專利名稱：垂直軸葉輪式風能和太陽能互補發電、用電系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種太陽能風能互補發電系統，具體是一種垂直軸葉輪式風能和太陽能互補發電、用電系統，特別適用于電路設施難以鋪設的偏遠地區或者山區。
背景技術：
近幾年，太陽能、風能等可再生能源的開發利用在我國發展迅猛，年增長率達50%以上。由于風能、太陽能資源在時空上具有互補性，因此風光互補發電成為一種重要的能源利用方案。如今，將太陽能和風能結合發電的產品并不少見，但在實際中無論是太陽能發電還是風能發電，能源利用率都不是很高。現在商業太陽能電池利用效率也較低，傳統的風力發電機利用率業只有30%左右。加之用電設備的能源浪費比較嚴重，因此生產高效持久多能源發電和用電系統勢在必行。
發明內容為了解決上述現有技術的缺點，本實用新型提供了一種垂直軸葉輪式風能和太陽能互補發電、用電系統。通過對太陽能發電和風力發電技術的改進，將太陽能發電與風力發電有機結合在一起，可提高能源的利用率。通過電話、短信、網絡進行遠程控制用電器的使用，可減少能源的浪費。該系統發電能力較強，效率高，控制系統穩定，操作簡單，節能環保，可以推廣和普及。本實用新型的技術方案一種垂直軸葉輪式風能和太陽能互補發電、用電系統，包括太陽能發電系統、垂直軸葉輪式風能發電系統、儲能系統和用電系統，其特征在于所述太陽能發電系統由太陽光反射聚光板、太陽能電池陣列萬向旋轉軸、跟蹤控制器和控制太陽能電池陣列處于最佳位置的太陽光位置傳感器組成；所述垂直軸葉輪式風能發電系統由垂直軸發電機、控制器和葉輪組成。進一步，所述的儲能系統采用逆變器進行儲能。進一步，所述的儲能系統跟所述的太陽能發電系統和所述的垂直軸葉輪式風能發電系統相連接。進一步，所述的用電系統通過GSM遠程控制。進一步，太陽能發電系統通過太陽光方位傳感器測量太陽能電池陣列是否正對太陽光，如果沒有正對太陽光，太陽光方位傳感器根據其測量的太陽能電池陣列與太陽光的偏向向控制系統發送信號，由控制系統控制舵機旋轉，當傳感器測量到太陽能電池陣列和太陽光正對時，傳感器向控制系統發送信號，控制系統控制舵機停止旋轉。進一步，的葉輪由8個葉片垂直構成，采用四面收集風能的方式收集電能。進一步，所述的太陽光反射聚光板分別與所述的太陽能電池陣列兩側成45°安裝。進一步，所述的太陽光位置傳感器位于所述的太陽能電池陣列正上方。進一步，所述的控制器是AT89S52單片機。[0013]本實用新型的有益效果將太陽能發電和風力發電結合在一起，提高了能源的綜合利用率，更好地開發利用潔凈的可再生能源。可以用于家庭用電控制系統中，既節能又環保，具有很好實用前景；可以用于電路設施難以鋪設的偏遠地區或者山區，解決偏遠地區或者山區的日常用電；可以用于已經基本成熟的太陽能汽車、太陽能熱水器等技術，改善和提高其發電能力和效率。該裝置發電能力較強，效率高，控制系統穩定，操作簡單，節能環保，可以推廣和普及。

圖I是本實用新型整體原理結構示意圖；圖2是傳感器原理圖；圖3是太陽能電池板自動跟蹤傳感電路圖；圖4是太陽能電池板跟蹤轉向電路圖； 圖5是垂直軸葉輪結構圖；圖6是太陽光反射聚光板與的太陽能電池陣列安裝示意圖；圖7是GSM遠程控制系統原理圖。圖中1、垂直軸葉輪，2、太陽能電池陣列，3、太陽光位置傳感器，4、萬向旋轉軸，5、用電裝置，6、跟蹤控制器，7、安裝支架，8、遠程控制系統，9、逆變器，10、信號輸出線，11、光敏晶體管，12、擋板，13、葉片，14、安裝架，15、軸承，16、陽光反射聚光板。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細說明。如圖I和圖6所示，垂直軸葉輪式風能和太陽能互補發電、用電系統包括太陽能發電系統、垂直軸葉輪式風能發電系統、儲能系統和用電系統。陽光反射聚光板16，太陽能電池陣列2、萬向旋轉軸4、跟蹤控制器6和控制太陽能電池陣列的太陽光位置傳感器3組成組成太陽能發電系統；垂直軸葉輪I、垂直軸發電機和控制器組成垂直軸葉輪式風能發電系統；儲能系統采用逆變器9進行儲能，跟太陽能發電系統和風能發電系統相連接。用電系統由用電裝置5與遠程控制系統8組成，通過GSM遠程控制；太陽能發電系統和垂直軸葉輪式風能發電系統都安裝于安裝支架7上。如圖2所示，太陽方位傳感系統主要由光敏晶體管11、擋板12和信號輸出線組成10組成。本裝置使用了光沿直線傳播的原理，通過光敏晶體管11采集不同的光信號通過信號輸出線10傳導至控制中心6，以保證太陽能電池陣列處于最佳的受能位置。如圖3所示，感光電路的輸出信號與電動機的運轉同步，即隨著電動機的運轉，光電三極管的感光程度也能隨時變化。為此，該裝置在形式設置上，須將4只光電三極管緊鄰排放在軸套上。光電三極管VT1、VT2在感受光亮度小時，其本身電阻較大，這時VI、V2均各自有一較小值。當感受的光亮度變化時，其本身電阻變小，V1、V3也會相應增加到各自數值。如果在初始時，在光照度相同的情況下將VI、V2調整到相等值，這樣，只要VT1、VT2的受光程度稍有不同，電壓比較器A3就能精確地區別出來，再利用A3輸出的結果，使得在VI> V2,即VO為“I”;在VI < V2即軸套I正視順時VO為“O”。把這種信號通過信號輸出線傳給控制中心，由控制中心調節電動機的運轉。AI、A2為緩沖器，其作用是減少感光電路的輸出阻抗和增加負載的輸入阻抗，并方便后邊的電路調試。LED1、LED2為電壓比較器輸出顯示，VO為“I”時，LED2點亮；V0為“O”時，LEDl點亮，以便于電路調整和隨時觀察工作狀態。如圖4所示，跟蹤控制器6采用單片機AT89S52，其工作電壓為5伏，采用12MHZ的晶振，用ULN2003作為步進電機驅動模塊，通過程序控制步進電機的轉向。如圖6所示，垂直軸葉輪I由葉片13，安裝架14和軸承15組成。8片葉片13均勻分布在安裝架14的周圍，這樣避免了風向的影響，有風就能推動垂直軸葉輪I轉動，通過垂直軸葉輪I帶動風力發電機轉動，以此增強了風能的利用率。如圖7所示，太陽光反射聚光板16分別與太陽能電池陣列2兩側成45°安裝。太陽光反射聚光板16利用了光線的反射原理，太陽光通過太陽光反射聚光板16，把太陽光反射到太陽能電池陣列2上，太陽光反射聚光板16和太陽能電池陣列2 —起由跟蹤控制器6控制，并通過電動機調整轉向，以此增強了太陽能的利用率。
權利要求1.一種垂直軸葉輪式風能和太陽能互補發電、用電系統，包括太陽能發電系統、垂直軸葉輪式風能發電系統、儲能系統和用電系統，其特征在于所述太陽能發電系統由太陽光反射聚光板、太陽能電池陣列、萬向旋轉軸、跟蹤控制器和控制太陽能電池陣列處于最佳位置的太陽光位置傳感器組成；所述垂直軸葉輪式風能發電系統由垂直軸發電機、控制器和葉輪組成。
2.根據權利要求I所述的垂直軸葉輪式風能和太陽能互補發電、用電系統，其特征在于所述的儲能系統采用逆變器進行儲能。
3.根據權利要求I所述的垂直軸葉輪式風能和太陽能互補發電、用電系統，其特征在于所述的儲能系統跟所述的太陽能發電系統和所述的垂直軸葉輪式風能發電系統相連接。
4.根據權利要求I所述的垂直軸葉輪式風能和太陽能互補發電、用電系統，其特征在于所述的用電系統通過GSM遠程控制。
5.根據權利要求I所述的垂直軸葉輪式風能和太陽能互補發電、用電系統，其特征在于所述的太陽能發電系統通過所述的太陽光方位傳感器測量所述的太陽能電池陣列是否正對太陽光，如果沒有正對太陽光，所述的太陽光方位傳感器根據其測量的所述的太陽能電池陣列與太陽光的偏向向控制系統發送信號，由控制系統控制舵機旋轉，當所述的太陽光方位傳感器測量到所述的太陽能電池陣列和太陽光正對時，所述的太陽光方位傳感器向控制系統發送信號，控制系統控制舵機停止旋轉。
6.根據權利要求I所述的垂直軸葉輪式風能和太陽能互補發電、用電系統，其特征在于所述的葉輪由8個葉片垂直構成，采用四面收集風能的方式收集電能。
7.根據權利要求I所述的垂直軸葉輪式風能和太陽能互補發電、用電系統，其特征在于所述的太陽光反射聚光板分別與所述的太陽能電池陣列兩側成45°安裝。
8.根據權利要求I所述的垂直軸葉輪式風能和太陽能互補發電、用電系統，其特征在于所述的太陽光位置傳感器位于所述的太陽能電池陣列正上方。
9.根據權利要求I所述的垂直軸葉輪式風能和太陽能互補發電、用電系統，其特征在于所述的控制器是AT89S52單片機。
專利摘要本實用新型公開了一種垂直軸葉輪式風能和太陽能互補發電、用電系統，包括太陽能發電系統、垂直軸葉輪式風能發電系統、儲能系統和用電系統。所述太陽能發電系統由太陽光反射聚光板、太陽能電池陣列控制太陽能電池陣列處于最佳位置的太陽光位置傳感器組成；所述垂直軸葉輪式風能發電系統采用四面收集風能的方式收集電能，克服了葉片易受風向干擾的問題；所述儲能系統采用逆變器進行儲能，跟太陽能發電系統和風能發電系統相連接；所述用電系統通過GSM遠程控制。優點是發電能力較強，效率高，控制系統穩定，操作簡單，節能環保，方便推廣和普及。
文檔編號G05D3/00GK202602561SQ201220199128
公開日2012年12月12日 申請日期2012年4月27日 優先權日2012年4月27日
發明者陳建國, 何新君, 潘燚, 潘建峰, 孫健 申請人:陳建國, 何新君