一种高海拔无人区光-风-雨能互补微电能捕获系统及设备技术方案

本发明专利技术提供了一种高海拔无人区光

【技术实现步骤摘要】
一种高海拔无人区光
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风
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雨能互补微电能捕获系统及设备


[0001]本专利技术属于绿色新能源发电
，特别涉及一种高海拔无人区光
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风
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雨能互补微电能捕获系统及设备。

技术介绍

[0002]在青藏高原地处我国西部地区，资源丰富、能源多样、人口稀少和环境状况复杂等特点。其中，拥有得天独厚的风能、雨能、太阳能等资源；同时，气候条件等较为恶劣，如大片区域属于无人区且主要铁路交通必须穿插而过。但是，在无人区道路特殊检测设备，如信号传感器、道路信号设备或路面检测设备等，因电能捕获方式的单一性或局限性在全天候设备正常运行面临巨大挑战，特别是极端天气环境下突发断电环境，如地震等地质灾害等。鉴于此，申请人结合专业有关技术及工况特征，设计一种高海拔无人区铁路检测或信号设备电能捕获设备，旨在解决有关设备的长期、稳定供电，确保设备全天候供电稳定。同时，在有关区域电能捕获装置的设计和研究方面，范高林等进行了有关设计和研究，另外，张洳雅等在高海拔或高寒地区多能互补利用方面，进行了相关研究或系统的设计。但是，有关本申请人所提出的电能捕获设备的设计方面的思路及技术，从已有文献中暂未发现有关设计和研究。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于弥补上述
技术介绍
部分提出的现有技术所存在的不足，提供一种高海拔无人区光
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风
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雨能互补微电能捕获系统及设备，打破常规单一能源发电设备，运用光能、风能、雨能多能互补技术，确保不同天气工况环境下，为青藏高原无人区道路信号处理和检测设备全天候供电；充分利用了自然资源，无污染且功能丰富。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种高海拔无人区光
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风
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雨能互补微电能捕获系统，包括：风力发电单元，用于将接收的风能转化为电能；第一风光雨组合发电单元，包括第一光伏发电单元和第一风雨压电发电单元，第一光伏发电单元用于将接收的太阳能转化为电能，第一风雨压电发电单元用于将接收的雨能和/或风能转化为电能；第二风光雨组合发电单元，包括第二光伏发电单元和第二风雨压电发电单元，第二光伏发电单元用于将接收的太阳能转化为电能，第二风雨压电发电单元用于将接收的雨能和/或风能转化为电能；储蓄电池单元，用于电能储存或输出电能；整流器，整流器输出端连接储蓄电池单元，用于将风力发电单元产生的交流电变成直流电，经滤波后供给储蓄电池单元充电；逆变器，用于将直流电转化为交流电后输出至负载，逆变器输入端与储蓄电池单元连接；
风光雨控制器，用于监测所述储蓄电池单元的储能状态，根据所述储蓄电池单元储能状态动态控制风力发电单元、第一光伏发电单元、第一风雨压电发电单元、第二光伏发电单元、第二风雨压电发电单元开始或停止对所述储蓄电池单元的充电，还用于将电能直接输送至逆变器，风光雨控制器的输入端与所述风力发电单元、第一光伏发电单元、第一风雨压电发电单元、第二光伏发电单元、第二风雨压电发电单元分别连接，输出端与整流器、逆变器分别连接；无线通讯模块，采用无线数据传输方式将风光雨控制器中的数据信息通过无线网络远程传输给数据采集与监控中心或接收数据采集与监控中心发出的指令后发送给风光雨控制器，无线通讯模块与风光雨控制器连接；数据采集与监控中心，用于远程进行储蓄电池单元储能状态的监测和/或管控，数据采集与监控中心通过无线网络与无线通讯模块连接。
[0005]本专利技术还提了一种高海拔无人区光
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风
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雨能互补微电能捕获设备，包括风轮、转轴、保护箱，所述风轮固定套设在转轴中部，所述转轴为中空圆管结构，转轴下部与保护箱顶面转动连接，转轴下端穿入保护箱内，且连接有第一伞齿轮，保护箱内设有发电机，发电机输入轴上设有与第一伞齿轮啮合的第二伞齿轮，转轴上部轴向等间距设有多个多边形支架，多边形支架外端自内而外安装有多棱台结构的第一内壳、第一柔性光伏发电薄膜层，第一柔性光伏发电薄膜层围成与内壳形状相同的多棱台结构，第一内壳外侧面上设有若干第一柔性压电条带，第一柔性压电条带中间设有第一凸起，第一凸起与第一柔性光伏发电薄膜层内侧面相接触；所述保护箱内还设有风光雨控制器、整流器、蓄电池，发电机、第一柔性光伏发电薄膜层、第一柔性压电条带分别与风光雨控制器电连接，风光雨控制器通过整流器与蓄电池电连接。
[0006]进一步的，所述转轴顶部通过设有的多边支架自内而外安装有第二内壳、第二柔性光伏发电薄膜层，第二柔性光伏发电薄膜层围成与第二内壳形状相同的结构，第二内壳外侧面及顶面上设有若干第二柔性压电条带，第二柔性压电条带中间设有第二凸起，第二凸起与第二柔性光伏发电薄膜层内侧面相接触，第二柔性光伏发电薄膜层、第二柔性压电条带分别与风光雨控制器电连接。
[0007]进一步的，所述保护箱内还设有无线通讯模块，无线通讯模块与风光雨控制器连接。
[0008]优选的，所述无线通讯模块为4G无线通讯模块或5G无线通讯模块。
[0009]优选的，所述保护箱内还设有逆变器，逆变器输入端与蓄电池连接。
[0010]进一步的，所述多边形支架为Y字形、十字形或米字形。
[0011]进一步的，所述第一内壳为三棱台结构、四棱台结构或八棱台结构。
[0012]进一步的，所述第二内壳为三棱台结构、四棱台结构、八棱台结构或碗形结构。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果是：1.本专利技术的高海拔无人区光
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风
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雨能互补微电能捕获设备打破常规单一能源发电设备，运用光能、风能、雨能多能互补技术，确保不同天气工况环境下，为青藏高原无人区道路信号处理和检测设备全天候供电。
[0014]2.本专利技术的高海拔无人区光
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雨能互补微电能捕获设备结合了当地自然环境的特点，运用光能、风能、雨能三者混合发电，大大提高了该设备的工作效率，充分利用了自
然资源，无污染且功能丰富。
附图说明
[0015]图1是本专利技术一实施例的高海拔无人区光
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雨能互补微电能捕获系统的原理框图；图2是本专利技术一实施例的高海拔无人区光
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风
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雨能互补微电能捕获设备的结构示意图；图3是图2中第一风光雨组合发电单元的结构示意图；图4是图3中第一风雨压电发电单元的结构示意图；图5是图3中第二风雨压电发电单元的结构示意图；附图标记：1
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风力发电单元，101
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风轮，102
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转轴，103
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第一伞齿轮，104
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第二伞齿轮，105
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发电机，2
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第一风光雨发电单元，201
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第一柔性光伏发电薄膜层，202
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第一内壳，203
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第一柔性压电条带，2031本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高海拔无人区光
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风
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雨能互补微电能捕获系统，其特征在于，包括：风力发电单元，用于将接收的风能转化为电能；第一风光雨组合发电单元，包括第一光伏发电单元和第一风雨压电发电单元，第一光伏发电单元用于将接收的太阳能转化为电能，第一风雨压电发电单元用于将接收的雨能和/或风能转化为电能；第二风光雨组合发电单元，包括第二光伏发电单元和第二风雨压电发电单元，第二光伏发电单元用于将接收的太阳能转化为电能，第二风雨压电发电单元用于将接收的雨能和/或风能转化为电能；储蓄电池单元，用于电能储存或输出电能；整流器，整流器输出端连接储蓄电池单元，用于将风力发电单元产生的交流电变成直流电，经滤波后供给储蓄电池单元充电；逆变器，用于将直流电转化为交流电后输出至负载，逆变器输入端与储蓄电池单元连接；风光雨控制器，用于监测所述储蓄电池单元的储能状态，根据所述储蓄电池单元储能状态动态控制风力发电单元、第一光伏发电单元、第一风雨压电发电单元、第二光伏发电单元、第二风雨压电发电单元开始或停止对所述储蓄电池单元的充电，还用于将电能直接输送至逆变器，风光雨控制器的输入端与所述风力发电单元、第一光伏发电单元、第一风雨压电发电单元、第二光伏发电单元、第二风雨压电发电单元分别连接，输出端与整流器、逆变器分别连接；无线通讯模块，采用无线数据传输方式将风光雨控制器中的数据信息通过无线网络远程传输给数据采集与监控中心或接收数据采集与监控中心发出的指令后发送给风光雨控制器，无线通讯模块与风光雨控制器连接；数据采集与监控中心，用于远程进行储蓄电池单元储能状态的监测和/或管控，数据采集与监控中心通过无线网络与无线通讯模块连接。2.一种高海拔无人区光
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风
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雨能互补微电能捕获设备，其特征在于：包括风轮、转轴、保护箱，所述风轮固定套设在转轴中部，所述转轴为中空圆管结构，转轴下部与保护箱顶面转动连接，转轴下端穿入保护箱内，且连接有第一伞齿轮，保护箱内设有发电机，发电机输入轴上设有与第一伞齿轮啮合的第二伞齿轮，转轴上部轴向等间距设有多个多边支架，多边支架外端自内而外安装有多棱台结构的第一内壳、第一柔性光伏发电薄膜层，第一柔性光伏发电薄膜层围...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾秉栋，何爱玲，王珊珊，王浩，周若飞，王杰，江灵芝，辛承艳，
申请(专利权)人：青海民族大学，
类型：发明
国别省市：