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

李丹++羅霄++柏楊汀芷++謝運(yùn)來(lái)++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(lái)，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(kāi)關(guān)組成。通過(guò)三葉片風(fēng)車實(shí)現(xiàn)將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，通過(guò)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(jiàn)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(ài)。現(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(lái)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(yáng)能是目前最清潔環(huán)保、用之不竭的能源，而太陽(yáng)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(guò)1.OTW[1]，太陽(yáng)能資源較豐富地區(qū)達(dá)到了國(guó)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(lái)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(kāi)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(yáng)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(kāi)關(guān)用于控制無(wú)線傳輸系統(tǒng)的開(kāi)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(yáng)能發(fā)電兩部分。風(fēng)力發(fā)電部分可通過(guò)三葉扇獲取風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能；太陽(yáng)能發(fā)電部分通過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(lái)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(lái)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^(guò)程中能將光和風(fēng)利用起來(lái)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(yáng)光下，手動(dòng)打開(kāi)電源本體上的開(kāi)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(yáng)光的情況下，耳機(jī)本體兩側(cè)的光電池板會(huì)接收太陽(yáng)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)

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