一种太阳能水力发电装置的制作方法

本实用新型涉及电力建设领域，尤其是一种太阳能水力发电装置。

背景技术：

近年来，随着国民经济的快速增长，电力行业发展迅速，推动了输电线路铁塔行业的快速发展，在电气设备建设过程中需要用到发电装置，发电装置有水力发电和太阳能发电等多种方式，在家用过程中可以使用小型的水力发电，可满足家用电器的用电需求，然而需要提前在贮水池中装满水，然后贮水池中的水通过引水管流入水轮机中做功通过发电机转换成电能，倘若贮水池不是很大，就需要在贮水池减少的同时向里面灌水保持水力发电机正常的工作，然而向贮水池中灌水也会消耗发电机产生的电能，尤其是在白天家用电气多，夏天还需要开空调的时候，发电机产生的电能不一定够用，这时需要设计一个可以补偿电能不足的发电装置；简单实用的补偿装置是使用一个太阳能发电装置提供电能给贮水池供水，常用的太阳能发电装置一般都是不带自动定位太阳的，因而早上和下午时分产生的电能就不足，因而需要设计一种可以产生足量电能来补偿白天用电不足的装置。

本实用新型就是为了解决以上问题而进行的改进。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种可四季全天候接收太阳能，通过控制电路可干脆可靠的改变太阳能接收装置实时跟踪太阳，保证了发电装置最大的利用太阳能；太阳能发电和水力发电互相补偿，减少了发电机的负荷，保证了发电机供电的充足。

本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种太阳能水力发电装置，包括太阳能发电装置和水力发电装置，所述太阳能发电装置和水力发电装置均可与用电设备水泵相连，其特征在于：

所述太阳能发电装置包括太阳能接收装置、控制器、电机和支架，所述太阳能接收装置的上端面为圆形结构，其圆形结构中设置有太阳能电板，所述太阳能接收装置的边缘设置有垂直遮阳板，所述垂直遮阳板内设置有控制器，太阳能接收装置的下端设置有电机M，所述电机M安装于支架上，所述支架的上端与太阳能接收装置相连；

所述太阳能发电装置中还包括有充电控制器和逆变器，太阳能接收装置通过连接线与充电控制器相连，所述充电控制器通过输出导线与逆变器相连，所述用电设备水泵与逆变器相连；

所述控制器中还设置有光敏电阻RT1、光敏电阻RT2、光敏电阻RT3 和光敏电阻RT4，四只光敏电阻安装于垂直遮阳板的外壳内且向内凹陷；

所述水力发电装置包括贮水池、排水池、水轮机和发电机，所述贮水池位于排水池的上端，所述水轮机安装于排水池上端的基座上，所述基座和排水池之间设置有排水口，所述水轮机的下端位于排水口之上；水轮机的一侧通过联轴器与发电机相连，水轮机的另一侧通过引水管与贮水池的出水端口相连，所述水轮机和贮水池之间还设置有防震墩，引水管的中间位置安装于防震墩上，引水管和水轮机相连的一端设置有闸阀，所述贮水池的出水端口上还设置有滤网；

所述用电设备水泵可与发电机相连，用电设备水泵安装于排水池中，所述用电设备水泵通过回流管与贮水池的进水端口相连。

所述控制器内设置有控制电路，该控制电路包括电压比较器和光敏传感电路，所述电压比较强包括由双运算放大器LM358与电阻R1构成的第一电压比较器、双运算放大器LM358与电阻R2构成的第二电压比较器；所述光敏传感电路包括由光敏电阻RT1、光敏电阻RT2及电位器RP1构成的第一光敏传感电路，光敏电阻RT3、光敏电阻RT4及电位器RP2构成的第二光敏传感电路，所述第一光敏传感电路中光敏电阻RT1、电位器RP1和光敏电阻RT2依次串联，电容C1的负极与光敏电阻RT2相连，电容C1 的正极与电位器RP1的滑动触头相连；所述第二光敏传感电路中光敏电阻 RT3、电位器RP2和光敏电阻RT4依次串联，电容C2的负极与光敏电阻 RT3相连，电容C2的正极与电位器RP2的滑动触头相连；

光敏电阻RT2和光敏电阻RT3之间引出第一根连接线与接地端VSS相连；

双运算放大器LM358的3引脚与电位器RP1的滑动触头相连，双运算放大器LM358的1引脚与电阻R3的一端相连，电阻R3的另一端与三极管VT1的基极相连，双运算放大器LM358的5引脚与电位器RP2的滑动触头相连，双运算放大器LM358的7引脚与电阻R4的一端相连，电阻R4 的另一端与三极管VT2的基极相连，双运算放大器LM358的6引脚分别与电阻R1的一端和双运算放大器LM358的2引脚相连，电阻R1的另一端分别与光敏电阻RT1和工作电压VDD相连，电阻R2的一端与双运算放大器LM358的6引脚相连，电阻R2的另一端连接在第一根连接线上；

所述三极管VT1的集电极与继电器K1的一端相连，所述K1的另一端分别与电阻R1和工作电压VDD相连，所述电容C3的正极分别与电阻R1 和继电器K1相连，所述三极管VT1的发射极与三极管VT2的发射极相连，三极管VT2的集电极与继电器K2的一端相连，继电器K2的另一端与光敏电阻RT4相连，电容C4的正极分别与继电器K2和光敏电阻RT4相连，电容C4的负极分别与继电器K2和三极管VT2的集电极相连；

所述继电器K1上设置有触点1，所述继电器K2上设置有触点2，所述电机M与继电器K3相连，所述继电器K3上设置有触点3；

进一步的，所述垂直遮阳板的外壳材质为无反射深颜色材料，所述光敏电阻RT1和光敏电阻RT3安装在垂直遮阳板的一侧，光敏电阻RT4和光敏电阻RT2安装在垂直遮阳板的另一侧；

具体的，所述引水管的长度为6至8米；

其中，所述发电机和用电设备水泵之间设置有控制开关，可通过控制开关对发电机与用电设备水泵之间线路的通断进行控制。

工作原理为：当RT1、RT2、RT3和RT4同时受环境自然光线作用时， RP1和RP2的中心点电压不变；如果只有RT1、RT3受太阳光照射，RT1 的内阻减小，LM358的3脚电位升高，1脚输出高电平，三极管VT1饱和导通，继电器K1导通，继电器K3的转换触点3与继电器K1的触点1闭合。同时RT3内阻减小，LM358的5脚电位下降，K2不动作，继电器K3 的转换触点3与继电器K2的静触点2闭合，电机M正转；同理，如果只有RT2、RT4受太阳光照射，继电器K2导通，K1断开，电机M反转；当转到垂直遮阳板两侧的光照度相同时，继由器K1、K2都导通，电机M才停转。

本实用新型的有益效果在于控制器中设置有光敏传感电路，该电路的特殊之处在于能根据环境光线的强弱进行自动补偿；光敏传感器则分别由两只光敏电阻串联交叉组合而成，将RT1和RT3安装在垂直遮阳板的一侧， RT4和RT2安装在另一侧，每一组两只光敏电阻中的一只为比较器的上偏置电阻，另一只为下偏置电阻，一只检测太阳光照，另一只则检测环境光照，送至比较器输人端的比较电平始终为两者光照之差，所以，本控制器能使太阳能接收装置四季全天候跟踪太阳；4只光敏电阻这样交叉安排的优点还有当LM358的3脚电位升高时，5脚电位则降低，LM358的5脚电位升高时，3脚电位则降低，可使电机的正反转工作既干脆又可靠；可直接用安装电路板的外壳兼作垂直遮阳板，避免将光敏电阻RT2、RT3引至蔽阴处的麻烦；在太阳不停地偏移过程中，垂直遮阳板两侧光照度的强弱不断地交替变化，电机M转——停、转——停，使太阳能接收装置始终面朝太阳；使用该装置，不必担心第二天早晨它能否自动退回。早晨太阳升起时，垂直遮阳板两侧的光照度不可能正好相等，这样，上述控制电路就会控制电机，从而驱动接收装置向东旋转，直至太阳能接收装置对准太阳为止；因而带有此装置的太阳能发电装置简单实用，配合水力发电装置一起使用，当白天工作时，太阳能发电装置可一直为贮水池送水轮机正常工作，无需使用发电机的电量为水泵使用，减少了发电机的负荷，保证了发电机供电量的充足；当夜间和天气不好时，可打开控制开关使用发电机补偿用电设备水泵的用电需求，可保证该发电装置全天候的工作。

附图说明

图1是本实用新型提出的一种太阳能水力发电装置的结构示意图。

图2是控制电路的电路图。

其中，1、太阳能发电装置，2、水力发电装置，3、用电设备水泵，11、太阳能接收装置，12、控制器，13、电机，14、支架，21、贮水池，22、排水池，23、水轮机，24、联轴器，25、发电机，26、防震墩，27、闸阀， 28、引水管，31、回流管，32、控制开关。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本实用新型。

参照图1、图2所示，该一种太阳能水力发电装置，包括太阳能发电装置1和水力发电装置2，所述太阳能发电装置1和水力发电装置2均可与用电设备水泵3相连，其特征在于：

所述太阳能发电装置1包括太阳能接收装置11、控制器12、电机13和支架14，所述太阳能接收装置11的上端面为圆形结构，其圆形结构中设置有太阳能电板，所述太阳能接收装置11的边缘设置有垂直遮阳板，所述垂直遮阳板内设置有控制器12，太阳能接收装置11的下端设置有电机13，所述电机13安装于支架14上，所述支架14的上端与太阳能接收装置11 相连；

所述太阳能发电装置1中还包括有充电控制器15和逆变器16，太阳能接收装置11通过连接线与充电控制器15相连，所述充电控制器15通过输出导线与逆变器16相连，所述用电设备水泵3与逆变器16相连；

所述控制器12中还设置有光敏电阻RT1、光敏电阻RT2、光敏电阻RT3 和光敏电阻RT4，四只光敏电阻安装于垂直遮阳板的外壳内且向内凹陷；

所述水力发电装置2包括贮水池21、排水池22、水轮机23和发电机25，所述贮水池21位于排水池22的上端，所述水轮机23安装于排水池22上端的基座上，所述基座和排水池22之间设置有排水口，所述水轮机23的下端位于排水口之上；水轮机23的一侧通过联轴器24与发电机25相连，水轮机23的另一侧通过引水管28与贮水池21的出水端口相连，所述水轮机23和贮水池21之间还设置有防震墩26，引水管28的中间位置安装于防震墩26上，引水管28和水轮机23相连的一端设置有闸阀27，所述贮水池 21的出水端口上还设置有滤网；

所述用电设备水泵3可与发电机25相连，用电设备水泵3安装于排水池22中，所述用电设备水泵3通过回流管31与贮水池21的进水端口相连。

所述控制器12内设置有控制电路，该控制电路包括电压比较器和光敏传感电路，所述电压比较强包括由双运算放大器LM358与电阻R1构成的第一电压比较器、双运算放大器LM358与电阻R2构成的第二电压比较器；所述光敏传感电路包括由光敏电阻RT1、光敏电阻RT2及电位器RP1构成的第一光敏传感电路，光敏电阻RT3、光敏电阻RT4及电位器RP2构成的第二光敏传感电路，所述第一光敏传感电路中光敏电阻RT1、电位器RP1 和光敏电阻RT2依次串联，电容C1的负极与光敏电阻RT2相连，电容C1 的正极与电位器RP1的滑动触头相连；所述第二光敏传感电路中光敏电阻 RT3、电位器RP2和光敏电阻RT4依次串联，电容C2的负极与光敏电阻 RT3相连，电容C2的正极与电位器RP2的滑动触头相连；

光敏电阻RT2和光敏电阻RT3之间引出第一根连接线与接地端VSS相连；

双运算放大器LM358的3引脚与电位器RP1的滑动触头相连，双运算放大器LM358的1引脚与电阻R3的一端相连，电阻R3的另一端与三极管VT1的基极相连，双运算放大器LM358的5引脚与电位器RP2的滑动触头相连，双运算放大器LM358的7引脚与电阻R4的一端相连，电阻R4 的另一端与三极管VT2的基极相连，双运算放大器LM358的6引脚分别与电阻R1的一端和双运算放大器LM358的2引脚相连，电阻R1的另一端分别与光敏电阻RT1和工作电压VDD相连，电阻R2的一端与双运算放大器LM358的6引脚相连，电阻R2的另一端连接在第一根连接线上；

所述三极管VT1的集电极与继电器K1的一端相连，所述K1的另一端分别与电阻R1和工作电压VDD相连，所述电容C3的正极分别与电阻R1 和继电器K1相连，所述三极管VT1的发射极与三极管VT2的发射极相连，三极管VT2的集电极与继电器K2的一端相连，继电器K2的另一端与光敏电阻RT4相连，电容C4的正极分别与继电器K2和光敏电阻RT4相连，电容C4的负极分别与继电器K2和三极管VT2的集电极相连；

所述继电器K1上设置有触点1，所述继电器K2上设置有触点2，所述电机与继电器K3相连，所述继电器K3上设置有触点3；

进一步的，所述垂直遮阳板的外壳材质为无反射深颜色材料，所述光敏电阻RT1和光敏电阻RT3安装在垂直遮阳板的一侧，光敏电阻RT4和光敏电阻RT2安装在垂直遮阳板的另一侧；

具体的，所述引水管28的长度为6至8米；

其中，所述发电机25和用电设备水泵3之间设置有控制开关32，可通过控制开关32对发电机25与用电设备水泵3之间线路的通断进行控制；

当RT1、RT2、RT3和RT4同时受环境自然光线作用时，RP1和RP2 的中心点电压不变；如果只有RT1、RT3受太阳光照射，RT1的内阻减小， LM358的3脚电位升高，1脚输出高电平，三极管VT1饱和导通，继电器 K1导通，继电器K3的转换触点3与继电器K1的触点1闭合。同时RT3 内阻减小，LM358的5脚电位下降，K2不动作，继电器K3的转换触点3 与继电器K2的静触点2闭合，电机正转；同理，如果只有RT2、RT4受太阳光照射，继电器K2导通，K1断开，电机反转；当转到垂直遮阳板两侧的光照度相同时，继由器K1、K2都导通，电机才停转。

本实用新型的有益效果在于控制器中设置有光敏传感电路，该电路的特殊之处在于能根据环境光线的强弱进行自动补偿；光敏传感器则分别由两只光敏电阻串联交叉组合而成，将RT1和RT3安装在垂直遮阳板的一侧， RT4和RT2安装在另一侧，每一组两只光敏电阻中的一只为比较器的上偏置电阻，另一只为下偏置电阻，一只检测太阳光照，另一只则检测环境光照，送至比较器输人端的比较电平始终为两者光照之差，所以，本控制器能使太阳能接收装置四季全天候跟踪太阳；4只光敏电阻这样交叉安排的优点还有当LM358的3脚电位升高时，5脚电位则降低，LM358的5脚电位升高时，3脚电位则降低，可使电机的正反转工作既干脆又可靠；可直接用安装电路板的外壳兼作垂直遮阳板，避免将光敏电阻RT2、RT3引至蔽阴处的麻烦；在太阳不停地偏移过程中，垂直遮阳板两侧光照度的强弱不断地交替变化，电机转——停、转——停，使太阳能接收装置始终面朝太阳；使用该装置，不必担心第二天早晨它能否自动退回。早晨太阳升起时，垂直遮阳板两侧的光照度不可能正好相等，这样，上述控制电路就会控制电机，从而驱动接收装置向东旋转，直至太阳能接收装置对准太阳为止；因而带有此装置的太阳能发电装置简单实用，配合水力发电装置一起使用，当白天工作时，太阳能发电装置可一直为贮水池送水轮机正常工作，无需使用发电机的电量为水泵使用，减少了发电机的负荷，保证了发电机供电量的充足；当夜间和天气不好时，可打开控制开关使用发电机补偿用电设备水泵的用电需求，可保证该发电装置全天候的工作。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。