专利名称：一种具有风光互补供电系统的环保型户外钟的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种户外钟，特别涉及一种利用了风能和光能互补、具有节能效果的户外钟，包括两针指示、三针指示和LED数字显示等形式的户外钟。
背景技术：
户外钟的出现，为人们在户外活动时掌握时间、校对时间，提供了一种便捷的途径，现广泛应用于车站、高速公路、铁路、机场、地铁、轻轨、电站、海关、银行、体育场馆、院校、工矿企业、医院等行业，并在众多火车站广场、大厦、花园、花坛、绿地中使用，有时甚至成为一个城市的景观，如上海外滩的大钟。大型户外钟应用范围很广，品种甚多，可按振动原理、结构和用途特点进行分类。比如按照振动的原理，可分为利用频率较低的机械振动的钟表，如摆轮钟等；利用频率较闻的电磁振荡和石英振荡的钟表，如同步电钟、石英钟表等；按使用范围又可分为广场大钟、塔钟、花坛钟、景观钟、站台钟、街头装饰钟等等。另外，近年来出现的新型LED户外钟，由于照明寿命时间长，颜色有红、黄、绿可供选择，效果柔和美观，画面丰富、具有动感，其开启和关闭时间能自动控制，也特别受到人们的欢迎。户外钟不仅具有时间显示、音乐报时及夜间照明等功能，并可附带广告功能，具有良好的广告宣传功能。通过计算机中心可在报时功能的基础上增加一个音乐库，可实现在任何时间点播任何音乐及任意语言广告，例可在“六一儿童节”播儿童音乐，在国庆节播国歌，在春节播喜洋洋乐曲或“某某公司为全市人民报时，祝大家万事如意”等广告语，并可随时更改设置，操作简单。但传统的户外钟，一般需要通过交流电提供电源，且由于在户外使用，长时间经历日晒雨淋，容易造成钟体的损坏，影响了计时的准确，缩短了产品的使用寿命。随着近年来能源危机频频爆发，太阳能、风能等洁净环保、可再生能源的开发、利用日益受到重视，而户外钟一般都设置在高处，所处位置具有光照效果好、风力大的特点，从而使太阳能、风能具有了很好的应用价值。
发明内容
本发明就是针对上述现有技术的不足，提供了一种具有风光互补供电系统的、环保型户外钟。为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案。一种具有风光互补供电系统的环保型户外钟，涉及两针指示、三针指示和LED数字显示等户外钟，包括户外钟本体、供电电路和储能装置，其特征在于在所述户外钟的供电电路上设置有风力发电装置和太阳能供电装置，所述风力发电装置、太阳能供电装置产生的电能，经控制系统后存储在储能装置中，以保证该储能装置对户外钟的持续供电，上述控制系统包括风力发电控制器和太阳能发电控制器。上述风力发电装置包括螺旋形风车桨叶和与其相连的垂直轴风力发电机，所述太阳能供电装置包括太阳能电池板、控制电路和逆变器。
本发明中的风光互补供电系统是一套发电应用系统，该系统是利用太阳能电池板、风力发电机将产生的电能存储在储能装置中，在为户外钟进行供电时，再由逆变器将储能装置中储存的直流电转变为交流电，通过输电线路送到户外钟的供电电路中。所述逆变器是一种将直流电(DC)转化为交流电(AC)的装置，可将上述储能装置中储存的电能逆变成220V交流电输出，同时在控制系统中也直接预留了 12V直流输出接口。届时，所述太阳能电池板、风力发电机设置在该户外钟的顶部或周围，太阳能电池板通过白天接受光照，将太阳能转化为电能；所述风力发电机通过风的吹动，产生电能，再经控制系统后，存储在该户外钟的储能装置中。在晴天时，由太阳能电池板、风力发电机同时提供电能，在阴雨大风的天气里主要由风力发电机来提供能源，既节省能源又能降低户外钟的运行成本。本发明中的太阳能电池板、风力发电机与所述户外钟为固定结构或活动结构。当二者之间为固定结构时，该太阳能电池板、风力发电机与所述户外钟之间成固定状态、不可移动和变换角度；当二者之间为活动结构时，该太阳能电池板、风力发电机可根据使用需要，调节其在该户外钟中所处的位置和角度，其位置、角度的调节方式，可通过手动控制、电动控制或自动控制的方式进行。用户也可在上述太阳能电池板、风力发电机与户外钟之间设一可调式支架，通过调节该可调式支架，来调节上述太阳能电池机、风力发电机的受光、受风角度，使之能适应不同季节或不同地区的光照、风力情况。比如所述太阳能电池板通过该可调式支架安装在该户外钟的安装平台上，所述可调式支架与所述安装平台旋转连接，并设有定向驱动电机，所述定向驱动电机的控制电路根据预设的程序间歇地控制所述驱动电机转动，使太阳能电池板的朝向对着光照方向，以提高太阳能电池板的发电量，更好的满足户外钟的用电需要。进一步的，由于该户外钟长时间在户外环境中使用，为避免钟体长时间遭受日晒雨淋，可将太阳能电池或将太阳能与其他遮蔽物一体做成遮蔽状，以减少太阳光以及雨水对户外钟主体的侵蚀。进一步的，所述户外钟的供电电路上还设置了风光电转换控制器，该风光电转换控制器能够使储能装置的充放电过程更加高效和安全，所述风力发电装置、太阳能供电装置、风光电转换控制器、储能装置和户外钟依次相连。上述风力发电装置、太阳能电池供电装置至少为一组，也可根据需要，在数量上进行增加，以便提供更大的输出电流。本发明所述的储能装置为充电电池、电容或超级电容，所述充电电池如蓄电池、镍氢电池、锂电池或锂离子电池，超级电容器如双电层电容器、电化学电容器或混合电容器。由于户外钟位于高处、且长时间在户外环境中使用，具有良好的受光、受风条件，完全可利用太阳能、风能来为其进行供电，为指针、刻度、钟面及LED显示屏进行供电，该具有风光互补供电系统的环保型户外钟，同时也具有传统户外钟具有的音乐报时、夜间照明、停电不停钟、自动追踪、GPS卫星自动校时、微机监控、故障自诊断等多种功能。`
工作时，风力发电装置以及太阳能电池板共同组成供电系统，为户外钟的储能装置充电，再由储能装置为户外钟进行供电。该户外钟通过用电控制电路连接上述储能装置的输出接口，所述太阳能电池的输出接口通过控制系统连接上述储能装置的充电输入接口，同样，所述风力发电机的输出接口，也通过一控制系统连接上述储能装置的充电输入接□。 由上述描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下优点和积极效果。一种具有风光互补供电系统的环保型户外钟，能利用自然界的光能、风能等可再生能源为户外钟提供稳定可靠的能源，不需要输电线更不需要消耗市电，使户外钟的运行成本更低，且太阳能电池板也可为户外钟提供防雨遮阳的作用。通过这种改进，一方面可保护钟体少受雨水的浸蚀，另一方面也能避免太阳光对钟体的直射，通过挡住阳光，避免了因光照太强，形成反光，影响人们看钟表盘上的字和指针。本发明中所述的低碳环保型户外钟，在公众环境下使用，也会进一步增强大家的节能环保意识，并具有转化效率高、运行平稳、噪声低、寿命长的优点，易于推广应用。
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为进一步说明本发明，现结合附图进行详细阐述。图I为本发明的一种外观结构示意图。图2为本发明的一种充电原理框图。图3为本发明的太阳能电池设计成折叠式的状态。图中
I、指针；2、钟面；
3、壳体；4、太阳能电池板支架；
5、A太阳能电池板；6、风力发电机支架；
7、螺旋形风车桨叶；8、垂直轴风力发电机；
9、B太阳能电池板。
具体实施例方式下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。图I为本发明的一种外观结构示意图。如图所示，图中，一种具有风光互补供电系统的环保型户外钟，包括户外钟指针I、钟面2、壳体3，其特征在于在所述户外钟的壳体3上设置有A太阳能电池板5，所述A太阳能电池板5通过一太阳能电池板支架4固定在户外钟壳体3上；另外在户外钟的壳体3上还设置有一风力发电机支架6，支架上安装有螺旋形风车桨叶7和垂直轴风力发电机8，上述风力发电设备一般设置在壳体3的背面，以保持户外钟的整体美观性。平时，风力发电装置以及太阳能电池板共同组成供电系统，为户外钟进行供电。本实施例中，太阳能电池板不仅能为户外钟提供电能，还能避免钟体长时间遭受日晒雨淋，减少了太阳光以及雨水对户外钟主体的侵蚀，避免了设备故障，使运行更稳定、计时更准确，同时也延长了其使用寿命。由于该户外钟利用的是绿色环保的能源——太阳能、风能作为其能源，新颖独特，具有节能省电、低碳环保的特点，且降低了户外钟的运行成本。图2为本发明的一种充电原理框图。本实施例中，风力发电装置以及太阳能供电装置共同组成户外钟的供电系统，为户外钟的储能装置充电，再由储能装置为户外钟进行供电。届时，该户外钟通过用电控制电路连接上述储能装置的输出接口。所述风力发电装置的输出接口通过充电控制系统，连接上述储能装置的充电输入接口 ；所述太阳能供电装置的输出接口通过充电控制系统，连接上述储能装置的充电输入接口。本发明由于安装了太阳能电池和风力发电机，通过接收太阳光照、风力发电，将光能、风能转换成电能后，既可为户外钟直接供电，也可通过充电控制系统，为户外钟的储能电池进行充电、储存，来维持其正常工作用电的需要，其储能装置为充电电池、电容或超级电容。在晴天时，由太阳能电池、风力发电机同时提供电能，在阴雨大风的恶劣天气里主要由风力发电机来提供能源。图3为本发明的太阳能电池设计成折叠式的状态。如图3所示，为进一步提高太阳能电池的输出功率，本实施例中，太阳能电池可根据需要进行增加。当太阳能电池由两块及两块以上构成时，太阳能电池之间可设计成折叠式的组合 方式，平时使用时充分展开，遇恶劣天气时，B太阳能电池板9可折叠于A太阳能电池板5上。本实施例中所用的太阳能电池可以为单晶硅太阳能电池、薄膜晶体硅、薄膜太阳能电池、化合物太阳能电池或聚光型太阳能电池构成。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明一种具有风光互补供电系统的环保型户外钟的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明技术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种具有风光互补供电系统的环保型户外钟，包括户外钟本体、供电电路和储能装置，其特征在于在所述户外钟的供电电路上设置有风力发电装置和太阳能供电装置，所述风力发电装置、太阳能供电装置产生的电能，经控制系统后存储在储能装置中。
2.根据权利要求I所述的具有风光互补供电系统的环保型户外钟，其特征在于所述风力发电装置包括螺旋形风车桨叶和与其相连的垂直轴风力发电机。
3.根据权利要求I所述的具有风光互补供电系统的环保型户外钟，其特征在于所述太阳能供电装置包括太阳能电池板、控制电路和逆变器。
4.根据权利要求2、3所述的具有风光互补供电系统的环保型户外钟，其特征在于所述太阳能电池板、风力发电机设置在该户外钟的顶部或周围。
5.根据权利要求4所述的具有风光互补供电系统的环保型户外钟，其特征在于所述太阳能电池板、风力发电机与所述户外钟为固定结构或活动结构。
6.根据权利要求I所述的具有风光互补供电系统的环保型户外钟，其特征在于所述户外钟的供电电路上还设置了风光电转换控制器，所述风力发电装置、太阳能供电装置、风光电转换控制器、储能装置和户外钟依次相连。
7.根据权利要求I所述的具有风光互补供电系统的环保型户外钟，其特征在于所述风力发电装置、太阳能电池供电装置至少为一组。
8.根据权利要求I所述的具有风光互补供电系统的环保型户外钟，其特征在于所述储能装置为充电电池、电容或超级电容。
全文摘要
本发明涉及一种具有风光互补供电系统的环保型户外钟，包括户外钟本体、供电电路和储能装置，其特征在于在所述户外钟的供电电路上设置有风力发电装置和太阳能供电装置，所述风力发电装置、太阳能供电装置产生的电能，经控制系统后存储在储能装置中。本发明中，风力发电装置、太阳能供电装置、风光电转换控制器、储能装置和户外钟依次相连，所述太阳能电池板、风力发电机设置在该户外钟的顶部或周围。届时，太阳能电池不但能为户外钟提供电源，降低户外钟的运行成本，还能起到防雨遮阳的作用，保护钟体少受雨水的浸蚀和阳光的直射，并避免钟面反光。本发明满足了户外钟的用电需要，具有工作稳定、节能环保、转换效率高、寿命长、免维护的优点。
文档编号G04C10/00GK102929122SQ201210491928
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月28日 优先权日2012年11月28日
发明者倪晓旺 申请人:倪晓旺