本實用新型涉及一種發(fā)電裝置，尤其涉及一種應(yīng)用于車輛、船舶等可移動交通運(yùn)輸工具上的光伏發(fā)電及風(fēng)力發(fā)電互補(bǔ)型發(fā)電裝置。

背景技術(shù)：

車輛、船舶等交通工具上的電力供應(yīng)源自其動力系統(tǒng)帶動發(fā)電機(jī)組所發(fā)出的電力，在某些特定情況下，這樣的電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)存在不少問題，如船舶停航期間，為了保持電力供應(yīng)，仍然需要經(jīng)常啟動發(fā)電機(jī)組給蓄電池充電，顯然此時的能源效率是很低的，而且柴油發(fā)電成本高、污染排放量大；又如在船舶上還有些比較特殊的用電設(shè)備，如船舶污水處理裝置，它采用的是生物學(xué)處理方式來消化分解污水中的有機(jī)物，使之生成對環(huán)境無害的無機(jī)物、二氧化碳和水，以此凈化污水，其中的曝氣泵須要保持每天24小時連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)以維持參與污水處理的微生物的生長與活性，如果單純采用蓄電池供電來維持其運(yùn)轉(zhuǎn)，在船舶停航四到五天的情況下，將需要相當(dāng)大容量的蓄電池，不僅蓄電池的使用維護(hù)成本相當(dāng)高，而且原本并不寬敞的船艙也很難安排下如此數(shù)量的蓄電池的安裝空間，給船舶污水處理裝置的推廣應(yīng)用帶來了較大的難度。

太陽能取之不盡、用之不竭，利用太陽能發(fā)電已是相當(dāng)成熟的技術(shù)，但太陽能發(fā)電設(shè)備絕大部分是在陸地上固定安裝使用，在車輛、船舶等交通工具上的應(yīng)用很有限，其主要原因在于車輛、船舶等交通工具行駛過程中并沒有固定的方向，安裝在車輛、船舶等交通工具上的太陽能光伏組件也就不能保持與太陽相對，如果簡單地將光伏組件在車輛、船舶等交通工具上水平放置，雖然也能發(fā)電，但其發(fā)電效率低，且占用相應(yīng)空間，因而也無法達(dá)到理想的效益。

考慮到連續(xù)陰雨天的情況下光伏組件發(fā)電量會很少，單純采用太陽能光伏發(fā)電也有其不足之處，難以維持相關(guān)負(fù)載的連續(xù)數(shù)日的正常持續(xù)運(yùn)行。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)在技術(shù)所存在的上述不足，本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種自動定向光伏風(fēng)電互補(bǔ)發(fā)電裝置，它能自動保持光伏組件處于朝向陽光的方向，提高發(fā)電效率，并能在車輛、船舶等交通工具停止行駛期間且連續(xù)陰雨天的情況下維持對一定負(fù)載的持續(xù)供電。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型的一種自動定向光伏風(fēng)電互補(bǔ)發(fā)電裝置，包括光伏組件、組件支架和蓄電池，所述組件支架可轉(zhuǎn)動套接在立柱上，在立柱上還設(shè)置有支承座，所述組件支架支承在支承座上，在組件支架與立柱之間設(shè)置有定向傳動機(jī)構(gòu)，在組件支架或立柱上還設(shè)置有電子方位檢測裝置，所述電子方位檢測裝置與控制器電連接，所述控制器與定向傳動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動電機(jī)電連接；所述光伏組件通過控制器與蓄電池電連接；在立柱上還安裝有風(fēng)力發(fā)電機(jī)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過控制器與蓄電池電連接。

在上述結(jié)構(gòu)中，由于所述組件支架可轉(zhuǎn)動套接在立柱上，在立柱上還設(shè)置有支承座，所述組件支架支承在支承座上，則用于安裝光伏組件的組件支架可以在支承座的托持下繞立柱軸線任意轉(zhuǎn)動，從而可以改變與立柱之間的周向位置關(guān)系，而立柱是豎直固定在車輛或船舶等交通工具上的，這樣，當(dāng)車輛或船舶等交通工具行駛過程中方向隨時改變時，組件支架可以通過在立柱上轉(zhuǎn)動而相對于車輛或船舶等交通工具改變安裝角度，始終朝向南方或大致朝向太陽所在的方向，保證光伏組件可以正常高效發(fā)電。又由于在組件支架與立柱之間設(shè)置有定向傳動機(jī)構(gòu)，則組件支架在定向傳動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動下繞立柱軸線轉(zhuǎn)動，從而可以實現(xiàn)組件安裝支架定位的自動化操作。還由于在組件支架或立柱上還設(shè)置有電子方位檢測裝置，所述電子方位檢測裝置與控制器電連接，所述控制器與定向傳動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動電機(jī)電連接，則通過電子方位檢測裝置可以隨時測定車輛或船舶等交通工具的行駛方向，并將所測定的結(jié)果以一定量的電信號反饋到控制器，再由控制器經(jīng)分析計算后向定向傳動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動電機(jī)傳遞運(yùn)動指令，定向傳動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動組件支架運(yùn)轉(zhuǎn)一定的角度，使組件支架能改變與車輛或船舶等交通工具之間的角度位置而使其上的光伏組件自動保持朝向南方或朝向太陽所在的方向，以接受更多的太陽光能量，提高發(fā)電效率。更由于所述光伏組件通過控制器與蓄電池電連接，在立柱上還安裝有風(fēng)力發(fā)電機(jī)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過控制器與蓄電池電連接，則光伏組件所發(fā)出的電力通過控制器向蓄電池充電，控制器可以使光伏組件所發(fā)出的電力以較高的效率儲存到蓄電池中，并且蓄電池還可以接受來自風(fēng)力發(fā)電機(jī)所發(fā)出的電力對其進(jìn)行充電，這樣，本自動定向光伏風(fēng)電互補(bǔ)發(fā)電裝置不僅可以通過光伏組件獲取電力，還可以通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)獲取電力，兩者所發(fā)出的電力儲存于蓄電池中，再通過蓄電池向負(fù)載持續(xù)穩(wěn)定地供應(yīng)電力，蓄電池在向負(fù)載提供電力的同時不斷得到光伏組件及風(fēng)力發(fā)電機(jī)的電力補(bǔ)充，基本處于滿電量狀態(tài)，也就不需要過大的蓄電池容量，極大地減少了蓄電池的使用維護(hù)費(fèi)用，降低了使用成本，即使在陰雨天氣光伏組件發(fā)電量很少的情況下，也可以通過風(fēng)力發(fā)電來補(bǔ)充電力，從而能在車輛、船舶等交通工具停航期間且連續(xù)幾天陰雨天的情況下維持對一定負(fù)載的持續(xù)供電。

本實用新型的一種優(yōu)選實施方式，所述蓄電池還通過控制器與燃油發(fā)電機(jī)電連接。采用該實施方式，可以在車輛、船舶等交通工具停止行駛之前通過其燃油動力系統(tǒng)帶動發(fā)電機(jī)所發(fā)出的電力向蓄電池充電，使蓄電池處于充滿狀態(tài)，從而可以維持更長停止行駛期的電力供應(yīng)。

本實用新型的另一種優(yōu)選實施方式，所述控制器內(nèi)設(shè)有風(fēng)電充電控制單元、光伏充電控制單元、燃油發(fā)電充電控制單元及定向控制單元。采用該實施方式，通過不同的充電控制單元，可以根據(jù)不同發(fā)電方式的特點(diǎn)將其所發(fā)出的電力高效率地儲存于蓄電池中，而通過定向控制單元則可以根據(jù)電子方位檢測裝置的檢測結(jié)果及時調(diào)控定向傳動機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)，保持光伏組件具有有利于高效發(fā)電的朝向。

本實用新型的又一種優(yōu)選實施方式，所述控制器內(nèi)還設(shè)有負(fù)載用電控制單元，蓄電池通過負(fù)載用電控制單元輸出電力。采用該實施方式，可以使蓄電池根據(jù)負(fù)載的特點(diǎn)向其穩(wěn)定地輸出電力，提高用電效率。

本實用新型的進(jìn)一步的優(yōu)選實施方式，所述組件支架包括上支座、下支座和組件安裝板，上支座與組件安裝板鉸連，下支座與撐桿鉸連，撐桿與組件安裝板鉸連；所述支承座包括上支承座和下支承座，所述上支座支承在上支承座上，所述下支座支承在下支承座上。采用該實施方式，組件支架通過上支承座與下支承座上下同時支承，支承結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠，組件支架上的下支座通過撐桿與組件安裝板鉸連，可以方便地使組件安裝板形成一定的俯仰角度，并可以通過撐桿的長度變化來改變俯仰角度，從而可以適應(yīng)不同緯度地區(qū)或不同季節(jié)太陽高度角的不同，達(dá)到比較理想的工作角度，提高工作效率。

本實用新型的另一進(jìn)一步的優(yōu)選實施方式，所述撐桿由兩根桿件構(gòu)成，該兩根桿件沿長向可調(diào)節(jié)連接。采用該實施方式，撐桿長度可以調(diào)節(jié)，從而在調(diào)整組件安裝板俯仰角度時可以通過調(diào)節(jié)撐桿長度來實現(xiàn)，而不需要調(diào)節(jié)下支座在立柱上的安裝位置，調(diào)節(jié)更為方便。

本實用新型的又一進(jìn)一步的優(yōu)選實施方式，在支承座與上支座之間設(shè)有減摩墊，在下支座與輔助支承座之間設(shè)有減摩墊。采用該實施方式，組件安裝板安裝方位角調(diào)整時更加輕便，阻力小。

本實用新型的更進(jìn)一步的優(yōu)選實施方式，所述定向傳動機(jī)構(gòu)包括固接于上支承座上的中心齒輪，在上支座上安裝有驅(qū)動電機(jī)，在驅(qū)動電機(jī)的輸出軸上安裝有與中心齒輪相嚙合的驅(qū)動齒輪。采用該實施方式，驅(qū)動電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)會帶動組件支架繞立柱轉(zhuǎn)動而實現(xiàn)定向功能，驅(qū)動電機(jī)安裝在上支座上還可以使組件支架達(dá)到相對于轉(zhuǎn)動中心較為平衡的效果。

本實用新型的另一更進(jìn)一步的優(yōu)選實施方式，所述電子方位檢測裝置為電子羅盤。采用該實施方式，電子羅盤能耗低、體積小、重量輕、精度高，其方向檢測結(jié)果可通過輸出信號輸送到控制器，為實現(xiàn)自動定向提供依據(jù)。

本實用新型的另一更進(jìn)一步的優(yōu)選實施方式，所述電子方位檢測裝置安裝在下支承座上。采用該實施方式，當(dāng)組件支架隨行駛中的車輛或船舶等交通工具改變方向時，電子方位檢測裝置會測出其方向變化，及時啟動定向傳動機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)實現(xiàn)定向功能，而當(dāng)組件支架完成定向后，電子方位檢測裝置會及時檢測反饋定向結(jié)果，起到了閉環(huán)調(diào)節(jié)的作用。

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型自動定向光伏風(fēng)電互補(bǔ)發(fā)電裝置作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

附圖說明

圖1是本實用新型自動定向光伏風(fēng)電互補(bǔ)發(fā)電裝置一種具體實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1所示結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。

圖中：1－立柱、2－下支承座、3－電子方位檢測裝置、4－下支座、5－撐桿、6－組件安裝板、7－上支承座、8－中心齒輪、9－驅(qū)動齒輪、10－上支座、11－驅(qū)動電機(jī)、12－光伏組件、13－蓄電池、14－風(fēng)力發(fā)電機(jī)、15－控制器、16－減摩墊。

具體實施方式

在圖1和圖2所示的自動定向光伏風(fēng)電互補(bǔ)發(fā)電裝置中，立柱1主體為圓鋼管，其底部固連有底盤，用以使立柱1與車輛、船舶等交通工具固定連接，在立柱1上可轉(zhuǎn)動套接有組件支架，組件支架包括上支座10、下支座4和組件安裝板6，上支座10及下支座4均通過軸襯或滾動軸承套接在主柱1上，上支座10與組件安裝板6鉸連，組件安裝板6主體為一方鋼管焊接成的框架，光伏組件12通過螺栓連接在該框架上，下支座4與撐桿5鉸連，撐桿5與組件安裝板6鉸連，撐桿5有兩組，分別位于下支座4的兩側(cè)，每組撐桿5由兩根桿件構(gòu)成，該兩根桿件可沿長向調(diào)節(jié)長度，便于調(diào)節(jié)組件安裝板6上光伏組件12的俯仰角度；在立柱1上還設(shè)置有支承座，組件支架支承在支承座上，支承座包括上支承座7和下支承座2，上支承座7和下支承座2均套接在主柱1上，通過緊定螺釘與立柱固定連接，上支座10支承在上支承座7上，在上支承座7與上支座10之間設(shè)有減摩墊16，下支座4支承在下支承座2上，在下支座4與下支承座2之間設(shè)有減摩墊16；在組件支架與立柱1之間設(shè)置有定向傳動機(jī)構(gòu)，定向傳動機(jī)構(gòu)包括固接于上支承座7上的中心齒輪8，在上支座10上安裝有驅(qū)動電機(jī)11，驅(qū)動電機(jī)11一般采用步進(jìn)電機(jī)，在驅(qū)動電機(jī)11的輸出軸上安裝有與中心齒輪8相嚙合的驅(qū)動齒輪9；在組件支架上還設(shè)置有電子方位檢測裝置3，電子方位檢測裝置3安裝在下支承座2上，電子方位檢測裝置3與控制器15電連接，電子方位檢測裝置3為電子羅盤，電子羅盤的檢測信號輸出端通過信號導(dǎo)線與控制器15的輸入端相連，控制器15與定向傳動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動電機(jī)11電連接，電子羅盤的檢測信號經(jīng)控制器15內(nèi)部設(shè)置的定向控制單元分析與計算后向驅(qū)動電機(jī)11發(fā)出運(yùn)動指令。光伏組件12通過控制器15與蓄電池13電連接；在立柱1的頂部還安裝有風(fēng)力發(fā)電機(jī)14，風(fēng)力發(fā)電機(jī)14通過控制器15與蓄電池13電連接，這樣通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)14可以在有風(fēng)的天氣條件下發(fā)電，即使在夜間光伏組件12不發(fā)電或陰雨天氣光伏組件12發(fā)電量很少的情況下，也可以通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)14來向蓄電池13補(bǔ)充電力，從而能在車輛、船舶等交通工具停航期間且連續(xù)幾天陰雨天的情況下維持對一定負(fù)載的持續(xù)供電。

光伏組件12和風(fēng)力發(fā)電機(jī)14均通過控制器15與蓄電池13電連接，控制器15具有充、放電自動管理功能，在控制器13內(nèi)設(shè)有風(fēng)電充電控制單元和光伏充電控制單元，這樣可以根據(jù)不同發(fā)電方式的特點(diǎn)將其所發(fā)出的電力高效率地儲存于蓄電池13中；控制器15內(nèi)還設(shè)有負(fù)載用電控制單元，蓄電池13通過負(fù)載用電控制單元輸出電力，使蓄電池13根據(jù)負(fù)載的特點(diǎn)向其穩(wěn)定地輸出電力，提高用電效率。當(dāng)然，控制器15還具有通常所要求的相關(guān)保護(hù)與顯示功能。

以上僅列出了本實用新型的一些具體實施方式，但本實用新型并不僅限于此，還可以作出較多的改進(jìn)與變換，如所述蓄電池13還可以通過控制器15與車輛、船舶等交通工具上的燃油發(fā)電機(jī)電連接，控制器15內(nèi)設(shè)置有燃油發(fā)電充電控制單元以在優(yōu)先采取光伏或風(fēng)力發(fā)電的前提下適時通過燃油發(fā)電來補(bǔ)充電力，這樣可以在車輛、船舶等交通工具停止行駛之前保證蓄電池13處于充滿狀態(tài)，從而可以維持更長停止行駛期的電力供應(yīng)。如此等等，只要是在本實用新型基本原理基礎(chǔ)上所作出的改進(jìn)與變換，均應(yīng)視為落入本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。