本發(fā)明涉及發(fā)電裝置領(lǐng)域，具體而言，涉及一種風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)的發(fā)展，能源的消耗越來越大，能源急缺甚至枯竭已成為人類發(fā)展上即將面臨的嚴(yán)峻問題。為此，尋求可再生，無污染的新型能源替代現(xiàn)有的緊缺能源是緩解當(dāng)前發(fā)展現(xiàn)狀的有效辦法。風(fēng)能和光能都屬于無污染型的可再生能源，太陽能和風(fēng)能發(fā)電正逐步形成產(chǎn)業(yè)。然而，在現(xiàn)有技術(shù)上，這種產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)大多局限于獨(dú)立的太陽能發(fā)電站或獨(dú)立的風(fēng)能發(fā)電站，它們都是大型的定點(diǎn)裝置，并不具有靈活和機(jī)動(dòng)性能。在現(xiàn)有成果中，很少出現(xiàn)具有風(fēng)、光一體化功能的發(fā)電機(jī)組，而出現(xiàn)的具有風(fēng)、光發(fā)電一體化功能的設(shè)備只是將風(fēng)力發(fā)電機(jī)和光伏組件在系統(tǒng)中的模塊化的組合集成使用。在我國西部地區(qū)，人煙稀少，用大型的發(fā)電裝置并不劃算，而且還有牧民，他們需要能夠隨時(shí)的移動(dòng)、搬遷，這對(duì)發(fā)電裝置機(jī)動(dòng)性要求很高，況且在西部地區(qū)風(fēng)能和光能也非常充裕，因此，具備靈活和機(jī)動(dòng)性能特點(diǎn)的風(fēng)、光一體化發(fā)電設(shè)備有很大的應(yīng)用空間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例中提供一種風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)，以達(dá)到提高能源利用率的目的。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供一種風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)，風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)包括：支撐架，支撐架具有軸線；光伏葉片，一端鉸接在支撐架的一端，光伏葉片能夠繞支撐架的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)；調(diào)整組件，調(diào)整組件用于調(diào)整光伏葉片與支撐架的軸線之間的夾角大小。

進(jìn)一步地，調(diào)整組件設(shè)置在支撐架上并與光伏葉片驅(qū)動(dòng)連接，調(diào)整組件能夠沿支撐架的軸線方向移動(dòng)。

進(jìn)一步地，調(diào)整組件包括驅(qū)動(dòng)組件、調(diào)整絲杠、螺母組件和伸縮架，調(diào)整絲杠同軸設(shè)置在支撐架內(nèi)；驅(qū)動(dòng)組件與調(diào)整絲杠連接，驅(qū)動(dòng)組件能夠驅(qū)動(dòng)調(diào)整絲杠相對(duì)于支撐架轉(zhuǎn)動(dòng)；螺母組件設(shè)置在調(diào)整絲杠上并能沿調(diào)整絲杠的軸線方向移動(dòng)；伸縮架的一端與螺母組件鉸接，伸縮架的另一端與光伏葉片的另一端鉸接。

進(jìn)一步地，光伏葉片為多個(gè)，沿支撐架的周向間隔均布，伸縮架也為多個(gè)，每個(gè)伸縮架的一端均與螺母組件鉸接，每個(gè)伸縮架的另一端均與對(duì)應(yīng)的光伏葉片的另一端鉸接。

進(jìn)一步地，螺母組件包括絲杠螺母和螺母套座，螺母套座固定在絲杠螺母上，絲杠螺母能夠帶動(dòng)螺母套座一起相對(duì)于調(diào)整絲杠軸向移動(dòng)，伸縮架的一端鉸接在螺母套座上。

進(jìn)一步地，風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)還包括電組件，發(fā)電組件連接在支撐架上并位于光伏葉片相反的一端；驅(qū)動(dòng)組件為步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)包括輸出軸和殼體，輸出軸與調(diào)整絲杠固定連接，殼體的一端與支撐架固定連接，殼體的另一端與發(fā)電組件固定連接。

進(jìn)一步地，發(fā)電組件包括定子、轉(zhuǎn)子和底座，定子固定在底座上，轉(zhuǎn)子套設(shè)在定子內(nèi)，殼體的另一端與轉(zhuǎn)子固定連接。

進(jìn)一步地，調(diào)整絲杠外套設(shè)有第一伸縮防塵罩和第二伸縮防塵罩，第一伸縮防塵罩一端與支撐架的一端固定，第一伸縮防塵罩的另一端與螺母組件固定，第二伸縮防塵罩的一端與支撐架的另一端固定，第二伸縮防塵罩的另一端與螺母組件固定。

進(jìn)一步地，風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)還包括安裝架，安裝架的一端與支撐架的一端鉸接，安裝架的另一端與調(diào)整組件鉸接，光伏葉片固定在安裝架上。

進(jìn)一步地，調(diào)整組件包括液壓驅(qū)動(dòng)組件和伸縮架，液壓驅(qū)動(dòng)組件與支撐架同軸設(shè)置，液壓驅(qū)動(dòng)組件包括活塞桿；伸縮架的一端與活塞桿鉸接，伸縮架的另一端與光伏葉片的另一端鉸接。

進(jìn)一步地，支撐架的一端上設(shè)置有指示燈。

應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，

1、光伏葉片不僅可以作為光伏發(fā)電裝置，同時(shí)通過調(diào)整光伏葉片位置狀態(tài)變換為風(fēng)機(jī)的葉片，充分發(fā)揮風(fēng)光發(fā)電互補(bǔ)的特性。

2、光伏葉片的夾角可根據(jù)光照情況自動(dòng)調(diào)節(jié)，增加光伏發(fā)電的效率調(diào)節(jié)。隨著伸縮架的伸縮程度變化，可以形成類光伏棚或風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，集多功能一體化。

3、風(fēng)、光產(chǎn)生的電能可以通過蓄電池儲(chǔ)存，也可以并入電網(wǎng)，系統(tǒng)中設(shè)有插座，可以為手機(jī)、電動(dòng)車等設(shè)備充電。

附圖說明

圖1是本發(fā)明風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)實(shí)施例的剖視圖；

圖2是本發(fā)明風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)實(shí)施例處于純光伏發(fā)電模式的三維結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)實(shí)施例處于風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電模式中夾角較小時(shí)的三維結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)實(shí)施例處于風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電模式中夾角較大時(shí)的三維結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)實(shí)施例處于純風(fēng)力發(fā)電模式的三維結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是圖5的俯視圖；

圖7是本發(fā)明風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)實(shí)施例的電能控制圖；

圖8是本發(fā)明風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)實(shí)施例光伏葉片夾角控制策略圖。

附圖標(biāo)記說明：11、支撐架；12、安裝架；20、光伏葉片；30、調(diào)整組件；31、調(diào)整絲杠；32、伸縮架；33、步進(jìn)電機(jī)；34、絲杠螺母；35、螺母套座；40、發(fā)電組件；41、定子；42、轉(zhuǎn)子；43、底座；50、指示燈；61、第一伸縮防塵罩；62、第二伸縮防塵罩。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

如圖1至圖6所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)，風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)包括支撐架11、光伏葉片20、調(diào)整組件30、發(fā)電組件40和控制組件。支撐架11具有軸線。光伏葉片20一端鉸接在支撐架11的一端，光伏葉片20能夠繞支撐架11的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)(本發(fā)明實(shí)施例中為光伏葉片20能夠帶動(dòng)支撐架11一起轉(zhuǎn)動(dòng))。調(diào)整組件30用于調(diào)整光伏葉片20與支撐架11的軸線之間的夾角大小。

設(shè)置調(diào)整組件30使光伏葉片20既可以作為光伏發(fā)電裝置使用，也可以作為風(fēng)機(jī)葉片使用，能夠充分發(fā)揮風(fēng)光發(fā)電互補(bǔ)的特性。

調(diào)整組件30設(shè)置在支撐架11上并與光伏葉片20驅(qū)動(dòng)連接，調(diào)整組件30設(shè)置于支撐架11上并能夠沿支撐架11的軸線方向移動(dòng)。具體地，調(diào)整組件30與光伏葉片20鉸接。

本發(fā)明實(shí)施例中，調(diào)整組件30可以將光伏葉片20固定在水平位置和豎直位置之間的任何位置。

風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)還包括安裝架12，安裝架12的一端與支撐架11的一端鉸接，安裝架12的另一端與調(diào)整組件30鉸接，光伏葉片20固定在安裝架12上。本發(fā)明實(shí)施例中，上述光伏葉片20隨著安裝架12一起相對(duì)于支撐架11擺動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)光伏葉片20與支撐架11的軸線之間的夾角調(diào)節(jié)。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例中的調(diào)整組件30包括驅(qū)動(dòng)組件、調(diào)整絲杠31、螺母組件和伸縮架32。調(diào)整絲杠31同軸設(shè)置在支撐架11內(nèi)。驅(qū)動(dòng)組件與調(diào)整絲杠31連接，驅(qū)動(dòng)組件能夠驅(qū)動(dòng)調(diào)整絲杠31相對(duì)于支撐架11轉(zhuǎn)動(dòng)。螺母組件設(shè)置在調(diào)整絲杠31上并能沿調(diào)整絲杠31的軸線方向移動(dòng)。伸縮架32的一端與螺母組件鉸接，伸縮架32的另一端與光伏葉片20(安裝架12)的另一端鉸接。

當(dāng)驅(qū)動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)調(diào)整絲杠31轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺母組件相對(duì)于調(diào)整絲杠31軸線方向上下移動(dòng)，從而帶動(dòng)伸縮架32的一端一起上下移動(dòng)。當(dāng)螺母組件由調(diào)整絲杠31的下端向上移動(dòng)時(shí)，伸縮架32向上撐開，使光伏葉片20的另一端遠(yuǎn)離支撐架11。當(dāng)螺母組件由調(diào)整絲杠31的上端向下移動(dòng)時(shí)，伸縮架32向下回縮，使光伏葉片20的另一端靠近支撐架11。

需要說明的是，當(dāng)光伏葉片20在風(fēng)力驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)支撐架11轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，上述調(diào)整絲杠31、螺母組件和伸縮架32均能夠隨光伏葉片20一起轉(zhuǎn)動(dòng)，即在風(fēng)力驅(qū)動(dòng)下，調(diào)整絲杠31、螺母組件、伸縮架32與支撐架11不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。

優(yōu)選地，光伏葉片20為多個(gè)，沿支撐架11的周向間隔均布，伸縮架32也為多個(gè)，每個(gè)伸縮架32的一端均與螺母組件鉸接，每個(gè)伸縮架32的另一端均與對(duì)應(yīng)的光伏葉片20的另一端鉸接。將多個(gè)伸縮架32的另一端均鉸接固定在螺母組件上，能夠保證上述多個(gè)伸縮架32的撐開和收縮同步。

本發(fā)明實(shí)施例中，螺母組件包括絲杠螺母34和螺母套座35，螺母套座35固定在絲杠螺母34上，絲杠螺母34能夠帶動(dòng)螺母套座35一起相對(duì)于調(diào)整絲杠31軸向移動(dòng)，上述多個(gè)伸縮架32的一端均鉸接在螺母套座35上。螺母套座35的直徑大于調(diào)整絲杠31的直徑，使螺母套座35與調(diào)整絲杠31之間存在滑動(dòng)間隙。

優(yōu)選地，調(diào)整絲杠31外套設(shè)有第一伸縮防塵罩61和第二伸縮防塵罩62，第一伸縮防塵罩61一端與支撐架11的一端固定，第一伸縮防塵罩61的另一端與螺母套座35固定。第二伸縮防塵罩62的一端與支撐架11的另一端固定，第二伸縮防塵罩62的另一端與絲杠螺母34固定。上述第一伸縮防塵罩61和第二伸縮防塵罩62均可以隨著螺母組件一起沿調(diào)整絲杠31軸向伸縮。設(shè)置第一伸縮防塵罩61和第二伸縮防塵罩62能夠有效防塵。

進(jìn)一步地，驅(qū)動(dòng)組件為步進(jìn)電機(jī)33，步進(jìn)電機(jī)33包括輸出軸和殼體，輸出軸與調(diào)整絲杠31固定連接，殼體的一端與支撐架11固定連接，殼體的另一端與發(fā)電組件40固定連接。

當(dāng)需要調(diào)整光伏葉片20的位置時(shí)，步進(jìn)電機(jī)33驅(qū)動(dòng)調(diào)整絲杠31對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使螺母組件沿豎直方向上下移動(dòng)，進(jìn)而在伸縮架32的作用下改變光伏葉片20的位置。同時(shí)，由于步進(jìn)電機(jī)本身具有自鎖功能，當(dāng)上述光伏葉片20在風(fēng)力作用下帶動(dòng)支撐架11轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以使步進(jìn)電機(jī)整體一起轉(zhuǎn)動(dòng)。由于步進(jìn)電機(jī)的殼體與發(fā)電組件40連接，當(dāng)光伏葉片20轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)發(fā)電。

本發(fā)明實(shí)施例中，發(fā)電組件40包括定子41、轉(zhuǎn)子42和底座43，定子41固定在底座43上，轉(zhuǎn)子42套設(shè)在定子41內(nèi)，殼體的另一端與轉(zhuǎn)子42固定連接。

優(yōu)選地，在底座43處可以設(shè)置有蓄電池，用于存儲(chǔ)電能。上述底座43上還可以設(shè)置有逆變器和供電接口，用于為其他設(shè)備充電。支撐架11的一端上設(shè)置有指示燈50，可以作為照明燈或者故障報(bào)警燈使用。

如圖7和圖8所示，上述控制組件包括輻射傳感器、風(fēng)向風(fēng)速傳感器、位置控制器、太陽能控制器(MPPT控制器)、逆變器(DC/AC)和風(fēng)光補(bǔ)償器。由于上述部件均是現(xiàn)有技術(shù)，上述部件的具體結(jié)構(gòu)以及連接關(guān)系此處不再贅述。

本發(fā)明實(shí)施例中，風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電分別通過MPPT控制器，并在風(fēng)光補(bǔ)償器中實(shí)現(xiàn)合并，所產(chǎn)生的電能既可以儲(chǔ)存在蓄電池中或直接用于直流負(fù)載，又可以通過DC/AC并入電網(wǎng)或用于交流負(fù)載。底座上設(shè)有插座，可以為手機(jī)、電動(dòng)車等設(shè)備充電，系統(tǒng)相當(dāng)于一個(gè)充電站，可以實(shí)現(xiàn)發(fā)用電一體化功能，整體系統(tǒng)的電能控制策略如圖所示。除此之外，整體系統(tǒng)還具有一定的美觀性，可以用于公園、沙灘等區(qū)域的觀景物。

本發(fā)明實(shí)施例具有以下工作模式：

1、純光伏發(fā)電模式

無風(fēng)光照良好環(huán)境下，光伏葉片20可以通過伸縮架32伸縮完全展開(如圖1和圖2)，光伏葉片20呈平鋪狀態(tài)，風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)相當(dāng)于一個(gè)光伏棚，可以遮陽、擋雨，提供休息場所。此時(shí)，風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)是純光伏發(fā)電的工作模式，光伏所產(chǎn)生的電能可以并入電網(wǎng)或儲(chǔ)存在蓄電池當(dāng)中。同時(shí)，輻照傳感器和風(fēng)向風(fēng)速傳感器采集的數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)反饋給位置控制器，位置控制器對(duì)步進(jìn)電機(jī)33進(jìn)行控制，步進(jìn)電機(jī)33帶動(dòng)調(diào)整絲杠31旋轉(zhuǎn)，使得絲杠螺母34直線運(yùn)動(dòng)，從而改變光伏葉片20的夾角，實(shí)現(xiàn)光伏板的夾角可根據(jù)光照情況自動(dòng)調(diào)節(jié)的功能，增加了光伏發(fā)電的效率，控制策略如圖6所示。

2、風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電模式

如圖3和圖4所示，有風(fēng)且光照良好的環(huán)境下，光伏葉片20同樣可以通過位置控制器對(duì)步進(jìn)電機(jī)33的控制策略進(jìn)行夾角的調(diào)節(jié)。此時(shí)，光伏葉片可相當(dāng)于風(fēng)機(jī)的葉片，風(fēng)作用于光伏葉片20上，光伏葉片20帶動(dòng)轉(zhuǎn)子42繞著定子41旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生電能，如圖3和圖4所示。此時(shí)，光伏葉片20不僅可以作為光伏發(fā)電裝置，同時(shí)通過調(diào)整光伏葉片20位置狀態(tài)變換為風(fēng)機(jī)的葉片進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電，充分發(fā)揮了風(fēng)光發(fā)電互補(bǔ)的特性。

3、純風(fēng)力發(fā)電模式

如圖5和圖6所示，有風(fēng)但光照不好的環(huán)境下，尤其是夜間和陰雨天，光伏葉片20可以通過伸縮架32完全收縮，如圖5和圖6所示，光伏葉片20呈豎直狀態(tài)，類似風(fēng)機(jī)的葉片且迎風(fēng)狀態(tài)最佳。此時(shí)，系統(tǒng)處于純風(fēng)力發(fā)電的工作模式，彌補(bǔ)了單純光伏發(fā)電設(shè)備在夜間和陰雨天無法發(fā)電的問題，風(fēng)力發(fā)電所產(chǎn)生的電能同樣可以并入電網(wǎng)或儲(chǔ)存在蓄電池當(dāng)中。

當(dāng)然本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，例如在一種未圖示的實(shí)施例中，調(diào)整組件包括液壓驅(qū)動(dòng)組件和伸縮架，液壓驅(qū)動(dòng)組件與支撐架同軸設(shè)置，液壓驅(qū)動(dòng)組件包括活塞桿；伸縮架的一端與活塞桿鉸接，伸縮架的另一端與光伏葉片的另一端鉸接。在該實(shí)施例中，除上述結(jié)構(gòu)外，其他結(jié)構(gòu)以及工作原理均與在先實(shí)施例中相同，此處不再贅述。

當(dāng)然，在另外一種實(shí)施例中，還可以采用氣壓驅(qū)動(dòng)替代上述實(shí)施例中調(diào)整絲杠31和螺母組件的配合形式。

本發(fā)明實(shí)施例中的風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)可以用于光伏路燈、光伏廣告牌或者光伏棚等。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可以根據(jù)不同應(yīng)用環(huán)境適當(dāng)增加防塵、防水等組件。

當(dāng)然，以上是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明基本原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。