一种风光储一体发电装置的制作方法

1.本实用新型涉及清洁能源领域，具体的说，涉及了一种风光储一体发电装置。


背景技术：

2.随着技术的发展和进步，人们的日常生活除了空气、水和食物这些维持生存的必需品以外，用于维持生产生活运转的电的依赖越来越严重。
3.而目前的发电方式主要是热电，即极度依赖煤碳能源，而且在发电过程中要排放二氧化碳，会影响环境，导致温室效应加剧。
4.因此，低碳环保的理念深入人心，开发清洁能源是全人类的共同追求。国家乃至全球都在推动“碳中和、碳达峰”的使命。
5.为了代替传统的发电方式，在太阳能和风能利用方面我国不断加大推广应用和扶持。但是，目前的太阳能和风能发电普遍存在利用率低的问题。
6.现有的太阳能发电站和风力发电站大多集中在西北地区，这些地方地广人稀，日照和风能资源充足，是应用风力发电和太阳能发电的最佳区域，在这些地方也设立了较多的太阳能发电站和风力发电站。
7.太阳能发电的核心功能器件是光伏板，目前的主要应用手段是把光伏板在同一个角度固定下来，用来接收中午最强的太阳光发电。如果根据太阳在不同的季节和每天不同时间角度的变化，让光伏发电板追着太阳的角度工作，就能发挥更大的转换效能。但是，这样又容易导致成本增加，那么如何将太阳光照不强的时间段利用起来，进行发电，同时还能节省成本，是本领域技术人员要解决的技术问题。
8.为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。


技术实现要素：

9.本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种将风能和电能有机结合在一起，尤其是利用了光能不太充分的剩余时间，大幅提升设备的发电利用率、可变化的一种风光储一体发电装置。
10.为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种风光储一体发电装置，包括支架、若干组光伏板、若干个光伏板支撑架、转轴、轴承、发电机、导电滑环；
11.所述若干组光伏板分别安装在若干个光伏板支撑架上以形成若干个扇叶结构；
12.所述的光伏板支撑架的中心位置设置有安装孔，所述光伏板支撑架通过安装孔安装固定在所述转轴上，所述转轴的两端通过轴承安装在所述支架上；
13.所述转轴的其中一端连接所述发电机的输入轴，所述发电机的输出电路连接所述储能系统；
14.所述转轴上还安装有导电滑环，所述光伏板的输出电路连接至导电滑环，所述导电滑环通过导线连接至所述储能系统；
15.所述储能系统包括重力下降发电装置和用于并网的控制器和蓄能单元。
16.基上所述，所述光伏板分布在所述光伏板支撑架的单面或双面。
17.基上所述，所述光伏板支撑架的数量至少为两个，以形成二至四面扇叶。
18.基上所述，若干所述光伏板支撑架中，一个为定支架，其他可以为动支架；所述定支架与所述转轴直接固定，所述动支架包括设于安装孔中的第一调角器，所述动支架与转轴之间通过第一调角器安装固定；所述定支架所对应的单个扇叶上的光伏板宽度与其它动支架所对应的单个扇叶上的光伏板宽度之和等于单个扇叶的长度，所述定支架上的光伏板以及各动支架上的光伏板的安装位置错位，以便动支架转动一定角度与定支架重叠后，所述动支架上的光伏板和定支架上的光伏板组成一个连续的光伏板。
19.基上所述，所述支架通过升降机构固定在地面上。
20.基上所述，所述支架包括固定于升降机构顶端的采用高强度材料设置的的增重架体、安装在增重架体上的转盘和安装在转盘上的竖架，所述的转轴安装在所述竖架顶端。
21.基上所述，所述转盘上还设置有一个倾斜的调角光伏板，所述调角光伏板的背面通过活动架与转盘铰接，所述调角光伏板的背面通过斜撑伸缩杆连接至所述转盘上，所述调角光伏板升起状态下的最高位置约与转轴等高。
22.基上所述，所述动支架上设置有直线滑轨，所述动支架上的光伏板安装在直线滑轨的动作端，所述直线滑轨与第一调角器联动，以便形成扇叶结构时，直线滑轨驱动光伏板行走至动支架的最远端，动支架与定支架做重叠动作过程中，直线滑轨驱动光伏板行走至设定的错位位置。
23.基上所述，所述转轴另一端的支架上设置有第二调角器，所述第二调角器通过离合装置连接所述转轴。
24.基上所述，针对所述增重架体设置有一套重力发电设备，已形成重力储能系统。
25.本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型将风能和光能有机结合，将光伏板通过光伏板支撑架搭建成扇叶的形态，配合所述旋转底座转动，朝向最佳的阳光或风向。既能够吸收太阳能，又能够利用风能，尤其是利用了光照在白天尤其是中午较为充分，而风力则是在晚上或白天的早晚较为充分的特点，使两者从能源利用效率上互补，最大限度的提升了发电效率。
26.进一步的，为了实现设备的最优状态，将光伏板支撑架设定为定支架和动支架配合，通过第一调角器的控制，可将光伏板支撑架调整为扇叶状或板状，当主要用于风力发电时，变化成扇叶状，当主要用于光伏发电时，变化为板状。
27.进一步的，为了调整前后，扇叶和板状状态都能够呈现最佳的形状，设置直线滑轨，在变成扇叶状态时，可以让各个位置处的光伏板移动到最远端相同的位置处，形成稳定的扇叶结构，在变成板状时，可以错位铺开，形成一整张光伏板。
28.进一步的，为了适应光照的角度，安装第二调角器，能够调整板状状态下的光伏板角度，最大限度的利用光照，且可通过离合装置松开，不影响作为风力发电装置使用。
29.进一步的，为了充分利用风能，设置调角光伏板，在升起后可挡住风扇的下半部，使风扇的上下两端产生风压，风力发电的效果更好。
30.进一步的，设置重力储能系统，包括重力发电设备，例如发电机配合齿轮齿条的组合、链条配合齿轮和发电机的组合等，在有风有光时，将增重架体升高产生势能，在无风无光时，通过增重升降支架让整套装置下降来继续发电。
附图说明
31.图1是本实用新型实施例1中风光储一体发电装置的结构示意图。
32.图2是本实用新型实施例2中风光储一体发电装置收起状态的结构示意图。
33.图3是本实用新型实施例3中风光储一体发电装置的结构示意图。
34.图4是本实用新型实施例2中风光储一体发电装置的结构示意图。
35.图中：1.支架；2.光伏板；3.光伏板支撑架；3-1.定支架；3-2.动支架；3-3.第一调角器；4.转轴；5.发电机；6.导电滑环；7.调角光伏板；8.斜撑伸缩杆；9.升降机构；10.第二调角器。
具体实施方式
36.下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
37.实施例1
38.如图1所示，一种风光储一体发电装置，包括支架1、若干组光伏板2、若干个光伏板支撑架3、转轴4、轴承、发电机5、导电滑环6和储能系统；
39.所述若干组光伏板2分别安装在若干个光伏板支撑架3上以形成若干个扇叶结构；
40.所述的光伏板支撑架3的中心位置设置有安装孔，所述光伏板支撑架3通过安装孔安装固定在所述转轴4上，所述转轴4的两端通过轴承安装在所述支架1上；
41.所述转轴4的其中一端连接所述发电机的输入轴，所述发电机的输出电路连接所述储能和并网系统；
42.所述转轴4上还安装有导电滑环6，所述光伏板2的输出电路连接至导电滑环6，所述导电滑环6通过导线连接至所述储能系统；所述储能系统在本实施例中有两类，一类是用于并网的控制器，一类是蓄能单元。
43.本实施例中，所述光伏板2分布在所述光伏板支撑架3的单面。其它实施例中，也可以分布在光伏支撑架的双面。
44.所述光伏板支撑架3包括至少两个，以形成至少四面扇叶，相邻两扇叶的角度相同，在本实施例中，光伏支撑架3设计为两个，以形成四个扇叶，进行原理说明。
45.为了补充光伏板的面积，以及满足风力发电时的风压差，所述支架1上还设置有一个倾斜的调角光伏板7，此组光伏板用于风力发电时向转轴倾斜45-70度，最高位置至所述转轴位置，使得风扇的上下侧风压不同，用于光伏发电时，将角度调节至最佳的光照入射角度。
46.本实施例中，扇叶结构的风光储一体发电装置始终以风扇的固定形态出现，在转动的同时，光伏板2还能够利用太阳能发电，通常情况下，白天、尤其是中午，光照强度最强，风力相对较小，相对静态的光伏板2的利用效率最高，而晚上或者白天的早晚间，风力相对更大，阴雨天气或者有风的夜晚风力发电的效率最高，两者结合，形成最简单的风光复合发电装置，当然，天气是反复无常的，此例子主要是用于说明装置的适用场景。
47.其它实施例中，光伏板2的数量也可以只用两片，另外两片也可以是固定的支架，扇叶为其它材料的，其中一个光伏板2上安装有追光器。
48.实施例2
49.如图2和图4所示，本实施例与实施例1的区别在于：两个所述光伏板支撑架3中，一
个为定支架3-1，另一个为动支架3-2；所述定支架3-1与所述转轴4直接固定，所述动支架3-2包括设于安装孔中的第一调角器3-3，所述动支架与转轴之间通过第一调角器安装固定；所述定支架3-1所对应的单个扇叶上的光伏板宽度与其它动支架所对应的单个扇叶上的光伏板宽度之和等于单个扇叶的长度，所述定支架上的光伏板以及各动支架上的光伏板的安装位置错位，以便动支架转动一定角度与定支架重叠后，所述动支架上的光伏板和定支架上的光伏板组成一个连续的光伏板。
50.所述支架1通过升降机构9固定在地面上，可以调整整体高度，主要用于配合风力和光照的角度。
51.所述转轴4另一端的支架上设置有第二调角器10，所述第二调角器通过离合装置连接所述转轴。
52.所述支架1包括固定于升降机构9顶端的增重架体1-1、安装在增重架体上的转盘1-2和安装在转盘上的竖架1-3，所述的转轴4安装在所述竖架1-3顶端，所述调角光伏板7安装在所述转盘1-2上，转盘有动力机构，能够调节水平角度，以对接光照角度。
53.本实施例中，由于增加了升降机构9，蓄能系统还可以使用重力蓄能系统，依靠在有风有电时，将支架升高，靠重力蓄能，并配置一套重力发电设备，主要包括竖向设置的齿条、与齿条啮合的齿轮和与齿轮连接的发电机，发电机安装在支架上，通过支架的下降，带动齿轮发生转动，进而带动发电机转动，实现发电。
54.工作原理：本实施例中，光伏板2和光伏板支撑架3所构建的扇叶结构是可以变形的，能够通过第一调角器变化成扇叶状态，也能够变成平板状的状态，为了满足平板状态下光伏板的拼接问题，将光伏板设计为错位安装，以便在平板状态下，各个光伏板首尾相接的拼合成一个平板。
55.实施例3
56.如图3所示，为了进一步的强化设备的利用效率和性能，所述动支架3-2上设置有直线滑轨（图中未示出），所述动支架上的光伏板安装在直线滑轨的动作端，所述直线滑轨与第一调角器联动，以便形成扇叶结构时，直线滑轨驱动光伏板行走至动支架的最远端，动支架与定支架做重叠动作过程中，直线滑轨驱动光伏板行走至设定的错位位置。
57.相对于动支架上的光伏板不能动的实施例而言，本实施例最大的目的是，在形成扇叶结构时，将光伏板移动至最远端，使得各个光伏板支撑架上的光伏板位置都相同，即旋转半径相同，保证作为风扇状态时，各个扇叶的动平衡一致，更高效率的接收和利用风能。
58.最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。