水产养殖的发电储能装置的制作方法

本实用新型涉及风光互补发电技术领域，具体涉及水产养殖的发电储能装置。

背景技术：

由于大部分边远地区水产养殖地，其自源界中的风能和光能充足，因此在这些边远地区水产养殖地安装风光互补储能装置，可充分的利用自源界中“取之不尽用之不竭”的风能和光能，进行发电以及储能；

传统的风光互补装置，包括光电转换设备、变速箱、发电机、控制器、给负载引出电量的铜导线或铝合金的导线、测试电路以及由风力带动的风轮等组成，但是光电转换设备中的太阳能电池板位置固定，而太阳会相对地球转动，特别是太阳升起或太阳落下时，光线不能直射到太阳能电池板，大大减少了太阳光线的利用率，并且太阳能电池板长期接受太阳光，当太阳光产生的热量过高时，极有可能会烧坏太阳能电池板。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种水产养殖的发电储能装置，解决传统的风光互补装置的太阳能电池板位置固定，太阳光线有时不能直射到太阳能电池板上的问题。

为达到上述目的本实用新型的基础方案如下：

水产养殖的发电储能装置，包括光电转换设备、控制器以及电池，所述光电转换设备还包括保护壳体、安装壳体、第一齿条、第二齿条、自带转轴的步进电机以及太阳能电池板，太阳能电池板、控制器以及电池电连接在一起，所述太阳能电池板安装于保护壳体内的底部，所述保护壳体顶部开口，底部与第一齿条和第二齿条的端部铰接，该铰接处与保护壳体底部滑动连接，并且两个齿条相对保护壳体竖向对称面对称设置，且二者的自由端穿过安装壳体且伸入其内部并与安装壳体滑动连接，并且两个齿条的齿面相对，二者之间共同啮合有带动二者上下运动的齿轮，齿轮与步进电机的转轴同轴连接，步进电机固定安装在安装壳体内部，并且步进电机与控制器连接，且步进电机依靠控制器控制其转速和转向。

本方案的原理及产生的有益效果：

1.太阳能电池板安装于保护壳体内的底部，两个齿条相对保护壳体竖向对称面对称设置，并且其铰接处与保护壳体底部滑动连接，两个齿条的齿面相对，二者之间共同啮合有带动二者上下运动的齿轮，以此方式，就可通过齿轮的转动带动啮合在齿轮相对的两侧的两个齿条，一上一下错位的运动，进而就可带动铰接在两个齿条端部上的保护壳体以及安装于保护壳体内的太阳能电池板随之逐渐倾斜，达到逐渐改变太阳能电池板倾斜角度的目的，并且在太阳能电池板逐渐倾斜的过程中，其保护壳体底部与两个齿条铰接处的连线的距离始终在改变，因此两个齿条铰接处与保护壳体底部滑动连接，给两个齿条铰接处连线距离的改变提供了空间；

2.通过设置的控制器达到控制步进电机转速和转向的目的，控制器控制的步进电机的转速同地球自转的角速度相同，再调整太阳能电池板的初始位置为面相太阳初升的方向，以此就可通过步进电机转轴的转动，带动与步进电机转轴通过齿轮齿条连接的太阳能电池板的旋转角度与地球自转的角度相同，保证太阳光线白天可一直照射在天阳能电池板上，并且每当夜晚时分没有太阳光线了，控制器又可控制步进电机转轴反转，进而带动太阳能电池板复位到面相太阳初升的方向，供第二天继续使用，解决了传统的风光互补装置的太阳能电池板位置固定，太阳光线不能直射到太阳能电池板上的问题。

进一步，所述太阳能电池板为两组并通过隔热板隔开，两组太阳能电池板相对保护壳体竖向对称面对称设置，且分别与两个齿条位置对应，所述保护壳体顶部开口处还滑动连接有用于遮挡阳光的滑动板，滑动板大小与太阳能电池板大小相匹配，并且滑动板与太阳能电池板相对的一面上，设有用于清理太阳能电池板表面灰尘的毛刷。

以此方式，当保护壳体向东方倾斜的时候，其开口处的滑动板就可在重力作用下向低处滑动从而遮住处于保护壳体内部低处的一组太阳能电池板，使其不会被太阳光照射到，从而得到冷却，同理当保护壳体向西方倾斜时，滑动板就会遮住另一组太阳能电池板，使其得到冷却，如此就可在一天中交替使用两组太阳能电池板进行发电，一组工作的同时，另一组冷却，避免同一组太阳能电池板持续接受太阳光线的照射，引起其表面温度过高烧坏太阳能电池板的问题，并且与此同时在滑动板滑动的过程中其滑动板朝向太阳能电池板的一面的毛刷又可对太阳能电池板表面灰尘进行清理，避免了太阳能电池板长期暴露在外，堆积的灰尘覆盖在其表面上，影响其接受到太阳光线强度的问题。

进一步，所述滑动板上还固定设有配重框，配重框内部放置有能在配重框内部滚动的配重球体。

以此方式，当保护壳体在倾斜的过程中，其开口处的滑动板也会随之倾斜，因此滑动板上配重框内部的配重球体就会由于重力随之在配重框中滚动，进而在配重球体的惯性作用下，就可更加容易带动滑动板在保护壳体上滑动，避免滑动板由于摩擦的阻力而不能滑动的问题。

进一步，所述滑动板顶面设为反光材料。

滑动板顶面的反光材料可以把太阳光线反射回去，减弱太阳光线照射在滑动板上的温度，使滑动板传递到太阳能电池板上的温度更低，进而使滑动板遮挡住的太阳能电池板冷却效果更好。

进一步，还包括利用风力推动的风轮、传动装置以及自带转轴的发电机，所述控制器还与风轮和发电机相连接，其中风轮同轴连接有第一转轴，所述第一转轴通过传动装置依次与发电机转轴以及电池连接。

以此方式，当风轮在外界风力的带动下旋转时，就可依次带动第一转轴以及发电机转轴同步转动，从而达到发电机发电的目的，实现利用风能发电的功能，并且发电机所发的电量最终会输送到电池中存储起来，以便以后需要用电时可利用电池提供电能；且控制器还与风轮和发电机相连接，以此还可实现对风轮和发电机的自动化控制。

进一步，所述传动装置包括壳体、主动锥齿轮和从动锥齿轮，所述第一转轴远离风轮的另一端穿入壳体内部并同轴连接在主动锥齿轮上，主动锥齿轮与从动锥齿轮相啮合，并且从动锥齿轮与发电机的转轴以键连接的方式连接在一起。

通过以锥齿轮的传动方式，可改变力的方向，把第一转轴的旋转力传递到发电机的转轴上，使发电机转轴一同旋转，利用键连接的方式连接从动锥齿轮和发电机转轴，保证了稳定传动的前提下，而且结构简单，方便拆卸。

附图说明

图1为本实用新型水产养殖的发电储能装置实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型水产养殖的发电储能装置实施例一中传动装置的右视剖视图；

图3为本实用新型水产养殖的发电储能装置实施例一中图1的A-A剖视图；

图4为本实用新型水产养殖的发电储能装置实施例二的结构示意图；

图5为本实用新型水产养殖的发电储能装置实施例二图4中传动装置的右视剖视图；

图6为本实用新型水产养殖的发电储能装置实施例二中图5的B-B向的剖视放大图；

图7为本实用新型水产养殖的发电储能装置实施例二中脉冲发电机的纵切面结构放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施例进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：风叶1、第一转轴2、传动装置3、控制器4、光电转换设备5、保护壳体51、安装壳体52、步进电机53、第一齿条54、第二齿条55、太阳能电池板56、配重框57、毛刷58、配重球体59、滑动板510、隔热板511、脉冲发电机6、单层石墨烯薄膜7、电池8、壳体9、安装盘10、从动锥齿轮11、主动锥齿轮12、激磁线圈13、永磁铁14、第二连杆15、第一连杆16、定子17、转子18、陶瓷19。

实施例一

实施例一基本如附图1所示：水产养殖的发电储能装置，包括光电转换设备5、控制器 4、电池8、传动装置3、自带转轴的发电机以及利用风力推动的风轮，控制器4分别与风轮、发电机、光电转换设备5以及电池8连接，其中风轮包括风叶1和第一转轴2，并且风叶1 设为八片，沿第一转轴2上端的周向均匀安装于其柱面上，第一转轴2通过传动装置3依次与发电机转轴以及电池8连接；

如图2所示：传动装置3包括壳体9、主动锥齿轮12和从动锥齿轮11，主动锥齿轮12 和从动锥齿轮11设于壳体9内部，第一转轴2下端穿入壳体9并同轴连接在主动锥齿轮12 上，主动锥齿轮12与从动锥齿轮11相啮合，并且从动锥齿轮11与发电机的转轴以键连接的方式连接在一起；

如图3所示：光电转换设备5还包括保护壳体51、安装壳体52、第一齿条54、第二齿条55、自带转轴的步进电机53以及太阳能电池板56，其中太阳能电池板56、控制器4以及电池8相互连接在一起，太阳能电池板56分为左右两组且均安装于保护壳体51内的底部，并通过隔热板511隔开，保护壳体51的顶部开口，底部与第一齿条54和第二齿条55的上端部铰接，其铰接处与保护壳体51底部滑动连接，可相对壳体9底部左右滑动，并且两个齿条以及两组太阳能电池板56均相对保护壳体51竖向对称面左右对称设置；

两个齿条的下端部穿过安装壳体52且伸入其内部并与安装壳体52滑动连接，并且两个齿条的齿面相对，二者之间共同啮合有带动二者上下运动的齿轮，齿轮与步进电机53的转轴同轴连接，步进电机53固定安装在安装壳体52内部，并且步进电机53与控制器4连接并依靠控制器4控制其转速和转向；

保护壳体51顶部开口处还滑动连接有用于遮挡阳光的滑动板510，滑动板510顶面设为反光材料且滑动板510大小与太阳能电池板56大小相匹配，并且滑动板510与太阳能电池板56相对一面的左右两边，各安装一个用于清理太阳能电池板56表面灰尘的毛刷58，并在滑动板510的两个毛刷58之间还固定安装有配重框57，配重框57内部放置有能在配重框 57内部滚动的配重球体59。

具体实施过程如下：

A.依靠风力发电的过程：

当风轮在外界风力的带动下旋转时，依次带动第一转轴2、主动锥齿轮12、从动锥齿轮 11以及与从动锥齿轮11同轴连接的发电机转轴同步旋转，发电机转轴的旋转就会实现发电的功能，发电机发出的电量最后再输送到与发电机连接的电池8中存储起来，当以后需要供电时，可直接使用电池8供电。

B.依靠光电转换设备发电的过程：

初次使用光电转换设备5发电时，需把太阳能电池板56调整到与太阳正对的方向，首先通过与步进电机53相连的控制器4控制步进电机53的转轴转动，步进电机53转轴转动就带动与其同轴连接的齿轮转动，然后再带动啮合在齿轮左右两侧的第一齿条54和第二齿条55，一上一下错位的运动，进而就可带动与第一齿条54和第二齿条55顶部铰接的保护壳体51以及安装于保护壳体51底部的太阳能向左或向右倾斜，直到调整好太阳能电池板56 面向太阳为止；

此时太阳能电池板56就可接收到太阳的光照，开始把光能转换为电能，并把转换的电量传输到与太阳能电池板56连接的电池8中存储起来，并且为了保证太阳能电池板56时刻与太阳正对，取得更好的光照效果，可通过控制器4控制步进电机53的转速同地球自转的角速度相同并且其转向与太阳东升西落的方向一致，而且通过控制器4设定好步进电机53 白天转动的时长，例如为6:00-20:00之间(在此段时间内有太阳光照射)，于是当步进电机 53转轴转动时可依次带动齿轮、第一齿条54以及第二齿条55一起运动，最终使太阳能电池板56倾斜(与上述步进电机53转轴的传动方式一致)，使其始终与太阳光线正对；

当步进电机53运转时间到达20:00时，停止旋转，此时太阳能电池板56也停止倾斜，且控制器4又自动控制步进电机53逆向转动，最终带动太阳能电池板56复位，倾斜向太阳初升的方向，以便第二天使用，如此就可使太阳能电池板56白天始终与太阳光线正对，解决传统的风光互补装置的太阳能电池板56位置固定，太阳光线不能直射到太阳能电池板56 上的问题；

C.清理太阳能电池板以及使太阳能电池板冷却的过程：

由于保护壳体51开口部滑动连接有滑动板510，并且滑动板510与太阳能电池板56相对一面上安装有清理太阳能电池板56表面灰尘的毛刷58，并在滑动板510上还固定安装有配重框57，配重框57内部放置有能在配重框57内部滚动的配重球体59，因此当保护壳体 51带动滑动板510倾斜的过程中，滑动板510上配重框57内部的配重球体59就会随着滑动板510的倾斜而在配重框57内部向低处滚动，于是在配重球体59滚动的惯性作用下又会进一步带动滑动板510向保护壳体51的低处滑动，与此同时滑动板510上的毛刷58也会在滑动的过程中随之把太阳能电池板56表面的灰尘清理干净。

实施例二

实施例二基本如附图4所示：水产养殖的发电储能装置，包括利用风力推动的风轮、传动装置3、自带转轴的脉冲发电机6、控制器4、光电转换设备5、电池8、以及电磁器件，传动装置3包括壳体9、主动锥齿轮12和从动锥齿轮11，电磁器件包括安装盘10、若干的第一连杆16、第二连杆15、永磁铁14以及激磁线圈13，并且安装于壳体内部(如图5所示)，风轮包括风叶1和第一转轴2，并且风叶1设为八片，沿第一转轴2上端的周向均匀安装于其柱面上，第一转轴2伸入壳体9内部并通过锥齿轮与脉冲发电机6的转轴连接，脉冲发电机6和光电转换设备5分别与电池8相连，脉冲发电机6和光电转换设备5把输出的电能传递给电池8，控制器4分别与风轮、脉冲发电机6、光电转换设备5以及电池8连接；

如图5所示：第一转轴2下端穿过壳体9上部并伸入其内与壳体9底部转动连接，并且第一转轴2伸入壳体9内的一端从上至下依次同轴连接有安装盘10和主动锥齿轮12，其中安装盘10为圆柱状，其柱面与壳体9固定，并且安装盘10与第一转轴2转动连接，主动锥齿轮12与第一转轴2通过键连接的方式连接在一起，并且主动锥齿轮12底面通过套筒支撑于壳体9底部，主动锥齿轮12啮合有从动锥齿轮11，从动锥齿轮11与脉冲发电机6的转轴通过键连接的方式连接在一起；

如图7所示：脉冲发电机6的定子17和转子18的表面上均设有极化强度极大的电介质材料：陶瓷19，并且依靠单层石墨烯薄膜7与电池8连接在一起；

如图6所示：第一连杆16和第二连杆15均为六根，均设于安装盘10上，且第二连杆 15位于第一连杆16上方，安装盘10顶部设有供第一连杆16转动的凹槽，并且第一连杆16 沿第一转轴2的周向均匀排布并且第一连杆16的一端与第一转轴2的柱面固定连接，另一端与永磁体固定连接；每两根第一连杆16之间均设有一根第二连杆15，第二连杆15的一端与第一转轴2的柱面转动连接，另一端与激磁线圈13的一端固定连接，激磁线圈13另一端通过活动轴与安装盘10连接，且激磁线圈13处于永磁铁14的磁场范围之内并与电池8电连接；

具体实施过程如下：

A.当水产养殖的发电储能装置处于有阳光照射且风力在三级以上的环境中时：

当水产养殖的发电储能装置处于风力在三级以上的环境中时，借助风力可吹动风轮的风叶1，风叶1旋转带动第一转轴2一起旋转，并且带动与第一转轴2同轴连接的主动锥齿轮 12一起转动，主动锥齿轮12的转动又可带动与其啮合的从动锥齿轮11的转动，从而带动与从动锥齿轮11同轴连接的脉冲发电机6的转轴一起转动；

脉冲发电机6转轴的转动就带动其内部的转子18相对其内部的定子17转动，此时在定子17内槽里的漆包线和转子18内槽里的漆包线上瞬时就有电量发出，同时它们会建立起一定的电场和磁场，并且由于定子17和转子18的表面上设有极化强度极大的陶瓷19，因此在定子17和转子18相对转动的过程中，定子17和转子18表面上的陶瓷19就会在电场和磁场的作用下，释放出大量的电荷，再由单层石墨烯薄膜7把电荷输送到电池8中，以此方式就可利用风能达到发电的目的；

此脉冲发电机6相比与传统的发电机而言，加入了极化强度极大的陶瓷19，能够发出的电荷量是利用切割磁力线发出的电荷量的十倍以上，并且利用单层石墨烯薄膜7输送发出电荷，大大减少了发电机在传输电荷过程中的损耗；

当水产养殖的发电储能装置还同时处于有阳关照射的环境中时，利用光电转换设备5又可以把光能转换为电能，然后输送给电池8，达到利用光能发电的目的。

B.当水产养殖的发电储能装置处于风力在三级以下的环境中时：

此时，由电池8中储备的电量提供动能，当通过电池8输送给激磁线圈13为正向的电流时，可使激磁线圈13产生排斥永磁铁14的磁场，由于永磁铁14处于该磁场中，因此永磁铁14在受到排斥以后会依次带动第二连杆15和第一转轴2一起转动，当永磁铁14转动到靠近下一块激磁线圈13时，控制器4可控制电池8输送给激磁线圈13的电流反向，从而使激磁线圈13产生吸引永磁铁14的磁场，然后永磁铁14再利用惯性，转过激磁线圈13，此时控制器4再次控制电池8输送的电流反向，使激磁线圈13再次产生排斥永磁铁14的磁场，如此往复，永磁铁14就可依次带动第二连杆15和第一转轴2一直处于转动状态，从而就可带动与第一转轴2同轴连接的主动锥齿轮12转动，进而带动与主动锥齿轮12啮合的从动锥齿轮11以及与从动锥齿轮11同轴连接的脉冲发电机6的转轴一起转动(与步骤A中脉冲发电机6的发电过程相同)，实现发电的功能，达到在风力处于三级以下的环境中也能发电的目的。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施例等记载可以用于解释权利要求的内容。