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      基于風(fēng)光互補(bǔ)自發(fā)電移動(dòng)電源的設(shè)計(jì)

      2017-05-16 09:39李丹羅霄柏楊汀芷謝運(yùn)來
      中國科技縱橫 2017年7期

      李丹++羅霄++柏楊汀芷++謝運(yùn)來++徐仕鳳

      摘 要:本設(shè)計(jì)提供一種基于風(fēng)光互補(bǔ)自發(fā)電的移動(dòng)電源,它帶有光電池板和風(fēng)力發(fā)電機(jī)裝置,使用時(shí)能將光和風(fēng)利用起來,自我供電。由電源本體、光電池板、三葉片風(fēng)車、微型發(fā)電機(jī)、伸縮桿、開關(guān)組成。通過三葉片風(fēng)車實(shí)現(xiàn)將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能,通過光電池板實(shí)現(xiàn)將光能轉(zhuǎn)化為電能,從而使微型發(fā)電機(jī)完成兩種能量的利用,既高效又經(jīng)濟(jì)。

      關(guān)鍵詞:風(fēng)光互補(bǔ);自發(fā)電;移動(dòng)電源

      中圖分類號(hào):TM914 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-2064(2017)07-0137-01

      隨著技術(shù)的發(fā)展,移動(dòng)電源早已成為人們生活中隨處可見的充電設(shè)備,它能與智能手機(jī)連接實(shí)現(xiàn)移動(dòng)供電的功能,備受年輕人的喜愛?,F(xiàn)有的移動(dòng)電源電量有限,當(dāng)電源電量使用完后人們必須對(duì)它進(jìn)行充電,才能再次使用,而生活中難免出現(xiàn)在戶外使用移動(dòng)電源的時(shí)候電量不足被迫不能繼續(xù)使用的情況,這給使用帶來了不便,也不能滿足對(duì)移動(dòng)電源的使用和節(jié)能環(huán)保的要求。因此一種適合用于移動(dòng)電源并且易于和移動(dòng)電源結(jié)合的發(fā)電系統(tǒng)值得研究。

      1 研究背景

      風(fēng)能和太陽能是目前最清潔環(huán)保、用之不竭的能源,而太陽能與風(fēng)能在時(shí)間上和地域上都有很強(qiáng)的互補(bǔ)性。據(jù)統(tǒng)計(jì),在l0m高度風(fēng)能儲(chǔ)量為3.2TW,可利用的超過1.OTW[1],太陽能資源較豐富地區(qū)達(dá)到了國土而積的67%,年平均日照小時(shí)達(dá)到2000h以上,因此可以利用現(xiàn)有豐富的風(fēng)能與光能將風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用于移動(dòng)電源,并使該系統(tǒng)輕量化以很好的裝載在移動(dòng)電源上,來滿足人們?nèi)粘3鲂兴琛?/p>

      2 發(fā)明內(nèi)容

      本發(fā)明提供一種基于風(fēng)光互補(bǔ)自發(fā)電的移動(dòng)電源,其特征在于它由電源本體、光電池板、三葉片風(fēng)車、微型發(fā)電機(jī)、伸縮桿、開關(guān)組成。所述的電源本體內(nèi)置有充電電源,本體兩側(cè)各設(shè)有一個(gè)光電池板,光電池板能接受太陽光照射將光轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)到充電電源中;所述的三葉片風(fēng)車有兩個(gè),分別在下方與微型發(fā)電機(jī)相連,三葉片風(fēng)車轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)微型發(fā)電機(jī)發(fā)電,并將電能存儲(chǔ)到充電電源中;所述的伸縮桿上端與微型發(fā)電機(jī)相連,伸縮桿可以伸出或縮短;所述的開關(guān)用于控制無線傳輸系統(tǒng)的開啟或關(guān)閉。

      風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電原理(如圖1所示)。

      2.1 電能產(chǎn)生環(huán)節(jié)

      電能產(chǎn)生環(huán)節(jié)包括風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電兩部分。風(fēng)力發(fā)電部分可通過三葉扇獲取風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能;太陽能發(fā)電部分通過光電池板獲取光能轉(zhuǎn)化為電能。

      2.2 電能變換控制環(huán)節(jié)[2]

      電能變換控制環(huán)節(jié)由DC/DC變換器、主控制電路等部分構(gòu)成,是發(fā)電系統(tǒng)的核心環(huán)節(jié)。

      微型發(fā)電機(jī)輸出的交流電需經(jīng)整流后進(jìn)入DC/DC變換器,輸出的直流電經(jīng)過穩(wěn)壓后直接送入DC/DC變換器;光電池板輸出得到的直流電通常要通過1個(gè)防反二極管后,再送入DC/DC變換器。

      主控制電路通常采用PLC或單片機(jī)、DSP等控制芯片,通過控制DC/DC變換器實(shí)現(xiàn)功率變換,同時(shí)還可對(duì)各種信息、參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)耳機(jī)設(shè)備的保護(hù)、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警等功能。

      2.3 電能存儲(chǔ)消耗環(huán)節(jié)[3]

      電能存儲(chǔ)消耗環(huán)節(jié)包括存儲(chǔ)和消耗兩部分。電能的存儲(chǔ)部分由耳機(jī)中微型蓄電池承擔(dān),用來消除由于天氣等原因引起的能量供需的不平衡,在整個(gè)系統(tǒng)中起到電能調(diào)節(jié)和平衡負(fù)載的作用。電能的消耗部分主要由直流負(fù)載、交流負(fù)載組成。用來提供耳機(jī)所需要的電能。

      3 研究的有益效果

      本新型移動(dòng)電源使人們?cè)谑褂眠^程中能將光和風(fēng)利用起來進(jìn)行自我供電,克服了傳統(tǒng)移動(dòng)電源需不斷充電才能循環(huán)供人們使用的缺點(diǎn),更加滿足了人們的使用需求。

      4 具體實(shí)施方式

      使用本新型移動(dòng)電源時(shí),將其豎直置于戶外陽光下,手動(dòng)打開電源本體上的開關(guān),此時(shí)電源本體內(nèi)的電能傳輸系統(tǒng)啟動(dòng),使用者可以使用它對(duì)手機(jī)、電腦等終端設(shè)備供電。在有風(fēng)的情況下,拉伸或者縮短與微型發(fā)電機(jī)相連的伸縮桿,調(diào)整三葉片風(fēng)車到合適的高度,本體上的兩個(gè)三葉片風(fēng)車會(huì)在風(fēng)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn),并同時(shí)帶動(dòng)兩個(gè)微型發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電,產(chǎn)生的電能會(huì)存儲(chǔ)到本體內(nèi)置的充電電源中,以供人們使用;在有太陽光的情況下,耳機(jī)本體兩側(cè)的光電池板會(huì)接收太陽光的輻射,并將光能轉(zhuǎn)化成電能存儲(chǔ)到充電電源中,以供人們使用。

      5 結(jié)論與展望

      傳統(tǒng)移動(dòng)電源一般采用固定充電的方式補(bǔ)充電源,而此新型耳機(jī)采用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)為移動(dòng)電源充電,充分地利用了自然界中清潔的能源,因此此新型移動(dòng)電源具有攜帶方便、自行發(fā)電而不受電量約束的特點(diǎn)。

      參考文獻(xiàn)

      [1]黃毅城.大力發(fā)展風(fēng)電[J].電網(wǎng)與清潔能源,2008,24(1):1-2.

      [2]陳亞愛,金雍奧.風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)控制技術(shù)綜述[J].電氣傳動(dòng),2012,42(1):3-9.

      [3]王濤.小型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)控制器的研究[D].合肥:合肥工業(yè)大學(xué),2009.

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