一种风能太阳能系留浮空器及其核算方法技术

本发明专利技术涉及浮空器设计领域，提供一种风能太阳能系留浮空器及其核算方法，该风能太阳能系留浮空器包括系留浮空器、能源控制器、太阳能发电装置和风能发电装置；太阳能发电装置和风能发电装置均可拆卸地设置在系留浮空器上，能源控制器包括：能电源控制器、太阳能电源控制器和储能电池，第一充电端通过风能电源控制器与风能发电装置电连接，第二充电端通过太阳能电源控制器与太阳能发电装置电连接，供电端与系留浮空器中的载荷负载电连接。本发明专利技术提供的风能太阳能系留浮空器，将风能及太阳能发电应用到系留浮空器中，充分发挥风能及太阳能发电的优势，达到能够给系留浮空器中的载荷设备长期稳定供电的目的。长期稳定供电的目的。长期稳定供电的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种风能太阳能系留浮空器及其核算方法


[0001]本专利技术涉及浮空器设计技术，尤其涉及一种风能太阳能系留浮空器及其核算方法。

技术介绍

[0002]系留气球作为飞机和卫星不可替代的一种全新概念的空中平台，可以在时间和空间上填补飞机和卫星的空白，非常适合搭载各类电子任务装备，在军事和民用方面都具有广泛应用前景，目前世界各国都在竞相开发和研制。由于其具有留空时间长、覆盖面积大、能耗低、便于拆收、机动性强，可用于气象预报、飞行器监测、广播通讯、地形测绘、低空预警、边海防的空中监测以及反恐监测等特点，因而受到各方的关注。
[0003]系留气球供电系统用来在气球正常工作阶段和紧急情况下给球上设备和地面支持系统提供所需安全连续的电能。它包括电源系统和配电系统，电源系统是气球供电系统的核心，它是由主电源、应急电源、二次电源以及外部(地面)电源供电插座等电源与设备组成；配电系统主要功能是将电源系统输出电能进行调节变换为地面和球上各用电设备所需的电能，它由配电器、控制保护装置以及输电网等构成。
[0004]球上系统电源供应方式，主要有两种方案可以考虑：采用球载电源供电；利用系留输电缆绳经升压后将电能由地面输送至球上。采用球载电源供电的方法，电源电能有限，增加电能会使得球载电源的重量大大增加，不能满足系留气球长航时要求。采用系留输电缆绳的供电方法，缆绳造价高，重量大，对系缆的要求高，不利于系留球提高升空高度。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种风能太阳能系留浮空器及其核算方法，用以解决现有系留浮空器供电存在的负载较大以及造价较高的问题。
[0006]本专利技术提供一种风能太阳能系留浮空器，包括：系留浮空器、能源控制器、太阳能发电装置和风能发电装置；
[0007]所述太阳能发电装置和所述风能发电装置均可拆卸地设置在所述系留浮空器上，所述能源控制器包括：风能电源控制器、太阳能电源控制器和储能电池，所述储能电池设有供电端、第一充电端和第二充电端，所述第一充电端通过所述风能电源控制器与所述风能发电装置电连接，所述第二充电端通过所述太阳能电源控制器与所述太阳能发电装置电连接，所述供电端与所述系留浮空器中的载荷负载电连接。
[0008]根据本专利技术提供的一种风能太阳能系留浮空器，所述太阳能发电装置包括：若干太阳能发电单元，每个所述太阳能发电单元均可拆卸地设置在所述系留浮空器上，设置在所述系留浮空器上的所述太阳能发电单元通过所述太阳能电源控制器与所述第二充电端电连接。
[0009]根据本专利技术提供的一种风能太阳能系留浮空器，所述太阳能发电单元为太阳能电池。
[0010]根据本专利技术提供的一种风能太阳能系留浮空器，所述风能发电装置包括：若干风能发电单元，每个所述风能发电单元均可拆卸地设置在所述系留浮空器上，设置在所述系留浮空器上的所述风能发电单元通过所述风能电源控制器与所述第一充电端电连接。
[0011]根据本专利技术提供的一种风能太阳能系留浮空器，所述风能发电单元为风力发电机。
[0012]根据本专利技术提供的一种风能太阳能系留浮空器，所述风能太阳能系留浮空器还包括：吊舱，所述吊舱连接在所述系留浮空器上，所述风能电源控制器、所述太阳能电源控制器和所述储能电池均设置在所述吊舱中。
[0013]根据本专利技术提供的一种风能太阳能系留浮空器，所述风能太阳能系留浮空器还包括：锚泊平台和牵引机构；
[0014]所述牵引机构设于所述锚泊平台上，所述牵引机构与所述系留浮空器相连，以通过所述牵引机构调整所述系留浮空器的浮空高度。
[0015]本专利技术还提供一种风能太阳能系留浮空器的核算方法，包括：
[0016]获取目标发放场地的风场历史数据、光照历史数据以及风能太阳能系留浮空器中各部件的参数；
[0017]根据风场历史数据、光照历史数据以及风能太阳能系留浮空器中各部件的参数，确定太阳能发电单元和风能发电单元的加权比重；
[0018]根据加权比重进行对比分析，确定太阳能发电单元和风能发电单元的组成分配情况。
[0019]根据本专利技术提供的一种风能太阳能系留浮空器的核算方法，所述确定太阳能发电单元和风能发电单元的组成分配情况的步骤之后，还包括：
[0020]根据太阳能发电单元和风能发电单元的组成分配情况，在保证系留浮空器气动性能的前提下，调整太阳能发电单元和风能发电单元设置在系留浮空器上的位置及数量。
[0021]根据本专利技术提供的一种风能太阳能系留浮空器的核算方法，所述调整太阳能发电单元和风能发电单元设置在系留浮空器上的位置及数量的步骤之后，还包括：
[0022]获取系留浮空器中的载荷负载的供电指标，对太阳能发电单元和风能发电单元设置的位置和数量进行修正。
[0023]本专利技术提供的风能太阳能系留浮空器及其核算方法，将风能及太阳能发电应用到系留浮空器中，充分发挥风能及太阳能发电的优势，达到能够给系留浮空器中的载荷设备长期稳定供电的目的。风能及太阳能发电能够实现系留浮空器长航时驻空能源自给自足，同时突破储能电池巨大或者供电系缆重量高的限制，提高系留球平台搭载能力。除此以外本文还引入了在系留浮空器中因时因地科学合理的风能及太阳能发电系统适应性优化设计，在保证供电能力的同时降低自身重量，减小系留浮空器载重压力，真正做到能源可再生，系统设计科学合理。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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
附图获得其他的附图。
[0025]图1是本专利技术提供的风能太阳能系留浮空器的示意图之一；
[0026]图2是本专利技术提供的风能太阳能系留浮空器的示意图之一；
[0027]图3是本专利技术提供的能源控制器的示意图；
[0028]图4是本专利技术提供的风能太阳能系留浮空器的核算方法的流程示意图之一；
[0029]图5是本专利技术提供的风能太阳能系留浮空器的核算方法的流程示意图之二。
[0030]附图标记：
[0031]100、系留浮空器；1010、载荷负载；200、能源控制器；2010、风能电源控制器；2020、太阳能电源控制器；2030、储能电池；300、太阳能发电装置；3010、太阳能发电单元；400、风能发电装置；4010、风能发电单元；500、吊舱；600、锚泊平台；700、牵引机构。
具体实施方式
[0032]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]下面结合图1、图2和图3描述本专利技术提供的风能太阳能系留浮空器。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风能太阳能系留浮空器，其特征在于，包括：系留浮空器、能源控制器、太阳能发电装置和风能发电装置；所述太阳能发电装置和所述风能发电装置均可拆卸地设置在所述系留浮空器上，所述能源控制器包括：风能电源控制器、太阳能电源控制器和储能电池，所述储能电池设有供电端、第一充电端和第二充电端，所述第一充电端通过所述风能电源控制器与所述风能发电装置电连接，所述第二充电端通过所述太阳能电源控制器与所述太阳能发电装置电连接，所述供电端与所述系留浮空器中的载荷负载电连接。2.根据权利要求1所述的风能太阳能系留浮空器，其特征在于，所述太阳能发电装置包括：若干太阳能发电单元，每个所述太阳能发电单元均可拆卸地设置在所述系留浮空器上，设置在所述系留浮空器上的所述太阳能发电单元通过所述太阳能电源控制器与所述第二充电端电连接。3.根据权利要求2所述的风能太阳能系留浮空器，其特征在于，所述太阳能发电单元为太阳能电池。4.根据权利要求1所述的风能太阳能系留浮空器，其特征在于，所述风能发电装置包括：若干风能发电单元，每个所述风能发电单元均可拆卸地设置在所述系留浮空器上，设置在所述系留浮空器上的所述风能发电单元通过所述风能电源控制器与所述第一充电端电连接。5.根据权利要求4所述的风能太阳能系留浮空器，其特征在于，所述风能发电单元为风力发电机。6.根据权利要求1
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5中任一项所述的风能太阳能系留浮空器，其特征在于，所述风能太阳能系留浮空器还包括：吊舱，所述吊舱连接在所述系留浮空器上...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦玉梅，闫峰，付强，何泽青，杨燕初，何小辉，
申请(专利权)人：中国科学院空天信息创新研究院，
类型：发明
国别省市：