專利名稱：一種農(nóng)村生態(tài)發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種農(nóng)村綠色生態(tài)發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
為建設(shè)社會主義新農(nóng)村，大幅提高農(nóng)民生活質(zhì)量，國家花費了大量財力物力普及農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)，尤其是偏遠(yuǎn)山村的農(nóng)電建設(shè)投資大、維護費用高、電能損耗大、安全隱患多。當(dāng)前農(nóng)村用電仍以火電為主，水電為輔。水電的建設(shè)實際上是以破壞生態(tài)平衡為代價的?；痣娍看罅肯挠邢薜幕茉?，并嚴(yán)重污染環(huán)境，不利于低碳、生態(tài)文明和綠色農(nóng)業(yè)的建設(shè)。為農(nóng)耕，農(nóng)民畜養(yǎng)了牛、馬、驢、騾等動物；為創(chuàng)收，又留下家中老小，外出打工。這實際上已造成了極不和諧的社會現(xiàn)象，也為綠色農(nóng)業(yè)及新農(nóng)村建設(shè)留下不和諧的隱患。另一方面，中國實際上是個傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大國，自古以來就有利用畜養(yǎng)動物和人力做功的傳統(tǒng)，如利用人力或畜力碾磨糧食拉車等等，若推陳出新的發(fā)揮這些做功傳統(tǒng)，創(chuàng)造性地利用現(xiàn)有的機械電氣等技術(shù)成果，圍繞“綠色生態(tài)能源”建設(shè)可帶動在家就業(yè)和種養(yǎng)業(yè)的發(fā)展。傳統(tǒng)利用人力發(fā)電，如手搖、腳踏發(fā)電裝置，對于農(nóng)村生態(tài)發(fā)電系統(tǒng)的建設(shè)缺乏實用性。在利用畜力發(fā)電領(lǐng)域，中國專利200820133647.1公開了一種動物發(fā)電機，其把一條動物固定在一個框架內(nèi)的窄小空間，逼迫這條動物有規(guī)律地原地踏步驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電，并設(shè)有固定加壓裝置，對動物背部加壓增大發(fā)電量，有對動物施虐之嫌，難論商業(yè)價值。中國專利201120015348.X公開了一種動物拉力驅(qū)動發(fā)電設(shè)備，其介紹了一種用動物拉動一根單向橫桿驅(qū)動一個大齒輪，并由這一個大齒輪帶動另一個固定在發(fā)電機主軸上的小齒輪發(fā)電的裝置，這一方面需要一個價格昂貴的超大精密齒輪，另一方面需要多匹駿馬牽引才可能發(fā)出少量的電，安全性、穩(wěn)定性欠佳，實用性和商業(yè)價值均令人生疑。中國專利申請201010518733.6公開了一種力速轉(zhuǎn)化器的方法及動物發(fā)電，文中寫有“提供一種力速轉(zhuǎn)化
器的方法及動物發(fā)電，能把強大的力量轉(zhuǎn)化機械光速，光速轉(zhuǎn)化強力是個新發(fā)現(xiàn)，......”，
宣稱可以“使得人、馬動物，能通過力速轉(zhuǎn)化器等，建成大、中、小發(fā)電站”，但缺乏實現(xiàn)的可能性。中國專利申請200410044268.1公開了一種牽引裝置、同步驅(qū)動車、動物發(fā)電機、動物發(fā)電站，其提供了一種通過一個牽引動物帶動移動的“信號裝置”的同步驅(qū)動車，并設(shè)有一個支撐架類的裝置承擔(dān)動物身軀的重量，讓動物不必承受地球重力影響，只需四肢移動，就可通過動物一動實現(xiàn)發(fā)電機發(fā)電，但其并未講述如何提供發(fā)電所需的動能，缺乏可實施性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，在保證安全環(huán)保、無污染的前提下，提供一種工作安全，穩(wěn)定性好，可行性高的農(nóng)村綠色生態(tài)發(fā)電系統(tǒng)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一種農(nóng)村生態(tài)發(fā)電系統(tǒng)，包括動力臂、動力傳輸主軸、動力換擋裝置、蓄能裝置、變速裝置、發(fā)電機、蓄能電池組和控制模組；所述動力臂固定于動力傳輸主軸上，動力傳輸主軸和動力換檔裝置相接，蓄能裝置和變速裝置分別設(shè)于動力換檔裝置兩側(cè)，變速裝置與發(fā)電機相連，發(fā)電機經(jīng)控制模組與蓄能電池組相連。進一步，還包括固定支架，所述固定支架包括用于穩(wěn)固動力傳輸主軸的動力傳輸主軸支架和用于穩(wěn)固動力換擋裝置、蓄能裝置、變速裝置的裝置固定支架，以利于防止震動或移位，降低危害性；所述動力傳輸主軸通過主軸軸承固定在動力傳輸主軸支架上。進一步，所述動力臂由至少兩根成等夾角布置并固定于動力傳輸主軸上的長度均^ 1.2m的杠桿構(gòu)成，所述杠桿優(yōu)選2根、3根或4根。 進一步,所述控制模組通過接線盒或插座外接國家電網(wǎng)或外部電氣設(shè)備。進一步，所述變速裝置與發(fā)電機的聯(lián)接可采用軸聯(lián)接、齒輪聯(lián)接、皮帶輪聯(lián)接或鏈條聯(lián)接，也可采用摩擦聯(lián)接。進一步，所述動力換擋裝置設(shè)有兩個基本檔位，其中一個檔位用于將動力傳輸主軸的動力扭矩直接傳遞至變速裝置，另一檔位用于將動力傳輸主軸的動力扭矩傳遞至蓄能裝置內(nèi)的高彈性蓄能材料組，再將蓄能裝置的高彈性蓄能材料組內(nèi)蓄積的勢能平緩地經(jīng)動力換檔裝置傳遞至變速裝置。動力換檔裝置還可設(shè)置變速檔，以調(diào)整變速裝置的輸出扭矩和轉(zhuǎn)速。動力換擋裝置和蓄能裝置的配合較好地適應(yīng)了農(nóng)村馴養(yǎng)畜力的特點，解決了畜力進食、休息問題，提高發(fā)電機運轉(zhuǎn)率。所述蓄能裝置采用設(shè)有動力扭矩輸入軸、穩(wěn)速輸出軸、蓄能量大于2.1KJ的機械蓄能裝置， 所述機械蓄能裝置可將畜力做功的生物能轉(zhuǎn)化為彈性勢能，再將彈性勢能平緩地以動力扭矩輸出。進一步，所述發(fā)電機可采用勵磁直流發(fā)電機或交流發(fā)電機；發(fā)電機額定功率選用1.5KW"100.0KW。所述控制模組為供配電成熟技術(shù)，其集成的穩(wěn)壓變壓變頻整流及充變電組件通過連接電路和中央處理器對發(fā)電機產(chǎn)生的原始電力進行處理、凈化，使得發(fā)電系統(tǒng)的電力輸出潔凈和平穩(wěn)，能適宜對電壓電流波動比較敏感的電氣設(shè)備和儀器供電，并能將剩余電力輸至蓄能電池組，且在發(fā)電機停止發(fā)電時段對電氣設(shè)備和儀器平穩(wěn)供電。工作時，所述動力臂由人馴養(yǎng)的畜力(牛、馬、驢、騾、狗等)牽引動力臂，或通過外部機械設(shè)備推動或拉動動力臂，以杠桿產(chǎn)生的扭矩帶動動力傳輸主軸轉(zhuǎn)動，通過換檔裝置將動力傳輸主軸扭矩經(jīng)變速裝置變速，或動力換檔裝置將主軸扭矩傳遞至蓄能裝置，蓄能裝置再將蓄積的能量平緩地經(jīng)動力換檔裝置輸出傳遞至變速裝置變速，上述換檔選擇在畜力可持續(xù)工作時，換檔裝置宜直接將動力傳輸主軸扭矩傳遞至變速裝置變速；在畜力不可持續(xù)工作狀態(tài)時，為大幅延長發(fā)電時間，換檔裝置宜將動力傳輸主軸扭矩傳遞至蓄能裝置蓄能，再經(jīng)蓄能裝置平緩輸出至變速裝置，變速裝置輸出的動力扭矩驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電，發(fā)電機產(chǎn)生的原始電力經(jīng)控制模組進行處理、凈化，以平穩(wěn)的電壓電流供能電氣設(shè)備和蓄能電池組,多余電力可上網(wǎng)供給國家電力網(wǎng)。本發(fā)明具有如下優(yōu)點:1、在創(chuàng)造性的整合現(xiàn)代機械、發(fā)電、控制等先進技術(shù)成果的基礎(chǔ)上，為適應(yīng)農(nóng)村畜力特點，推陳出新地利用了農(nóng)村傳統(tǒng)的畜力做功，建設(shè)農(nóng)村生態(tài)發(fā)電系統(tǒng)，能滿足用電品質(zhì)要求。2、順應(yīng)國家能源建設(shè)政策要求，農(nóng)村生態(tài)發(fā)電系統(tǒng)除滿足家庭或村寨所需外，多余電力可賣給國家電力網(wǎng)，能創(chuàng)收，具有商業(yè)價值和農(nóng)民創(chuàng)業(yè)價值，利于就近創(chuàng)業(yè)或就業(yè)。3、利于實現(xiàn)農(nóng)村尤其是偏遠(yuǎn)山村家電現(xiàn)代化，并可減少砍柴伐薪對環(huán)境植被的破壞。4、畜力發(fā)電的商業(yè)價值有利于促進農(nóng)村種養(yǎng)業(yè)的發(fā)展。5、農(nóng)村生態(tài)發(fā)電系統(tǒng)的建設(shè)有利于帶動機械電氣等制造業(yè)發(fā)展，并可減少工業(yè)發(fā)電對資源和環(huán)境的損耗。6、農(nóng)村生態(tài)發(fā)電系統(tǒng)的建設(shè)，能增加觀光娛樂性，有利于促進旅游業(yè)發(fā)展，并可一定程度地化解農(nóng)民外出打工造成的不和諧隱患。7、本發(fā)明工作安全，穩(wěn)定性好，可行性高。


圖1為本發(fā)明農(nóng)村生態(tài)發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。參照圖1，本實施例包括動力臂1、動力傳輸主軸2、動力換擋裝置3、蓄能裝置5、變速裝置4、發(fā)電機6、蓄能電 池組8和控制模組7 ;所述動力臂I固定于動力傳輸主軸2上，動力傳輸主軸2和動力換檔裝置3相接，蓄能裝置5和變速裝置4分別設(shè)于動力換檔裝置3兩側(cè)，變速裝置4與發(fā)電機6相連，發(fā)電機6經(jīng)控制模組7與蓄能電池組8相連，控制模組7經(jīng)接線盒或插座外接國家電網(wǎng)或外部電氣設(shè)備。還包括固定支架，所述固定支架包括用于穩(wěn)固動力傳輸主軸2的動力傳輸主軸支架和用于穩(wěn)固動力換擋裝置、蓄能裝置、變速裝置的裝置固定支架，以利于防止震動或移位，降低危害性。所述動力傳輸主軸2通過主軸軸承9固定在動力傳輸主軸支架上。所述變速裝置4與發(fā)電機6的聯(lián)接可采用軸聯(lián)接、齒輪聯(lián)接、皮帶輪聯(lián)接或鏈條聯(lián)接，也可采用摩擦聯(lián)接。所述動力換擋裝置3設(shè)有兩個基本檔位，其中一個檔位用于將動力傳輸主軸的動力扭矩直接傳遞至變速裝置4的檔位，另一檔位用于將動力傳輸主軸2的動力扭矩傳遞至蓄能裝置5內(nèi)的高彈性蓄能材料組，高彈性蓄能材料組蓄積的勢能平緩地經(jīng)動力換檔裝置3傳遞至變速裝置4。動力換檔裝置3還設(shè)置有變速檔，以調(diào)整變速裝置4的輸出扭矩和轉(zhuǎn)速。動力換擋裝置3和蓄能裝置5的配合較好地適應(yīng)了農(nóng)村馴養(yǎng)畜力的特點，解決了畜力進食、休息問題，提高發(fā)電機6的運轉(zhuǎn)率，選用適宜的蓄能裝置5在蓄力做功不可持續(xù)時，仍可保證24小時的連續(xù)穩(wěn)定發(fā)電。所述蓄能裝置5采用設(shè)有動力扭矩輸入軸、穩(wěn)速輸出軸、蓄能量大于2.1KJ的機械蓄能裝置，將生物做功的動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能，再將彈性勢能平緩地以動力扭矩輸出。所述發(fā)電機采用勵磁直流發(fā)電機(也可選用交流發(fā)電機)；發(fā)電機額定功率選用1.5KW~100.0KW。所述動力臂I由至少兩根成等夾角布置并固定于動力傳輸主軸2上的長度彡1.2m的杠桿組成。本發(fā)明農(nóng)業(yè)生態(tài)發(fā)電系統(tǒng)實施前，一是需準(zhǔn)確評估家庭或農(nóng)村照明、家用電器及其它用電設(shè)施潛在的負(fù)載高峰；二是需明確預(yù)期本村外賣或上網(wǎng)電量；三是需清楚可馴養(yǎng)使用的畜力種類和數(shù)量，畜力的種類對發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計影響頗大，如水牛力大而速度較慢，馬速度快而力量偏弱等，都直接影響設(shè)計參數(shù)；四是需了解可接受的投資形式和投資數(shù)量；五是需測量村前村后可用于建設(shè)發(fā)電系統(tǒng)的場地環(huán)境，并了解當(dāng)?shù)貧夂蛸Y料。根據(jù)掌握的以上資料綜合分析確定方案后，進行生態(tài)發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計和配置確定。實施案例1:某山村已通電，電價1.3元/度，住5戶人家，其中一家男主人腿有殘疾，靠種地和養(yǎng)十余頭羊、三條黃牛維持生計。此山村5戶人家現(xiàn)家電負(fù)荷高峰總計僅
0.8KW，日平均用電合計約10度，預(yù)測未來五年最高用電負(fù)荷為4KW，包括添加的家電和一臺電泵抽水，日平均用電預(yù)計總量約50度，且都確定只要電價不超過0.8元/度，則添置家電，達到每天約50度用電量。考慮由腿有殘疾男人家辦發(fā)電項目，期望每月有800元的賣電收入，能接受一次性50000元以內(nèi)的投資項目，其家屋前有一塊14mX9.3m相對平整的空地，當(dāng)?shù)貧夂虼合募径嘤?，冬季最低溫是_5°C。根據(jù)實際情況，發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計擬定采用三條黃牛作為畜力，選用額定功率8KW交流發(fā)電機，采用3.0m長動力臂杠桿3根呈120°夾角對稱嵌定在動力傳輸主軸上，以三條黃牛為牽引動力，變速裝置和發(fā)電機采用皮帶輪聯(lián)接，動力傳輸主軸支架固定在空地中央，支架約Im高度設(shè)防雨棚室，變速裝置和發(fā)電機置于防雨棚下，控制模組和蓄電池組置于室內(nèi)，聯(lián)接電纜加護管套埋置于地下。持續(xù)發(fā)電時間每天平均按16小時，電力約128度。除自用約10度外，供同村用戶約40度，按0.8元/度計約32元，上網(wǎng)電約78度，按0.45元/度計約35.1元，即每日外賣電收入約67.1元，月賣電收入約2013元，年賣電收入約24156元。實施例2:某山村已通電，住12戶，有畜養(yǎng)動物驢、馬、牛做為農(nóng)耕和拉車的傳統(tǒng)，現(xiàn)用電總負(fù)荷5.8KW，電價1.2元/度，全山村日用電總量平均10度，預(yù)計未來用總負(fù)荷峰值為30KW，全山村日用電總量平均約50度。該山村全員協(xié)商:投資生態(tài)發(fā)電系統(tǒng)除自用電夕卜，期望每月有2000元的賣電收入，能接受的投資規(guī)模24萬元以內(nèi)，投資形式為付現(xiàn)50%，其余50%以外賣電收入償付。該村周圍有大片不利耕作的空地，當(dāng)?shù)貧夂驗楸睖貛У湫蜌夂?，春雨多、冬季氣溫最?7度。結(jié)合本山村情況，設(shè)計采用2套相同的畜力發(fā)電裝置，共用一套控制模組和蓄能電池組，每套發(fā)電裝置可分別同時采用牛力或同時采用馬力或驢力牽引。每套發(fā)電裝置輸出額定功率選定為20KW，共計40KW。每套發(fā)電裝置的動力臂設(shè)置為120度角分布的三根長度為Sm的杠桿，根據(jù)使用畜力的種類在杠桿上相應(yīng)位置設(shè)定拉力掛鉤。變速裝置和發(fā)電機采用皮帶輪聯(lián)接，40KW發(fā)電系統(tǒng)裝置總投資約13萬元。2套發(fā)電裝置由山村組委安排2人負(fù)責(zé)看管畜力發(fā)電，每天發(fā)電平均時間按16小時，獲電力約640度，可最大外賣上網(wǎng)電每天約590度，按0.45元/度計，月賣電收入約7965元，除滿足山村全體12戶自用電外，年賣電收入約95580元。
權(quán)利要求
1.一種農(nóng)村生態(tài)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:包括動力臂、動力傳輸主軸、動力換擋裝置、蓄能裝置、變速裝置、發(fā)電機、蓄能電池組和控制模組；所述動力臂固定于動力傳輸主軸上，動力傳輸主軸和動力換檔裝置相接，蓄能裝置和變速裝置分別設(shè)于動力換檔裝置兩側(cè)，變速裝置與發(fā)電機相連，發(fā)電機經(jīng)控制模組與蓄能電池組相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)村生態(tài)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:還包括固定支架，所述固定支架包括用于穩(wěn)固動力傳輸主軸的動力傳輸主軸支架和用于穩(wěn)固動力換擋裝置、蓄能裝置、變速裝置的裝置固定支架，所述動力傳輸主軸通過主軸軸承固定在動力傳輸主軸支架上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的農(nóng)村生態(tài)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述動力臂由至少兩根成等夾角布置并固定于動力傳輸主軸上的長度均> 1.2m的杠桿構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的農(nóng)村生態(tài)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述動力臂由2根、3根或4根杠桿構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的農(nóng)村生態(tài)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述變速裝置與發(fā)電機的聯(lián)接采用軸聯(lián)接、齒輪聯(lián)接、皮帶輪聯(lián)接、鏈條聯(lián)接或摩擦聯(lián)接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的農(nóng)村生態(tài)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述動力換擋裝置設(shè)有兩個基本檔位，其中一個檔位用于將動力傳輸主軸的動力扭矩直接傳遞至變速裝置；另一檔位用于將動力傳輸主軸的動力扭矩傳遞至蓄能裝置，再將蓄能裝置內(nèi)蓄積的能量平緩地經(jīng)動力換檔裝置傳遞至變速裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的農(nóng)村生態(tài)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:動力換檔裝置還設(shè)有用于調(diào)整變速裝置的輸出扭矩和轉(zhuǎn)速的變速檔。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所 述的農(nóng)村生態(tài)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述蓄能裝置采用設(shè)有動力扭矩輸入軸、穩(wěn)速輸出軸、蓄能量大于2.1KJ的機械蓄能裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的農(nóng)村生態(tài)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述發(fā)電機采用勵磁直流發(fā)電機或交流發(fā)電機；發(fā)電機額定功率選用1.5KW^100.0KW。
全文摘要
一種農(nóng)村生態(tài)發(fā)電系統(tǒng)，包括動力臂、動力傳輸主軸、動力換擋裝置、蓄能裝置、變速裝置、發(fā)電機、蓄能電池組和控制模組；所述動力臂固定于動力傳輸主軸上，動力傳輸主軸和動力換檔裝置相接，蓄能裝置和變速裝置分別設(shè)于動力換檔裝置兩側(cè)，變速裝置與發(fā)電機相連，發(fā)電機經(jīng)控制模組與蓄能電池組相連。本發(fā)明工作安全，穩(wěn)定性好，可行性高。
文檔編號F03G7/00GK103147948SQ20131008994
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月20日
發(fā)明者尹小林, 尹無忌 申請人:尹小林