[0020] 需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0021] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护的范围。
[0022] 需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0023] 本实用新型实施例提供了一种发电系统。
[0024] 图1是根据本实用新型实施例的发电系统的示意图,如图1所示,该发电系统包括风力发电机叶片10、风力发电机20、旋转连接机构30和储能电池40。
[0025] 风力发电机叶片10,风力发电机叶片10为集成太阳能电池板式的风力发电机叶片。可选的方案是,风力发电机叶片10由太阳能电池板组成,太阳能电池板用于发电产生第一电能。
[0026] 风力发电机叶片10可以在有风时,被风吹动,将风能转化为机械能,然后经过风力发电机20转化为第二电能,也可以在有阳光照射时,将太阳能转化为第一电能。转化成的第一电能和第二电能可以通过储能电池40储存起来,也可以直接供给用电设备使用。
[0027] 可选地,风力发电机叶片10至少为三片,例如,第一叶片、第二叶片和第三叶片,任意两个相邻叶片之间的夹角相同,风力发电机叶片10的多个叶片均匀分布,例如,风力发电机叶片10为三片时,每两个叶片之间的夹角为120度,风力发电机叶片10也可以包括更多叶片,例如,四个叶片,每两个相邻叶片之间的夹角为90度。风力发电机的叶片数量并不是越多越好,如果叶片数量太多可能会影响光照,导致太阳能转化的电量低。可选地,风力发电机叶片10的正反面都能够将太阳能转化为第一电能,也即风力发电机叶片10的正反面都为太阳能电池,能够接收太阳光的照射将太阳能转化为电能。风力发电机叶片10也可以只有一面能将太阳能转化为电能。
[0028] 风力发电机20,与风力发电机叶片10连接,风力发电机20将机械能转化为第二电能,其中,风力发电机叶片10带动风力发电机20旋转。
[0029] 风力发电机叶片10旋转带动风力发电机20发电,风力发电机20将机械能转化为第二电能,风力发电机20可以是永磁同步风力发电机,也可以是其他类型的风力发电机。可选地,风力发电机20为外壳可旋转接触式风力发电机,风力发电机20的外壳可以随风力发电机叶片10一同旋转。
[0030] 旋转连接机构30连接风力发电机叶片10和储能电池40,可以将第一电能发送至储能电池40。
[0031] 可选地,该发电系统还包括:连接线缆,连接线缆是用于输电的线缆,可以连接该实施例提供的发电系统的不同组成部件,具体地,连接线缆可以连接风力发电机叶片和旋转连接机构。
[0032] 连接线缆可以连接风力发电机叶片10和旋转连接机构30,将风力发电机叶片10的太阳能电池板产生的电能传输到旋转连接机构30,然后输送至储能电池40。通过旋转连接机构30,可以避免连接线缆缠绕。旋转连接机构30可以是可旋转的装置,例如,可以采用滑环、滚珠等方式连接旋转的装置。
[0033] 具体地,旋转连接机构30可以包括两个部分,旋转部和固定部,旋转部通过连接线缆与风力发电机叶片10连接,固定部与储能电池40连接,解决了直接通过连接线缆连接风力发电机叶片10和储能电池40时连接线缆缠绕的问题。
[0034] 可选地,旋转连接机构30可以与风力发电机20同轴连接,能够减少发电系统的体积,也减轻发电系统的重量,其中,旋转连接机构30可以与风力发电机20同轴连接是一种优选的实施方式,在一些应用场景中,旋转连接机构30也可以不与风力发电机20同轴连接。旋转连接机构30可以设置在风力发电机叶片10和风力发电机20之间,如果风力发电机20采用外壳可旋转接触式风力发电机,也可以将旋转连接机构30设置在风力发电机20和储能电池40之间。
[0035] 储能电池40,与风力发电机20连接,储存第一电能和/或第二电能,储能电池40可以为锂电池。储能电池40可以将太阳能转化成的电能和风能转化的电能储存,其中,可以只存储太阳能转化成的电能,也可以只存储风能转化成的电能,储能电池40也可以是其他类型的电池。
[0036] 可选地,发电系统还包括:多电制交直流电能转换装置,与旋转连接机构30连接,将交流电转化为低压直流电,低压直流电可以传送至储能电池40存储,也可以供给用电设备使用。例如,风力发电机20将风能转化为交流电,然后由多电制交直流电能转换装置将交流电转化为低压直流电,以便储存和利用。
[0037] 风力发电机叶片10可以通过连接线缆与旋转连接机构30连接,将第一电能通过旋转机构30传输至多电制交直流电能转换装置,多电制交直流电能转换装置在将交流的第一电能转换为直流之后存储至储能电池40中。
[0038] 可选地,发电系统还包括输电缆绳,将储能电池40和多电制交直流电能转换装置连接。将多电制交直流电能转换装置转换成的电能输送至储能电池40储存。
[0039] 上述的连接线缆和输电缆绳可以是相同的电缆线,由于连接线缆和输电缆绳所输送的电流可能不同,输电缆绳输送的电流更大,可以采用能够承载更大电流的电缆线。在该实施例中,输电缆绳是一种复合型材料,既能够承力又能够导电,因此电能可以通过输电缆绳传送至储能电池40。
[0040] 该实施例的发电系统可以应用于多个领域,例如,临近空间飞行器领域,也可以用于其他发电领域,例如,地面风光互补发电站等。
[0041] 该实施例采用风力发电机叶片10,风力发电机叶片集成太阳能电池板,太阳能电池板发电产生第一电能;风力发电机20,与风力发电机叶片10连接,风力发电机20将机械能转化为第二电能,其中,风力发电机叶片10带动风力发电机旋转;旋转连接机构30,与所述风力发电机20连接,储能电池40,储存第一电能和/或第二电能,同时提供风力电能与太阳能电能的风光互补发电系统,通过改造风力发电机、智能化多电制交直流电能转换装备、锂电池储能系统等装备构成发电系统,可以实现风光互补电力供给与电能存储,从而解决了风力发电系统与太阳能发电系统分开导致设备体积庞大的问题,进而达到了减少风力发电系统与太阳能发电系统的体积的效果。
[0042] 本实用新型实施例还提供了一种飞行器。
[0043] 图2是根据本实用新型实施例的飞行器的示意图。如图2所示,该飞行器包括:
[0044] 本实用新型实施例的发电系统和飞行器囊体100,位于发电系统的上方,为飞行器提供浮力。
[0045] 本实用新型实施例的发电系统可以包括:风力发电机叶片10,风力发电机20,旋转连接机构30,连接线缆,储能电池40,输电缆绳60以及多电制交直流电能转换装置70。
[0046] 风力发电机叶片10,风力发电机叶片10为集成太阳能电池板式的风力发电机叶片。可选的方案是,风力发电机叶片10由太阳能电池板组成,太阳能电池板用于发电产生第一电能。
[0047] 风力发电机叶片10可以在有风时,被风吹动,将风能转化为机械能,然后经过风力发电机20转化为第二电能,也可以在有阳光照射时,将太阳能转化为第一电能。转化成的第一电能和第二电能可以通过储能电池40储存,也可以直接供给用电设备使用。
[0048] 可选地,风力发电机叶片10包括四个叶片,每两个相邻叶片之间的夹角为90度。可选地,风力发电机叶片10的正反面都能够将太阳能转化为第一电能,也即风力发电机叶片10的正反面都为太阳能电池,能够接收太阳光的照射将太阳能转化为电能。风力发电机叶片10也可以只有一面能将太阳能转化为电能。
[0049] 风力发电机20,与风力发电机叶片10连接,风力发电机20将机械能转化为第二电能,其中,风力发电机叶片10带动风力发电机20旋转。
[0050] 风力发电机叶片10旋转带动风力发电机20发电,风力发电机20将机械能转化为第二电能,风力发电机20可以是永磁同步风力发电机。可选地,风力发电机20为外壳可旋转接触式风力发电机。
[0051] 旋转连接机构30,与风力发电机20连接。旋转连接机构30可以是可旋转的装置,例如,可以采用滑环、滚珠等方式连接旋转的装置。
[0052] 可选地,在风力发电机叶片10和旋转连接机构30之间还设置有连接线缆,连接线缆可以将风力发电机叶片10的太阳能电池板产生的电能传输到旋转连接机构30,然后输送至储能电池40。
[0053] 多电制交直流电能转换装置70,与旋转连接机构30连接,将交流电转化为低压直流电,低压直流电可以传送至储能电池40存储,也可以供给用电设备使用。例如,风力发电机20将风能转化为交流电,然后由多电制交直流电能转换装置70将交流电转化为低压直流电,以便储存和利用。
[0054] 储能电池40,储存第一电能和/或第二电能,储能电池40可以为锂电池。储能电池40可以将太阳能转化成的电能和风能转化的电能储存,其中,可以只存储太阳能转化成的电能,也可以只存储风能转化成的电能,储能电池40可以为锂电池。
[0055] 发电系统还包括输电缆绳60,与储能电池40和多电制交直流电能转换装置70连接。将多电制交直流电能转换装置70转换成的电能输送至储能电池40储存。
[0056] 飞行器囊体100可以充有密度小的气体,以为飞行器提供浮力,飞行器囊体100可以是多种材料制成的囊体。
[0057] 可选地,飞行器还包括吊舱80,位于飞行器囊体100下方,与发电系统连接。
[0058] 吊舱80可以用于放置实验物品,例如,实验生物,或者供飞行员生活等。吊舱80可以放置发电系统的储能电池40。
[0059] 可选地,飞行器还包括连接缆绳90,连接缆绳连接飞行器囊体100和吊舱80。连接缆绳90将飞行器囊体与发电系统连接,以实现发电系统为飞行器的吊舱80提供电能。
[0060] 在一个可选的应用场景中,当白天太阳能较充足时,为实施方式1:
[0061] 由风力发电机叶片10收集太阳能和风能。其中太阳能经风力发电机叶片10转化为高压直流电能,经连接线缆连接至旋转连接机构30,再由旋转连接机构30传导至多电制交直流电能转换装置70并转化为低压直流电能;风能由风力发电机叶片10转化为机械能带动风力发电机20转化为交流电能,传导至多电制交直流电能转换装置70转化为低压直流电能。多电制交直流电能转换装置70上的低压直流电能经输电缆绳60为储能电池40充电,并供给吊舱内用电,完成临近空间风光互补发电。
[0062] 在另一个可选的应用场景中,当夜间无太阳能时,为实施方式2:
[0063] 风能由风力发电机叶片10转化为机械能带动风力发电机20转化为交流电能,传导至多电制交直流电能转换装置70转化为低压直流电能。装置多电制交直流电能转换装置70上的低压直流电能经输电缆绳60为储能电池40充电,并供给吊舱内用电,完成临近空间风光互补发电。
[0064] 该实施例采用发电系统和飞行器囊体,位于发电系统的上方,为飞行器提供浮力,解决了风力发电系统与太阳能发电系统分开导致设备体积庞大的问题,以实现临近空间飞行器的风光互补发电,减轻了飞行器的重量,也充分利用了太阳能和风能。
[0065] 以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。