CN111963378B - 一种基于太阳能压缩气体推动的风能发电设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于太阳能压缩气体推动的风能发电设备，包括塔架、高压空气压缩机、汽轮发电机和光伏板，所述塔架的外侧轴承连接有风叶，所述第二锥齿轮的下端连接有连接轴，所述高压空气压缩机的外侧管道连接有储气罐，所述塔架的外侧套接有滑套，所述滑块与滑套之间连接有连接杆，所述活动架的外侧轴连接有清洁辊，所述活塞筒的内侧设置有活塞片，且活塞片的下表面设置有支撑杆，所述活塞筒的上方设置有滤网。该基于太阳能压缩气体推动的风能发电设备可以使用太阳能和风能对空气进行压缩集中，通过压缩空气来推动汽轮发电机进行发电，使得设备的发电功率稳定，同时可以根据电网用户的负荷主动调节发电功率的大小。

Description

一种基于太阳能压缩气体推动的风能发电设备
技术领域
本发明涉及发电设备技术领域，具体为一种基于太阳能压缩气体推动的风能发电设备。
背景技术
随着社会和科技的不断发展进步，人们对电能的需求量也越来越大，传统的发电方式包括火力发电和水力发电等，其中火力发电过程中需要燃烧大量的煤炭，导致发电的过程中会产生大量的废气，严重污染环境，而水力发电的使用场地存在着一定的局限性，因此新能源发电的开发和利用越来越受到重视，其中太阳能和风能是最为主要的新能源，但是目前现有的新能源发电设备仍然存在着一定的不足，比如：
1、现有的新能源发电装置大多单独采用风力发电或者太阳能发电，通过风能带动风轮和发电叶轮进行旋转发电，但是这些自然能的存在较为不稳定，从而使得风能发电设备的输出功率较为不稳定，同时现有的风能发电装置产生多少电能就向电网输送多少电，不能根据电网用户负载变化而做出主动调节，存在着一定的使用缺陷；
2、现有的新能源发电设备在使用太阳能光伏板时，不便对光伏板的倾斜角度进行实时调节，从而使得光伏板受到的阳光照射率有效，同时光伏板在使用时长期暴露在外部环境中，导致其表面容易附着堆积灰尘，从而影响光伏板的阳光吸收率，很大程度上影响了光伏板的能量转化效率。
所以我们提出了一种基于太阳能压缩气体推动的风能发电设备，以便于解决上述中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于太阳能压缩气体推动的风能发电设备，以解决上述背景技术提出的目前市场上新能源发电设备电能输出功率较为不稳定、不能根据电网用户负载变化而做出主动调节和不便提高太阳能的转化率的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于太阳能压缩气体推动的风能发电设备，包括塔架、高压空气压缩机、汽轮发电机和光伏板，所述塔架的外侧轴承连接有风叶，且风叶的外侧轴连接有第一锥齿轮，并且第一锥齿轮的外侧啮合连接有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮的下端连接有连接轴，且连接轴的下端连接有齿轮箱，并且齿轮箱的外侧传动连接有高压空气压缩机，所述高压空气压缩机的外侧管道连接有储气罐，且储气罐的外侧管道连接有汽轮发电机，并且储气罐与汽轮发电机之间设置有阀门，所述塔架的外侧螺栓固定有伺服电机，且伺服电机的上方通过传动齿轮组连接有螺纹杆，所述塔架的外侧套接有滑套，且塔架的外侧螺栓固定有第一固定套，并且第一固定套的外侧铰接有光伏板，所述光伏板的下表面螺栓固定有底板，且底板的内部开设有第一滑槽，并且第一滑槽的内侧设置有滑块，所述滑块与滑套之间连接有连接杆，所述塔架的外侧螺栓固定有第二固定套，且第二固定套的外侧铰接有活动架，并且活动架与第二固定套之间连接有第一扭力弹簧，所述活动架的外侧轴连接有清洁辊，且活动架的内部开设有第二滑槽，所述塔架的外侧设置有活塞筒，且活塞筒的外侧设置有集水筒，并且活塞筒的下方连接有喷头，所述活塞筒的内侧设置有活塞片，且活塞片的下表面设置有支撑杆，所述活塞筒的上方设置有滤网，且活塞筒与集水筒之间开设有进水孔，并且进水孔的内侧轴连接有活动板。
优选的，所述滑套与塔架构成滑动结构，且滑套与螺纹杆螺纹连接，并且螺纹杆平行于塔架。
优选的，所述第一固定套位于滑套的上方，且第一固定套的外侧等角度铰接有4个光伏板。
优选的，所述滑块与第一滑槽构成卡合滑动结构，且滑块与连接杆构成旋转结构，并且连接杆等角度设置有4个。
优选的，所述活动架与清洁辊共同构成矩形框架结构，且活动架关于第二固定套等角度设置有4个，并且活动架通过第一扭力弹簧与第二固定套构成弹性旋转结构。
优选的，所述清洁辊与光伏板的上表面相贴合，且清洁辊与活动架构成旋转结构。
优选的，所述活塞片呈圆环形结构，且活塞片与活塞筒间隙配合，并且活塞筒下端设置的喷头呈倾斜状结构。
优选的，所述支撑杆对称分布于活塞片的下表面，且支撑杆贯穿于活塞筒的底面，并且支撑杆的下端设置有连接球，同时连接球与第二滑槽构成卡合滑动结构。
优选的，所述集水筒呈圆筒形结构，且集水筒与活塞筒两者之间开设的进水孔与活动板之间连接有第二扭力弹簧。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该基于太阳能压缩气体推动的风能发电设备；
1、设置有风叶、储气罐、阀门和光伏板，通过风叶与光伏板，可以有效的将风能和太阳能转换为高压空气压缩机的动能，使得高压空气压缩机可以对空气进行快速压缩，并将压缩后的空气储入储气罐中，然后通过控制阀门，可以将储气罐中的高压空气吹向汽轮发电机，从而推动汽轮发电机进行稳定发电，使得设备产生的和输出的电能功率更加稳定，当外界自然能较少时，可以将多台设备产生的压缩空气通向一个汽轮发电机，使得装置的发电功率依旧稳定，而现有的汽轮发电机可以根据电网用户的负荷主动调节发电功率的大小，通过该结构使得设备可以使用太阳能和风能对空气进行压缩集中，通过压缩空气来推动汽轮发电机进行发电，使得设备的发电功率稳定，同时可以根据电网用户的负荷主动调节发电功率的大小；
2、设置有滑套、清洁辊和活塞片，通过控制伺服电机带动螺纹杆往复旋转，可以使得滑套沿塔架进行上下往复滑动，从而通过连接杆推动光伏板进行角度调节，使得光伏板受到的阳光照射更加充分，同时光伏板旋转过程中会带动清洁辊自动对其表面进行清理，清洁辊进行清理时，会使得活动架带动活塞片进行上下往复移动，从而将集水筒内侧收集的雨水抽入活塞筒中，并通过喷头喷洒向光伏板，使得对光伏板进行深度清理，通过该结构使得设备可以便捷的对光伏板的角度进行调节，使得光伏板受到的阳光照射率更高，同时可以对光伏板表面进行自动清理，从而有效提高了光伏板的发电效率。
附图说明
图1为本发明主视结构示意图；
图2为本发明风叶主视结构示意图；
图3为本发明光伏板安装结构示意图；
图4为本发明底板主剖视结构示意图；
图5为本发明光伏板俯视结构示意图；
图6为本发明活动架俯视结构示意图；
图7为本发明活塞筒主剖视结构示意图；
图8为本发明活塞筒俯剖视结构示意图；
图9为本发明图3中A处放大结构示意图；
图10为本发明图7中B处放大结构示意图；
图11为本发明组合式装配示意图。
图中：1、塔架；2、风叶；3、第一锥齿轮；4、第二锥齿轮；5、连接轴；6、齿轮箱；7、高压空气压缩机；8、储气罐；9、阀门；10、汽轮发电机；11、伺服电机；12、传动齿轮组；13、螺纹杆；14、滑套；15、第一固定套；16、光伏板；17、底板；18、第一滑槽；19、滑块；20、连接杆；21、第二固定套；22、活动架；23、第一扭力弹簧；24、清洁辊；25、第二滑槽；26、活塞筒；27、集水筒；28、活塞片；29、支撑杆；2901、连接球；30、喷头；31、滤网；32、进水孔；33、活动板；3301、第二扭力弹簧。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-11，本发明提供一种技术方案：一种基于太阳能压缩气体推动的风能发电设备，包括塔架1、风叶2、第一锥齿轮3、第二锥齿轮4、连接轴5、齿轮箱6、高压空气压缩机7、储气罐8、阀门9、汽轮发电机10、伺服电机11、传动齿轮组12、螺纹杆13、滑套14、第一固定套15、光伏板16、底板17、第一滑槽18、滑块19、连接杆20、第二固定套21、活动架22、第一扭力弹簧23、清洁辊24、第二滑槽25、活塞筒26、集水筒27、活塞片28、支撑杆29、喷头30、滤网31、进水孔32和活动板33，塔架1的外侧轴承连接有风叶2，且风叶2的外侧轴连接有第一锥齿轮3，并且第一锥齿轮3的外侧啮合连接有第二锥齿轮4，第二锥齿轮4的下端连接有连接轴5，且连接轴5的下端连接有齿轮箱6，并且齿轮箱6的外侧传动连接有高压空气压缩机7，高压空气压缩机7的外侧管道连接有储气罐8，且储气罐8的外侧管道连接有汽轮发电机10，并且储气罐8与汽轮发电机10之间设置有阀门9，塔架1的外侧螺栓固定有伺服电机11，且伺服电机11的上方通过传动齿轮组12连接有螺纹杆13，塔架1的外侧套接有滑套14，且塔架1的外侧螺栓固定有第一固定套15，并且第一固定套15的外侧铰接有光伏板16，光伏板16的下表面螺栓固定有底板17，且底板17的内部开设有第一滑槽18，并且第一滑槽18的内侧设置有滑块19，滑块19与滑套14之间连接有连接杆20，塔架1的外侧螺栓固定有第二固定套21，且第二固定套21的外侧铰接有活动架22，并且活动架22与第二固定套21之间连接有第一扭力弹簧23，活动架22的外侧轴连接有清洁辊24，且活动架22的内部开设有第二滑槽25，塔架1的外侧设置有活塞筒26，且活塞筒26的外侧设置有集水筒27，并且活塞筒26的下方连接有喷头30，活塞筒26的内侧设置有活塞片28，且活塞片28的下表面设置有支撑杆29，活塞筒26的上方设置有滤网31，且活塞筒26与集水筒27之间开设有进水孔32，并且进水孔32的内侧轴连接有活动板33；
滑套14与塔架1构成滑动结构，且滑套14与螺纹杆13螺纹连接，并且螺纹杆13平行于塔架1，通过控制伺服电机11带动螺纹杆13进行旋转，可以使得滑套14沿塔架1进行稳定滑动，从而可以便捷的调节滑套14的位置；
第一固定套15位于滑套14的上方，且第一固定套15的外侧等角度铰接有4个光伏板16，通过该结构可以将多块光伏板16固定安装于塔架1的外侧，从而使得光伏板16受到的阳光照射更加充分；
滑块19与第一滑槽18构成卡合滑动结构，且滑块19与连接杆20构成旋转结构，并且连接杆20等角度设置有4个，通过滑动滑套14，可以使得滑套14通过连接杆20推动滑块19沿第一滑槽18进行滑动，从而推动光伏板16进行旋转调节，使得光伏板16的阳光照射面更大，从而有效提高了光伏板16的发电效率；
活动架22与清洁辊24共同构成矩形框架结构，且活动架22关于第二固定套21等角度设置有4个，并且活动架22通过第一扭力弹簧23与第二固定套21构成弹性旋转结构，通过第一扭力弹簧23的弹力作用，可以使得活动架22进行自动旋转，从而使得清洁辊24始终贴合于光伏板16的表面；
清洁辊24与光伏板16的上表面相贴合，且清洁辊24与活动架22构成旋转结构，通过旋转调节光伏板16，使得清洁辊24可以沿光伏板16的表面进行滚动，从而对光伏板16表面附着的灰尘等杂质进行清理、打扫，使得光伏板16的阳光吸收率更高；
活塞片28呈圆环形结构，且活塞片28与活塞筒26间隙配合，并且活塞筒26下端设置的喷头30呈倾斜状结构，通过沿活塞筒26的内侧下移活塞片28，可以使得活塞片28将活塞筒26内侧的水逐渐挤入喷头30，从而通过喷头30喷洒向光伏板16，便于对光伏板16进行深度清理；
支撑杆29对称分布于活塞片28的下表面，且支撑杆29贯穿于活塞筒26的底面，并且支撑杆29的下端设置有连接球2901，同时连接球2901与第二滑槽25构成卡合滑动结构，通过该结构，使得活动架22旋转时可以通过支撑杆29带动活塞片28进行上下往复移动，从而实现活塞筒26的自动注水和排水工作；
集水筒27呈圆筒形结构，且集水筒27与活塞筒26两者之间开设的进水孔32与活动板33之间连接有第二扭力弹簧3301，通过该结构使得进水孔32中的水呈单向流通的形式，使得活塞筒26可以顺利进行注水和排水工作，同时集水筒27可以对雨水进行有效收集，后期用于对光伏板16进行冲洗。
工作原理：在使用该基于太阳能压缩气体推动的风能发电设备时，首先，如图11所示，将多组设备进行组合装配，如图1-2所示，当风叶2受到风力作用时，会进行旋转，从而带动第一锥齿轮3与第二锥齿轮4进行啮合作用，第二锥齿轮4旋转过程中会通过连接轴5驱动齿轮箱6，使得齿轮箱6通过其输出轴带动高压空气压缩机7进行工作，使得高压空气压缩机7将空气进行压缩并储入储气罐8中，同时光伏板16可以将太阳能进行转化成电能，然后驱动另一台高压空气压缩机7，使得此时产生的高压空气依旧储入储气罐8中，然后通过控制阀门9，可以将储气罐8中的高压空气通向汽轮发电机10，从而使得汽轮发电机10进行稳定发电，使得设备的输出功率较为稳定，解决了传统风力发电输出功率不稳定的问题，通过将多组设备进行组合装配，可以有效提高自然能的利用率，当自然能较小时，可以将多组设备产生的高压空气通向单个汽轮发电机10，使得汽轮发电机10可以继续稳定发电，同时汽轮发电机10可以根据电网用户的负荷主动调节发电功率的大小，提高了设备的实用性；
如图3-6所示，控制伺服电机11带动传动齿轮组12进行运作，使得螺纹杆13进行旋转，从而带动滑套14沿塔架1的外侧进行滑动，滑套14滑动过程中会通过连接杆20拉动滑块19沿第一滑槽18进行滑动，从而推动光伏板16进行旋转，实现对光伏板16的角度调节，使得光伏板16受到的阳光照射更加充分，光伏板16旋转的同时，会推动活动架22进行弹性旋转，活动架22旋转过程中会使得清洁辊24沿光伏板16的表面滚动，从而对光伏板16表面附着的灰尘等杂质进行清理，从而有效提高光伏板16的发电率；
如图3和图7-10所示，活动架22旋转时，会带动支撑杆29进行上下往复移动，使得支撑杆29可以带动活塞片28沿活塞筒26的内侧进行移动，当活塞片28上移时，活塞筒26内侧产生负压，使得活动板33进行旋转打开，此时集水筒27内侧收集的雨水可以进入活塞筒26的内侧，当活塞片28下移时，可以将活塞筒26内侧的雨水挤入喷头30，并通过喷头30自动向光伏板16喷水，从而实现对光伏板16的深层清洗，从而完成一系列工作。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于太阳能压缩气体推动的风能发电设备，包括塔架(1)、高压空气压缩机(7)、汽轮发电机(10)和光伏板(16)，其特征在于：所述塔架(1)的外侧轴承连接有风叶(2)，且风叶(2)的外侧轴连接有第一锥齿轮(3)，并且第一锥齿轮(3)的外侧啮合连接有第二锥齿轮(4)，所述第二锥齿轮(4)的下端连接有连接轴(5)，且连接轴(5)的下端连接有齿轮箱(6)，并且齿轮箱(6)的外侧传动连接有高压空气压缩机(7)，所述高压空气压缩机(7)的外侧管道连接有储气罐(8)，且储气罐(8)的外侧管道连接有汽轮发电机(10)，并且储气罐(8)与汽轮发电机(10)之间设置有阀门(9)，所述塔架(1)的外侧螺栓固定有伺服电机(11)，且伺服电机(11)的上方通过传动齿轮组(12)连接有螺纹杆(13)，所述塔架(1)的外侧套接有滑套(14)，且塔架(1)的外侧螺栓固定有第一固定套(15)，并且第一固定套(15)的外侧铰接有光伏板(16)，所述光伏板(16)的下表面螺栓固定有底板(17)，且底板(17)的内部开设有第一滑槽(18)，并且第一滑槽(18)的内侧设置有滑块(19)，所述滑块(19)与滑套(14)之间连接有连接杆(20)，所述塔架(1)的外侧螺栓固定有第二固定套(21)，且第二固定套(21)的外侧铰接有活动架(22)，并且活动架(22)与第二固定套(21)之间连接有第一扭力弹簧(23)，所述活动架(22)的外侧轴连接有清洁辊(24)，且活动架(22)的内部开设有第二滑槽(25)，所述塔架(1)的外侧设置有活塞筒(26)，且活塞筒(26)的外侧设置有集水筒(27)，并且活塞筒(26)的下方连接有喷头(30)，所述活塞筒(26)的内侧设置有活塞片(28)，且活塞片(28)的下表面设置有支撑杆(29)，所述活塞筒(26)的上方设置有滤网(31)，且活塞筒(26)与集水筒(27)之间开设有进水孔(32)，并且进水孔(32)的内侧轴连接有活动板(33)；
所述滑套(14)与塔架(1)构成滑动结构，且滑套(14)与螺纹杆(13)螺纹连接，并且螺纹杆(13)平行于塔架(1)；
所述第一固定套(15)位于滑套(14)的上方，且第一固定套(15)的外侧等角度铰接有4个光伏板(16)；
所述滑块(19)与第一滑槽(18)构成卡合滑动结构，且滑块(19)与连接杆(20)构成旋转结构，并且连接杆(20)等角度设置有4个；
所述活动架(22)与清洁辊(24)共同构成矩形框架结构，且活动架(22)关于第二固定套(21)等角度设置有4个，并且活动架(22)通过第一扭力弹簧(23)与第二固定套(21)构成弹性旋转结构；
所述清洁辊(24)与光伏板(16)的上表面相贴合，且清洁辊(24)与活动架(22)构成旋转结构；
所述活塞片(28)呈圆环形结构，且活塞片(28)与活塞筒(26)间隙配合，并且活塞筒(26)下端设置的喷头(30)呈倾斜状结构；
所述支撑杆(29)对称分布于活塞片(28)的下表面，且支撑杆(29)贯穿于活塞筒(26)的底面，并且支撑杆(29)的下端设置有连接球(2901)，同时连接球(2901)与第二滑槽(25)构成卡合滑动结构。
2.根据权利要求1所述的一种基于太阳能压缩气体推动的风能发电设备，其特征在于：所述集水筒(27)呈圆筒形结构，且集水筒(27)与活塞筒(26)两者之间开设的进水孔(32)与活动板(33)之间连接有第二扭力弹簧(3301)。
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