板，从而最大化的吸收转化太阳能。

2.根据权利要求 1 所述的太阳能风能一体化的发电设备，其特征在于，所述支架上设有安装架，所述光电编码器经所述安装架固定于所述支架上。

3.根据权利要求 1 所述的太阳能风能一体化的发电设备，其特征在于，所述发电舱内设有变速器，所述驱动轴的第一端经所述变速器与所述发电机的转轴传动连接。

4.根据权利要求 1-3任一项所述的太阳能风能一体化的发电设备，其特征在于，所述叶片的数目为三个。

5.根据权利要求 1-3任一项所述的太阳能风能一体化的发电设备，其特征在于，还包括用于支撑所述发电装置的支撑架，所述支撑架的下端固定连接于所述安装座上，所述发电装置的发电舱固定于所述支撑架的上端。

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