一种光能辅助运行的风能发电设备

文档序号:1872934 发布日期:2021-11-23 浏览:32次 >En<

阅读说明:本技术 一种光能辅助运行的风能发电设备 (Wind power generation equipment with light energy auxiliary operation ) 是由 王红军 罗杰 李纯 黄文焘 于 2021-08-11 设计创作,主要内容包括:本发明公开一种光能辅助运行的风能发电设备,包括扇叶和机塔,所述机塔内设置风力发电设备主体、控制器和储能设备,所述风力发电设备主体连接所述扇叶,所述风力发电设备主体用于将所述扇叶的机械能转化为电能并送入电网;所述机塔外侧设置至少一光伏发电装置,控制器分别电连接所述储能设备、所述风力发电设备主体和各所述光伏发电装置。本发明提出技术方案中各光伏发电装置分别利用光能转化为电能并储存于储能设备内,控制器通过储能设备来稳定风力发电设备主体向电网供电的电压,这样使得光能和风能相结合,降低或者杜绝因风力发电电压不稳定导致的电网爬坡问题。(The invention discloses wind power generation equipment with light energy auxiliary operation, which comprises fan blades and a tower, wherein a wind power generation equipment main body, a controller and energy storage equipment are arranged in the tower, the wind power generation equipment main body is connected with the fan blades, and the wind power generation equipment main body is used for converting mechanical energy of the fan blades into electric energy and sending the electric energy into a power grid; at least one photovoltaic power generation device is arranged on the outer side of the tower, and the controller is electrically connected with the energy storage equipment, the wind power generation equipment main body and each photovoltaic power generation device respectively. According to the technical scheme provided by the invention, each photovoltaic power generation device converts light energy into electric energy and stores the electric energy in the energy storage equipment, and the controller stabilizes the voltage of the wind power generation equipment main body for supplying power to the power grid through the energy storage equipment, so that the light energy and the wind energy are combined, and the problem of power grid climbing caused by unstable wind power generation voltage is reduced or eliminated.)

一种光能辅助运行的风能发电设备

技术领域

本发明涉及电力技术领域,特别涉及一种光能辅助运行的风能发电设备。

背景技术

风力发电机的工作原理比较简单,风轮在风力的作用下旋转,它把风的动能转变为风轮轴的机械能,发电机在风轮轴的带动下旋转发电。风力发电受限于环境因素,风力发电容易导致向电网爬坡,严重的甚至可以危害到电网的正常运行,而这也是风力发电发展受阻的原因之一。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种光能辅助运行的风能发电设备,旨在解决风力发电容易电压不稳定造成电网爬坡的问题。

为实现上述目的,本发明提出的技术方案是:

一种光能辅助运行的风能发电设备,包括相互连接的扇叶和机塔,所述机塔内设置风力发电设备主体、控制器和储能设备,所述风力发电设备主体连接所述扇叶,所述风力发电设备主体用于将所述扇叶的机械能转化为电能并送入电网;所述机塔外侧设置至少一光伏发电装置,控制器分别电连接所述储能设备、所述风力发电设备主体和各所述光伏发电装置,所述控制器用于控制各所述光伏发电装置将通过光能转化的电能储存于所述储能设备;所述控制器还用于分别控制所述储能设备和所述风力发电设备主体,以使所述风力发电设备主体向电网的供电电压保持在安全电压值内。

优选的,所述机塔沿竖向方向开设第一滑道,所述第一滑道内设置至少一电控升降平台,各所述光伏发电装置分别可拆卸的连接一所述电控升降平台,所述控制器电连接各所述电控升降平台,所述控制器用于控制各所述电控升降平台沿所述第一滑道移动,以使各所述光伏发电装置沿所述第一滑道间隔设置进行光能发电。

优选的,所述扇叶设置于所述机塔的塔顶位置,所述机塔的塔底设置第二滑道,所述第二滑道的滑动路径围绕所述机塔设置,所述第一滑道连通所述第二滑道,所述控制器用于根据当地实时天气数据控制各所述电控升降平台移动,以使各所述电控升降平台在恶劣天气分别进入所述第二滑道内。

优选的,所述机塔的塔底设置的塔座,所述塔座设置若干固定链,各所述固定链沿所述机塔的周向间隔设置,各所述固定链分别可拆卸的固定连接一位于所述第二滑道内的一所述电控升降平台。

优选的,所述第一滑道设置于所述机塔背离所述扇叶的一侧。

优选的,所述光伏发电装置包括光伏板、光伏发电设备主体和升降结构,所述光伏发电设备主体连接所述光伏板,所述控制器分别电连接所述光伏发电设备主体和所述升降结构,所述光伏发电设备主体用于将所述光伏板转化的电能通过所述控制器输送至所述储能设备内;所述升降结构用于调整所述光伏板的倾斜度;所述控制器用于根据当地实时日光照射角度控制所述升降结构驱动所述光伏板倾斜,以使所述光伏板最大限度获取光能。

优选的,所述升降结构包括升降器和连接杆,所述升降器设置于所述电控升降平台,且所述机塔和所述光伏板之间;所述光伏板的其中一端和所述电控升降平台远离所述机塔的一端铰接;所述连接杆的其中一端和所述光伏板面向所述机塔的一侧可拆卸的固定连接,所述连接杆的另一端和所述升降器的升降端铰接;所述光伏板沿所述电控升降平台的转动方向平行于所述连接杆沿所述升降器的转动方向;所述控制器电连接所述升降器,所述控制器用于根据当地实时日光照射角度控制所述升降器驱动所述光伏板倾斜,以使所述光伏板最大限度获取光能。

优选的,所述光伏板包括第一板体、第二板体和第三板体,所述第一板体对称两端中的其中一端和所述第二板体的其中一端铰接,所述第一板体对称两端中的另一端和所述第三板体的其中一端铰接;所述连接杆设置安装座,所述安装座设置两电控伸缩杆,两所述电控伸缩杆沿所述安装座对称设置,各所述电控伸缩杆分别铰接述安装座,其中一所述电控伸缩杆的伸缩端和所述第二板体球头铰接,另一所述电控伸缩杆的伸缩端和所述第三板体球头铰接,所述控制器分别电连接所述电控伸缩杆,所述控制器用于控制各所述电控伸缩杆分别驱动所述第二板体和所述第三板板沿所述第一板体转动,以使所述第二板体和所述第三板体根据当地实时天气数据改变状态。

优选的,控制器用于在极端天气下控制各所述电控伸缩杆分别驱动所述第二板体和所述第三板体,以使所述第二板体和所述第三板体位于所述第一板体面向所述机塔的一侧,且所述第二板体和所述第三板体平行间隔设置。

与现有技术相比,本发明至少具备以下有益效果:

各光伏发电装置分别利用光能转化为电能并储存于储能设备内,控制器通过储能设备来稳定风力发电设备主体向电网供电的电压,这样使得光能和风能相结合,降低或者杜绝因风力发电电压不稳定导致的电网爬坡问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一种光能辅助运行的风能发电设备一实施例的结构示意图;

图2为机塔去除扇叶各电控升降平台进入第二轨道的结构示意图;

图3为升降平台的结构示意图。

附图标号说明:

1-机塔;11-扇叶;12-第一滑道;13-电控升降平台;14-第二滑道;15-塔座;

2-光伏发电装置;21-光伏板;22-第一板体;23-第二板体;24-第三板体;

3-升降结构;31-升降器;32-连接杆;33-安装座;34-电控伸缩杆;

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。

另外,在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“固定”等应做广义理解,例如,“固定”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外,本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种光能辅助运行的风能发电设备。

如图1至图3所示的一种光能辅助运行的风能发电设备,包括相互连接的扇叶11和机塔1,机塔1内设置风力发电设备主体(图中未示出)、控制器(图中未示出)和储能设备(图中未示出),风力发电设备主体连接扇叶11,风力发电设备主体用于将扇叶11的机械能转化为电能并送入电网;机塔1外侧设置至少一光伏发电装置2,控制器分别电连接储能设备、风力发电设备主体和各光伏发电装置2,控制器用于控制各光伏发电装置2将通过光能转化的电能储存于储能设备;控制器还用于分别控制储能设备和风力发电设备主体,以使风力发电设备主体向电网的供电电压保持在安全电压值内。

具体的,当风力发电设备主体向电网的供电电压高于安全值时,控制器控制风力发电设备主体向储能设备输电,以使风力发电设备主体的供电电压降低至安全值内。

具体的,当风力发电设备主体向电网的供电电压低于安全值时,控制器控制储能设备向风力发电设备主体输电,以使风力发电设备主体的供电电压降低至安全值内。

具体的,当风力发电设备主体向电网的供电电压高于安全值,且储能设备内储能电能空间已满时,控制器通过通讯设备向用户发送紧急指令,并将风力发电设备主体的当前供电电压数据发送至用户。

具体的,机塔1内设置若干可拆卸的充电电池,各充电电池电连接储能设备,用户可以在进行维护和巡逻时卸载充电电池对巡逻车进行更换。

各光伏发电装置2分别利用光能转化为电能并储存于储能设备内,控制器通过储能设备来稳定风力发电设备主体向电网供电的电压,这样使得光能和风能相结合,降低或者杜绝因风力发电电压不稳定导致的电网爬坡问题。

机塔1沿竖向方向开设第一滑道12,第一滑道12内设置至少一电控升降平台13,各光伏发电装置2分别可拆卸的连接一电控升降平台13,控制器电连接各电控升降平台13,控制器用于控制各电控升降平台13沿第一滑道12移动,以使各光伏发电装置2沿第一滑道12间隔设置进行光能发电。第一滑道12和电控升降平台13的设置可以最大限度的利用机塔1的高度有效提高光能的利用率。

扇叶11设置于机塔1的塔顶位置,机塔1的塔底设置第二滑道14,第二滑道14的滑动路径围绕机塔1设置,第一滑道12连通第二滑道14,控制器用于根据当地实时天气数据控制各电控升降平台13移动,以使各电控升降平台13在恶劣天气分别进入第二滑道14内。第二滑道14的设置使得位于高空中的各电控升降平台13可以在极端天气下进入塔底位置进行躲避,避免因为大风等天气造成光伏发电装置2的损坏。

机塔1的塔底设置的塔座15,塔座15设置若干固定链(图中未示出),各固定链沿机塔1的周向间隔设置,各固定链分别可拆卸的固定连接一位于第二滑道14内的一电控升降平台13。塔座15和固定链的设置可以进一步加固电控升降平台13在极端天气的稳固

具体的,塔座15和机塔1一体成型,且塔座15呈环状。

第一滑道12设置于机塔1背离扇叶11的一侧。第一滑道12设置于机塔1背离扇叶11的一侧,可以降低正常风力发电产生的大风对光伏发电装置2的影响。

光伏发电装置2包括光伏板21、光伏发电设备主体(图中未示出)和升降结构3,光伏发电设备主体连接光伏板21,控制器分别电连接光伏发电设备主体和升降结构3,光伏发电设备主体用于将光伏板21转化的电能通过控制器输送至储能设备内;升降结构3用于调整光伏板21的倾斜度;控制器用于根据当地实时日光照射角度控制升降结构3驱动光伏板21倾斜,以使光伏板21最大限度获取光能。

具体的,当储能设备内储存能源超过第一使用值(例如,储能设备内储存电能达到80%)时,控制器实时控制各升降结构3调整光伏板21的倾斜角度。这样可以避免风力发电设备主体供电电压过高时储能设备没有储存空间。

当当储能设备内储存能源超过第二使用值(例如,储能设备内储存电能达到95%)时,控制器实时各电控升降平台13和各升降结构3调整光伏板21至最佳倾斜角度。这样可以使得储能设备内空间存储空间大小位于安全范围内。

升降结构3包括升降器31和连接杆32,升降器31设置于电控升降平台13,且机塔1和光伏板21之间;光伏板21的其中一端和电控升降平台13远离机塔1的一端铰接;连接杆32的其中一端和光伏板21面向机塔1的一侧可拆卸的固定连接,连接杆32的另一端和升降器31的升降端铰接;光伏板21沿电控升降平台13的转动方向平行于连接杆32沿升降器31的转动方向;控制器电连接升降器31,控制器用于根据当地实时日光照射角度控制升降器31驱动光伏板21倾斜,以使光伏板21最大限度获取光能。

光伏板21包括第一板体22、第二板体23和第三板体24,第一板体22对称两端中的其中一端和第二板体23的其中一端铰接,第一板体22对称两端中的另一端和第三板体24的其中一端铰接;连接杆32设置安装座33,安装座33设置两电控伸缩杆34,两电控伸缩杆34沿安装座33对称设置,各电控伸缩杆34分别铰接安装座33,其中一电控伸缩杆34的伸缩端和第二板体23球头铰接,另一电控伸缩杆34的伸缩端和第三板体24球头铰接,控制器分别电连接电控伸缩杆34,控制器用于控制各电控伸缩杆34分别驱动第二板体23和第三板板沿第一板体22转动,以使第二板体23和第三板体24根据当地实时天气数据改变状态。

具体的,两电控伸缩杆34的沿安装座33的转动方向相互平行,且电控伸缩杆34沿安装座33的转动方向垂直于第一板体22沿电控升降平行台13的转动方向。

具体的,第一板体22的形状大小和电控升降平台13的形状大小相同,且电控升降平台13横向方向的长度数据小于机塔1最高处的直径。机塔1一般呈圆柱状,且机塔1的直径至塔底向塔底减小。

具体的,当光伏板21呈未展开状态时,第一板体22、第二板体23和第三板体24分别垂直于电控升降平台13,且第二板体23和第三板体24位于第一板体22面向机塔1的一侧。

具体的,当第一板体22、第二板体23和第三板体24分别平行时,控制器控制各伸缩杆调整光伏板21的倾斜角度。

具体的,第一板体22和电控升降平台13铰接。

控制器用于在极端天气下控制各电控伸缩杆34分别驱动第二板体23和第三板体24,以使第二板体23和第三板体24位于第一板体22面向机塔1的一侧,且第二板体23和第三板体24平行间隔设置。

具体的,当各电控升降平台13进入第二轨道时,第一板体22、第二板体23和第三板体24分别垂直于电控升降平台13,且第二板体23和第三板体24位于第一板体22面向机塔1的一侧。

以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

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