本實用新型涉及發電系統領域，具體而言，涉及一種發電系統及飛行器。

背景技術：

目前，在一些設備中，例如在臨近空間飛行器中，電力來源主要是太陽能，而臨近空間風能的發電能力并未得到足夠的重視。臨近空間飛行器采用氦氣球載吊艙的形式在高空中自由飄動，目前的科學水平尚不能達到對吊艙內的用電設備采用傳統的地面供電形式，例如，使用大功率發電機組進行發電，因為這會加重電氣裝備重量，對吊艙重量控制有不利的影響。目前臨近空間中可以獲取的可再生能源主要是風能和太陽能，而風力發電設備體積較大，太陽能因其普遍存在、儲量無限、清潔、經濟等優點，成為最具發展潛力的可再生清潔能源，而光伏發電是利用太陽能的重要方式之一；假設臨近空間采取風光互補發電裝置，風力發電葉片與太陽能帆板通常是分開設計的兩個裝置，這對于臨近空間飛行器來說既增加了飛行器體積，又增加了飛行器重量，這種方式并不可取。

針對相關技術中風力發電系統與太陽能發電系統分開導致設備體積龐大的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術實現要素：

本實用新型的主要目的在于提供一種發電系統及飛行器，以解決風力發電系統與太陽能發電系統分開導致設備體積龐大的問題。

為了實現上述目的，根據本實用新型的一個方面，提供了一種發電系統，該發電系統包括：風力發電機葉片，風力發電機葉片集成太陽能電池板，太陽能電池板發電產生第一電能；風力發電機，與風力發電機葉片連接，風力發電機將機械能轉化為第二電能，其中，風力發電機葉片帶動風力發電機旋轉；儲能電池，與風力發電機相連接，儲存第一電能和/或第二電能；以及旋轉連接機構，連接風力發電機葉片和儲能電池。

進一步地，風力發電機葉片至少為三片，風力發電機任意兩個相鄰葉片之間的夾角相同。

進一步地，風力發電機葉片的正面和/或反面將太陽能轉化為第一電能。

進一步地，發電系統還包括連接線纜，連接風力發電機葉片和旋轉連接機構。

進一步地，旋轉連接機構與風力發電機同軸連接。

進一步地，風力發電機為外殼可旋轉接觸式風力發電機。

進一步地，發電系統還包括：多電制交直流電能轉換裝置，與旋轉連接機構連接，將交流電轉化為低壓直流電。

進一步地，發電系統還包括輸電纜繩，與儲能電池和多電制交直流電能轉換裝置連接。

為了實現上述目的，根據本實用新型的另一方面，還提供了一種飛行器，該飛行器包括：本實用新型提供的發電系統；飛行器囊體，位于發電系統的上方，為飛行器提供浮力。

進一步地，飛行器還包括吊艙，位于飛行器囊體下方，與發電系統連接。

進一步地，飛行器還包括連接纜繩，連接纜繩連接飛行器囊體和吊艙。

本實用新型通過風力發電機葉片，風力發電機葉片集成太陽能電池板，太陽能電池板發電產生第一電能；風力發電機，與風力發電機葉片連接，風力發電機將機械能轉化為第二電能，其中，風力發電機葉片帶動風力發電機旋轉；儲能電池，與風力發電機相連接，儲存第一電能和/或第二電能；以及旋轉連接機構，連接風力發電機葉片和儲能電池，解決了風力發電系統與太陽能發電系統分開導致設備體積龐大的問題，進而達到了減少風力發電系統與太陽能發電系統的體積的效果。

附圖說明

構成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中：

圖1是根據本實用新型實施例的發電系統的示意圖；以及

圖2是根據本實用新型實施例的飛行器的示意圖；

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。

為了使本技術領域的人員更好地理解本申請方案，下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分的實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本申請保護的范圍。

需要說明的是，本申請的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語“第一”、“第二”等是用于區別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應該理解這樣使用的數據在適當情況下可以互換，以便這里描述的本申請的實施例。此外，術語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統、產品或設備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或對于這些過程、方法、產品或設備固有的其它步驟或單元。

本實用新型實施例提供了一種發電系統。

圖1是根據本實用新型實施例的發電系統的示意圖，如圖1所示，該發電系統包括風力發電機葉片10、風力發電機20、旋轉連接機構30和儲能電池40。

風力發電機葉片10，風力發電機葉片10為集成太陽能電池板式的風力發電機葉片?？蛇x的方案是，風力發電機葉片10由太陽能電池板組成，太陽能電池板用于發電產生第一電能。

風力發電機葉片10可以在有風時，被風吹動，將風能轉化為機械能，然后經過風力發電機20轉化為第二電能，也可以在有陽光照射時，將太陽能轉化為第一電能。轉化成的第一電能和第二電能可以通過儲能電池40儲存起來，也可以直接供給用電設備使用。

可選地，風力發電機葉片10至少為三片，例如，第一葉片、第二葉片和第三葉片，任意兩個相鄰葉片之間的夾角相同，風力發電機葉片10的多個葉片均勻分布，例如，風力發電機葉片10為三片時，每兩個葉片之間的夾角為120度，風力發電機葉片10也可以包括更多葉片，例如，四個葉片，每兩個相鄰葉片之間的夾角為90度。風力發電機的葉片數量并不是越多越好，如果葉片數量太多可能會影響光照，導致太陽能轉化的電量低?？蛇x地，風力發電機葉片10的正反面都能夠將太陽能轉化為第一電能，也即風力發電機葉片10的正反面都為太陽能電池，能夠接收太陽光的照射將太陽能轉化為電能。風力發電機葉片10也可以只有一面能將太陽能轉化為電能。

風力發電機20，與風力發電機葉片10連接，風力發電機20將機械能轉化為第二電能，其中，風力發電機葉片10帶動風力發電機20旋轉。

風力發電機葉片10旋轉帶動風力發電機20發電，風力發電機20將機械能轉化為第二電能，風力發電機20可以是永磁同步風力發電機，也可以是其他類型的風力發電機?？蛇x地，風力發電機20為外殼可旋轉接觸式風力發電機，風力發電機20的外殼可以隨風力發電機葉片10一同旋轉。

旋轉連接機構30連接風力發電機葉片10和儲能電池40，可以將第一電能發送至儲能電池40。

可選地，該發電系統還包括：連接線纜，連接線纜是用于輸電的線纜，可以連接該實施例提供的發電系統的不同組成部件，具體地，連接線纜可以連接風力發電機葉片和旋轉連接機構。

連接線纜可以連接風力發電機葉片10和旋轉連接機構30，將風力發電機葉片10的太陽能電池板產生的電能傳輸到旋轉連接機構30，然后輸送至儲能電池40。通過旋轉連接機構30，可以避免連接線纜纏繞。旋轉連接機構30可以是可旋轉的裝置，例如，可以采用滑環、滾珠等方式連接旋轉的裝置。

具體地，旋轉連接機構30可以包括兩個部分，旋轉部和固定部，旋轉部通過連接線纜與風力發電機葉片10連接，固定部與儲能電池40連接，解決了直接通過連接線纜連接風力發電機葉片10和儲能電池40時連接線纜纏繞的問題。

可選地，旋轉連接機構30可以與風力發電機20同軸連接，能夠減少發電系統的體積，也減輕發電系統的重量，其中，旋轉連接機構30可以與風力發電機20同軸連接是一種優選的實施方式，在一些應用場景中，旋轉連接機構30也可以不與風力發電機20同軸連接。旋轉連接機構30可以設置在風力發電機葉片10和風力發電機20之間，如果風力發電機20采用外殼可旋轉接觸式風力發電機，也可以將旋轉連接機構30設置在風力發電機20和儲能電池40之間。

儲能電池40，與風力發電機20連接，儲存第一電能和/或第二電能，儲能電池40可以為鋰電池。儲能電池40可以將太陽能轉化成的電能和風能轉化的電能儲存，其中，可以只存儲太陽能轉化成的電能，也可以只存儲風能轉化成的電能，儲能電池40也可以是其他類型的電池。

可選地，發電系統還包括：多電制交直流電能轉換裝置，與旋轉連接機構30連接，將交流電轉化為低壓直流電，低壓直流電可以傳送至儲能電池40存儲，也可以供給用電設備使用。例如，風力發電機20將風能轉化為交流電，然后由多電制交直流電能轉換裝置將交流電轉化為低壓直流電，以便儲存和利用。

風力發電機葉片10可以通過連接線纜與旋轉連接機構30連接，將第一電能通過旋轉機構30傳輸至多電制交直流電能轉換裝置，多電制交直流電能轉換裝置在將交流的第一電能轉換為直流之后存儲至儲能電池40中。

可選地，發電系統還包括輸電纜繩，將儲能電池40和多電制交直流電能轉換裝置連接。將多電制交直流電能轉換裝置轉換成的電能輸送至儲能電池40儲存。

上述的連接線纜和輸電纜繩可以是相同的電纜線，由于連接線纜和輸電纜繩所輸送的電流可能不同，輸電纜繩輸送的電流更大，可以采用能夠承載更大電流的電纜線。在該實施例中，輸電纜繩是一種復合型材料，既能夠承力又能夠導電，因此電能可以通過輸電纜繩傳送至儲能電池40。

該實施例的發電系統可以應用于多個領域，例如，臨近空間飛行器領域，也可以用于其他發電領域，例如，地面風光互補發電站等。

該實施例采用風力發電機葉片10，風力發電機葉片集成太陽能電池板，太陽能電池板發電產生第一電能；風力發電機20，與風力發電機葉片10連接，風力發電機20將機械能轉化為第二電能，其中，風力發電機葉片10帶動風力發電機旋轉；旋轉連接機構30，與所述風力發電機20連接，儲能電池40，儲存第一電能和/或第二電能，同時提供風力電能與太陽能電能的風光互補發電系統，通過改造風力發電機、智能化多電制交直流電能轉換裝備、鋰電池儲能系統等裝備構成發電系統，可以實現風光互補電力供給與電能存儲，從而解決了風力發電系統與太陽能發電系統分開導致設備體積龐大的問題，進而達到了減少風力發電系統與太陽能發電系統的體積的效果。

本實用新型實施例還提供了一種飛行器。

圖2是根據本實用新型實施例的飛行器的示意圖。如圖2所示，該飛行器包括：

本實用新型實施例的發電系統和飛行器囊體100，位于發電系統的上方，為飛行器提供浮力。

本實用新型實施例的發電系統可以包括：風力發電機葉片10，風力發電機20，旋轉連接機構30，連接線纜，儲能電池40，輸電纜繩60以及多電制交直流電能轉換裝置70。

風力發電機葉片10，風力發電機葉片10為集成太陽能電池板式的風力發電機葉片?？蛇x的方案是，風力發電機葉片10由太陽能電池板組成，太陽能電池板用于發電產生第一電能。

風力發電機葉片10可以在有風時，被風吹動，將風能轉化為機械能，然后經過風力發電機20轉化為第二電能，也可以在有陽光照射時，將太陽能轉化為第一電能。轉化成的第一電能和第二電能可以通過儲能電池40儲存，也可以直接供給用電設備使用。

可選地，風力發電機葉片10包括四個葉片，每兩個相鄰葉片之間的夾角為90度。可選地，風力發電機葉片10的正反面都能夠將太陽能轉化為第一電能，也即風力發電機葉片10的正反面都為太陽能電池，能夠接收太陽光的照射將太陽能轉化為電能。風力發電機葉片10也可以只有一面能將太陽能轉化為電能。

風力發電機20，與風力發電機葉片10連接，風力發電機20將機械能轉化為第二電能，其中，風力發電機葉片10帶動風力發電機20旋轉。

風力發電機葉片10旋轉帶動風力發電機20發電，風力發電機20將機械能轉化為第二電能，風力發電機20可以是永磁同步風力發電機?？蛇x地，風力發電機20為外殼可旋轉接觸式風力發電機。

旋轉連接機構30，與風力發電機20連接。旋轉連接機構30可以是可旋轉的裝置，例如，可以采用滑環、滾珠等方式連接旋轉的裝置。

可選地，在風力發電機葉片10和旋轉連接機構30之間還設置有連接線纜，連接線纜可以將風力發電機葉片10的太陽能電池板產生的電能傳輸到旋轉連接機構30，然后輸送至儲能電池40。

多電制交直流電能轉換裝置70，與旋轉連接機構30連接，將交流電轉化為低壓直流電，低壓直流電可以傳送至儲能電池40存儲，也可以供給用電設備使用。例如，風力發電機20將風能轉化為交流電，然后由多電制交直流電能轉換裝置70將交流電轉化為低壓直流電，以便儲存和利用。

儲能電池40，儲存第一電能和/或第二電能，儲能電池40可以為鋰電池。儲能電池40可以將太陽能轉化成的電能和風能轉化的電能儲存，其中，可以只存儲太陽能轉化成的電能，也可以只存儲風能轉化成的電能，儲能電池40可以為鋰電池。

發電系統還包括輸電纜繩60，與儲能電池40和多電制交直流電能轉換裝置70連接。將多電制交直流電能轉換裝置70轉換成的電能輸送至儲能電池40儲存。

飛行器囊體100可以充有密度小的氣體，以為飛行器提供浮力，飛行器囊體100可以是多種材料制成的囊體。

可選地，飛行器還包括吊艙80，位于飛行器囊體100下方，與發電系統連接。

吊艙80可以用于放置實驗物品，例如，實驗生物，或者供飛行員生活等。吊艙80可以放置發電系統的儲能電池40。

可選地，飛行器還包括連接纜繩90，連接纜繩連接飛行器囊體100和吊艙80。連接纜繩90將飛行器囊體與發電系統連接，以實現發電系統為飛行器的吊艙80提供電能。

在一個可選的應用場景中，當白天太陽能較充足時，為實施方式1：

由風力發電機葉片10收集太陽能和風能。其中太陽能經風力發電機葉片10轉化為高壓直流電能，經連接線纜連接至旋轉連接機構30，再由旋轉連接機構30傳導至多電制交直流電能轉換裝置70并轉化為低壓直流電能；風能由風力發電機葉片10轉化為機械能帶動風力發電機20轉化為交流電能，傳導至多電制交直流電能轉換裝置70轉化為低壓直流電能。多電制交直流電能轉換裝置70上的低壓直流電能經輸電纜繩60為儲能電池40充電，并供給吊艙內用電，完成臨近空間風光互補發電。

在另一個可選的應用場景中，當夜間無太陽能時，為實施方式2：

風能由風力發電機葉片10轉化為機械能帶動風力發電機20轉化為交流電能，傳導至多電制交直流電能轉換裝置70轉化為低壓直流電能。裝置多電制交直流電能轉換裝置70上的低壓直流電能經輸電纜繩60為儲能電池40充電，并供給吊艙內用電，完成臨近空間風光互補發電。

該實施例采用發電系統和飛行器囊體，位于發電系統的上方，為飛行器提供浮力，解決了風力發電系統與太陽能發電系統分開導致設備體積龐大的問題，以實現臨近空間飛行器的風光互補發電，減輕了飛行器的重量，也充分利用了太陽能和風能。

以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。