本實(shí)用新型涉及發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種雨水發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著能源短缺問題的日益嚴(yán)重，雨水發(fā)電逐漸被應(yīng)用。雨水發(fā)電主要是利用樓房上的雨水。
現(xiàn)有的雨水發(fā)電系統(tǒng)，為了利用樓房上的雨水，需要對(duì)樓房上的樓房雨水管進(jìn)行改造，改造難度較大，導(dǎo)致雨水發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用難度較大。
綜上所述，如何提供一種雨水發(fā)電系統(tǒng)，以減小其應(yīng)用難度，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的是提供一種雨水發(fā)電系統(tǒng)，以減小其應(yīng)用難度。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：
一種雨水發(fā)電系統(tǒng)，包括：
具有預(yù)設(shè)高度且用于蓄存雨水的蓄水箱；
與所述蓄水箱的出口連通的第一樓房雨水管；
位于蓄水箱下方的水輪發(fā)電機(jī)；
一端與所述水輪發(fā)電機(jī)的進(jìn)水口連通的第一連接管，所述第一連接管的另一端與所述第一樓房雨水管連通。
優(yōu)選地，所述蓄水箱位于樓房的頂部，所述蓄水箱的出口通過第二連接管與所述第一樓房雨水管連通。
優(yōu)選地，所述蓄水箱內(nèi)的雨水通過第二樓房雨水管引入，所述第二樓房雨水管的進(jìn)口裸露在樓房的頂部。
優(yōu)選地，上述雨水發(fā)電系統(tǒng)還包括設(shè)于所述蓄水箱內(nèi)的水位控制器。
優(yōu)選地，上述雨水發(fā)電系統(tǒng)還包括：與所述水位控制器相連且能夠顯示所述蓄水箱的水位的顯示器，與所述水位控制器相連且用于報(bào)警的報(bào)警器。
優(yōu)選地，上述雨水發(fā)電系統(tǒng)還包括與所述水輪發(fā)電機(jī)相連的蓄電池，所述蓄電池用于蓄存所述水輪發(fā)電機(jī)所發(fā)出的電。
優(yōu)選地，上述雨水發(fā)電系統(tǒng)還包括：能夠與所述水輪發(fā)電機(jī)相連的穩(wěn)壓裝置，與所述穩(wěn)壓裝置相連的變壓裝置。
優(yōu)選地，所述蓄水箱為滾塑成型箱。
優(yōu)選地，所述水輪發(fā)電機(jī)為斜擊式水輪發(fā)電機(jī)。
優(yōu)選地，上述雨水發(fā)電系統(tǒng)還包括：
用于存儲(chǔ)所述水輪發(fā)電機(jī)排出的雨水的儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)，所述儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)與所述水輪發(fā)電機(jī)的排水口連通；
用于過濾雨水的過濾裝置，所述過濾裝置位于所述水輪發(fā)電機(jī)的上游。
本實(shí)用新型提供的雨水發(fā)電系統(tǒng)中，蓄水箱內(nèi)的雨水通過第一樓房雨水管、第一連接管進(jìn)入水輪發(fā)電機(jī)，水輪發(fā)電機(jī)利用雨水進(jìn)行發(fā)電，則應(yīng)用上述雨水發(fā)電系統(tǒng)時(shí)，在現(xiàn)有的樓房雨水管上增設(shè)連接管即可完成改造，較現(xiàn)有技術(shù)相比，有效減小了改造難度，減少了改造工作量，從而減小了雨水發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用難度。
附圖說明
為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的雨水發(fā)電系統(tǒng)的示意圖。
圖1中：
1為蓄水箱、2為水輪發(fā)電機(jī)、3為第一樓房雨水管、4為第一連接管、5為儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)、6為蓄電池、7為用電設(shè)備。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
本實(shí)用新型實(shí)施例提供的雨水發(fā)電系統(tǒng)，包括：蓄水箱1，第一樓房雨水管3，第一連接管4和水輪發(fā)電機(jī)2；其中，蓄水箱1具有預(yù)設(shè)高度且用于蓄存雨水；；水輪發(fā)電機(jī)2位于蓄水箱1下方且利用雨水發(fā)電；第一樓房雨水管3與蓄水箱1的出口連通；第一連接管4的一端與水輪發(fā)電機(jī)2的進(jìn)水口連通，第一連接管4的另一端與第一樓房雨水管3連通。
可以理解的是，預(yù)設(shè)高度為設(shè)定值，在實(shí)際應(yīng)用過程中，對(duì)于該預(yù)設(shè)高度的具體數(shù)值可根據(jù)樓房的高度或者其他要求進(jìn)行設(shè)定，本實(shí)用新型實(shí)施例對(duì)此不做限定。第一樓房雨水管3為樓房現(xiàn)有的樓房雨水管。
上述雨水發(fā)電系統(tǒng)中，雨水自蓄水箱1流出后，通過第一樓房雨水管3和第一連接管4進(jìn)入水輪發(fā)電機(jī)2，雨水沖擊水輪發(fā)電機(jī)2的葉輪，使得葉輪發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，與葉輪固定相連的轉(zhuǎn)軸隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，水輪發(fā)電機(jī)2的發(fā)電機(jī)與轉(zhuǎn)軸相連，則轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。
本實(shí)用新型實(shí)施例提供的雨水發(fā)電系統(tǒng)中，蓄水箱1內(nèi)的雨水通過第一樓房雨水管3、第一連接管4進(jìn)入水輪發(fā)電機(jī)2，水輪發(fā)電機(jī)2利用雨水進(jìn)行發(fā)電，則應(yīng)用上述雨水發(fā)電系統(tǒng)時(shí)，在現(xiàn)有的樓房雨水管上增設(shè)連接管即可完成改造，較現(xiàn)有技術(shù)相比，有效減小了改造難度，減少了改造工作量，從而減小了雨水發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用難度。
同時(shí)，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的雨水發(fā)電系統(tǒng)，減小了改造難度，減少了改造工作量，則相應(yīng)地，減小了上述雨水發(fā)電系統(tǒng)的成本。
上述雨水發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)，為了利用大部分雨水，只保留一個(gè)樓房雨水管導(dǎo)通，其他的樓房雨水管均被堵住，當(dāng)然，也可預(yù)留幾個(gè)樓房雨水管以備急用。
上述雨水發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)的電，可供用電設(shè)備7使用，該用電設(shè)備7可為照明設(shè)備，也可為水泵、電機(jī)等部件，本實(shí)用新型實(shí)施例對(duì)此不做限定。
上述雨水發(fā)電系統(tǒng)中，蓄水箱1可安裝在樓房的頂部，這樣，雨水直接落在蓄水箱1內(nèi)，此時(shí)，蓄水箱1的出口通過第二連接管與第一樓房雨水管3連通。
上述蓄水箱1還可設(shè)置在樓房頂部以下的位置，例如樓房頂層的下一層。此時(shí)，蓄水箱1通過支架固定在樓房；蓄水箱1內(nèi)的雨水通過第二樓房雨水管引入，第二樓房雨水管的進(jìn)口裸露在樓房的頂部。可以理解的是，第二樓房雨水管為樓房現(xiàn)有的樓房雨水管。此時(shí)，蓄水箱1串接在現(xiàn)有的樓房雨水管上。
為了提高安全性和發(fā)電效率，上述雨水發(fā)電系統(tǒng)還包括：設(shè)于蓄水箱1內(nèi)的水位控制器。具體地，當(dāng)蓄水箱1的水位到達(dá)第一預(yù)設(shè)水位時(shí)，水位控制器控制蓄水箱1向水輪發(fā)電機(jī)2供水；當(dāng)蓄水箱1的水位到達(dá)第二預(yù)設(shè)水位時(shí)，水位控制器控制蓄水箱1停止向水輪發(fā)電機(jī)2供水；其中，第一預(yù)設(shè)水位高于第二預(yù)設(shè)水位。
在實(shí)際應(yīng)用過程中，可根據(jù)實(shí)際需要對(duì)第一預(yù)設(shè)水位和第二預(yù)設(shè)水位進(jìn)行設(shè)定，例如第一預(yù)設(shè)水位為蓄水箱1的最高水位的80％，第二預(yù)設(shè)水位為蓄水箱1的最高水位的10％，當(dāng)然，也可選擇其他值，本實(shí)用新型實(shí)施例對(duì)第一預(yù)設(shè)水位和第二預(yù)設(shè)水位的具體值不做限定。
上述雨水發(fā)電系統(tǒng)，能夠?qū)π钏?的排水進(jìn)行自動(dòng)控制，保證了水輪發(fā)電機(jī)2的持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)以及發(fā)電的連續(xù)性、穩(wěn)定性。
為了降低成本，便于控制，優(yōu)先選擇上述水位控制器為浮球閥或者電子水位控制器。當(dāng)然，也可選擇水位控制器為其他部件，并不局限于此。
上述雨水發(fā)電系統(tǒng)中，也可利用水位檢測器、控制器和截止閥來代替水位控制器，具體地，水位檢測器檢測蓄水箱1的水位，截止閥設(shè)于蓄水箱1出口處，或者截止閥串接于第一連接管4，控制器根據(jù)水位檢測器的檢測信號(hào)控制截止閥的開啟和關(guān)閉。
為了便于使用，上述雨水發(fā)電系統(tǒng)還包括：顯示器和報(bào)警器，其中，顯示器與水位控制器相連且能夠顯示蓄水箱1的水位，報(bào)警器與水位控制器相連且用于報(bào)警。
可以理解的是，顯示器與水位控制器信號(hào)連接，水位控制器檢測到的水位信息發(fā)送給顯示器，顯示器將接收到的水位信息顯示出來，這樣，工作人員可遠(yuǎn)程查詢蓄水箱1的水位；同時(shí)，報(bào)警器與水位控制器信號(hào)連接，當(dāng)水位到達(dá)第三預(yù)設(shè)水位時(shí)，報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警。其中，第一預(yù)設(shè)水位高于第三預(yù)設(shè)水位，可選擇第三預(yù)設(shè)水位與第二預(yù)設(shè)水位相同，還可選擇第三預(yù)設(shè)水位低于第二預(yù)設(shè)水位。
上述顯示器可為手機(jī)，也可為電腦等，上述報(bào)警器可為蜂鳴器或者燈，本實(shí)用新型實(shí)施例對(duì)顯示器和報(bào)警器的具體類型不做限定。
由于雨水量受季節(jié)性和氣候性影響，則雨水具有不連續(xù)性和不穩(wěn)定性，則上述雨水發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量較小且具有不連續(xù)性和不穩(wěn)定性。為了保證用電設(shè)備7正常工作，上述雨水發(fā)電系統(tǒng)還包括與水輪發(fā)電機(jī)2相連的蓄電池6，該蓄電池6用于蓄存水輪發(fā)電機(jī)2所發(fā)出的電。
上述雨水發(fā)電系統(tǒng)，利用蓄電池6將水輪發(fā)電機(jī)2所發(fā)出的電能蓄起來，便于使用。
需要使用上述雨水發(fā)電系統(tǒng)的電能時(shí)，需要在蓄電池6上連接逆變器，利用逆變器將蓄電池6的直流電能變?yōu)榻涣麟娔埽瑢⑿铍姵?的低電壓變?yōu)楦唠妷?。具體地，逆變器將蓄電池6的直流12V變?yōu)榻涣?20V。
優(yōu)選地，上述蓄電池6的電壓為12V，蓄電池6的容量為100AH。
當(dāng)雨水較多且連續(xù)時(shí)，水輪發(fā)電機(jī)2所發(fā)的電較穩(wěn)定和連續(xù)，此時(shí)，可直接利用水輪發(fā)電機(jī)2所發(fā)的電。具體地，上述雨水發(fā)電系統(tǒng)還包括：能夠與水輪發(fā)電機(jī)2連的穩(wěn)壓裝置，與穩(wěn)壓裝置相連的變壓裝置。
需說明的是，穩(wěn)壓裝置和變壓裝置將水輪發(fā)電機(jī)2發(fā)出的電進(jìn)行調(diào)節(jié)，以滿足使用要求。穩(wěn)壓裝置和變壓裝置均為現(xiàn)有技術(shù)，本文對(duì)二者的結(jié)構(gòu)不再贅述。當(dāng)可以直接使用水輪發(fā)電機(jī)2發(fā)出的電時(shí)，連接穩(wěn)壓裝置與變壓裝置，以及變壓裝置與穩(wěn)壓裝置；其中，用電設(shè)備7與變壓裝置相連。
上述雨水發(fā)電系統(tǒng)，可以將旱季為數(shù)不多的發(fā)電量用蓄電池6蓄起來，待到需要時(shí)使用，如用于應(yīng)急照明；在夏季雨水量足夠多可以發(fā)出可觀的連續(xù)的電量的情況下，可以將發(fā)出來的電通過穩(wěn)壓和變壓之后直接使用，例如使用于小區(qū)地下停車場，路燈照明，風(fēng)扇用電等。
優(yōu)選地，上述蓄水箱1采用聚乙烯材料制作，即蓄水箱1為聚乙烯箱，這樣，該蓄水箱1具有衛(wèi)生輕便、堅(jiān)固耐腐蝕、耐震耐撞擊、防紫外線不易老化等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然，也可選擇蓄水箱1為其他材料，并不局限于此。
優(yōu)選地，蓄水箱1為滾塑成型箱，即蓄水箱1通過滾塑一次成型。這樣，方便了生產(chǎn)和制造。
對(duì)于蓄水箱1的大小可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，例如，蓄水箱1的直徑為2200mm，蓄水箱1的容腔垂直高度為2100mm，蓄水箱1的總高為2550mm，蓄水箱1的蓋徑為600mm，蓄水箱1的接口直徑為50mm。當(dāng)然，也可選擇蓄水箱1的尺寸為其他，并不局限于此。
優(yōu)選地，上述水輪發(fā)電機(jī)2為斜擊式水輪發(fā)電機(jī)。具體地，斜擊式水輪發(fā)電機(jī)具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、安裝使用方便等特點(diǎn)，最適合于具有微小水力資源的地方使用，且價(jià)格相對(duì)其他類型水輪機(jī)低，所以優(yōu)先選擇水輪發(fā)電機(jī)2為斜擊式水輪發(fā)電機(jī)。
對(duì)于斜擊式水輪發(fā)電機(jī)的型號(hào)和性能，可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，例如，斜擊式水輪發(fā)電機(jī)的功率為3000W，斜擊式水輪發(fā)電機(jī)的水頭為15-30m，斜擊式水輪發(fā)電機(jī)的流量為0.025m3/s，斜擊式水輪發(fā)電機(jī)的電壓為220V，斜擊式水輪發(fā)電機(jī)的頻率為1000R/M，當(dāng)然也可選擇上述參量為其他值，并不局限于此。
上述雨水發(fā)電系統(tǒng)中，為了便于安裝，優(yōu)先選擇水輪發(fā)電機(jī)2設(shè)置于地面。
進(jìn)一步地，上述雨水發(fā)電系統(tǒng)還包括儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)5，該儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)5用于存儲(chǔ)水輪發(fā)電機(jī)2排出的雨水?？梢岳斫獾氖牵瑑?chǔ)水結(jié)構(gòu)5與水輪發(fā)電機(jī)2的排水口連通。這樣，水輪發(fā)電機(jī)2排出的水可再次利用，實(shí)現(xiàn)了雨水回收利用。例如一個(gè)比較長的周期里雨水量比較小且呈間斷性，儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)5存儲(chǔ)了一定量的雨水，該雨水可通過管道排出，用于沖廁、澆灌或者洗路等。
上述雨水發(fā)電系統(tǒng)，具有雨水發(fā)電和雨水回收利用兩個(gè)功能，二者構(gòu)成一個(gè)完整的節(jié)能系統(tǒng)。
上述儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)5可為儲(chǔ)水箱，也可為儲(chǔ)水池，為了降低成本，優(yōu)先選擇儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)5為儲(chǔ)水池?？梢岳斫獾氖牵瑑?chǔ)水池即為在地面挖出的池子。
雨水中通常帶有異物，為了避免異物影響水輪發(fā)電機(jī)2發(fā)電以及堵塞管道，上述雨水發(fā)電系統(tǒng)還包括：用于過濾雨水的過濾裝置，該過濾裝置位于水輪發(fā)電機(jī)的上游。具體地，當(dāng)蓄水箱1設(shè)置在樓頂時(shí)，過濾裝置設(shè)置在蓄水箱1內(nèi)或者第二連接管內(nèi)；當(dāng)蓄水箱1串接在樓房雨水管上時(shí)，過濾裝置設(shè)置在第二樓房雨水管的進(jìn)口端或者第二樓房雨水管的上游。
對(duì)于過濾裝置的具體結(jié)構(gòu)，可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，本實(shí)用新型實(shí)施例對(duì)此不做限定。
上述雨水發(fā)電系統(tǒng)中，蓄水箱1的成本在4000元左右，水位控制器的成本為30-80元，斜擊式水輪發(fā)電機(jī)的成本在1600元左右，蓄電池6的成本在400元左右，若預(yù)計(jì)上述雨水發(fā)電系統(tǒng)的安裝成本在4000元左右，則上述雨水發(fā)電系統(tǒng)的總成本在10000元左右。
以樓房的屋頂面積為6000m2，樓高為20m，年降水量為1800mm計(jì)算。假設(shè)雨水在管道內(nèi)的平均流速為u＝2m/s,雨水管徑d＝120mm,管長L＝20m,取水溫為20℃，斜擊式水輪發(fā)電機(jī)的效率為80％，樓頂雨水回收率為95％，上述雨水發(fā)電系統(tǒng)全年的雨水發(fā)電量大概為348KWh。以高峰期電價(jià)1元/度，可知1年可節(jié)省用電348元，以水價(jià)為1.32元/立方米，若回收利用20％的雨水量即2000立方米，則可節(jié)省水費(fèi)2640元，那么一年可節(jié)省水電費(fèi)2988元。那么，上述雨水發(fā)電系統(tǒng)四到五年即可回收成本。假設(shè)該地區(qū)有1000座高樓安裝此系統(tǒng)，則每年可發(fā)電348000度，可節(jié)約自來水2000000m3。
上述雨水發(fā)電系統(tǒng)，利用建筑本身所附帶的樓房雨水管，是雨水沿管道留下的過程帶動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)2發(fā)電，積少成多，化整為零。產(chǎn)生的電能將用于高樓的公共設(shè)施如樓道應(yīng)急照明燈，路燈等；上述雨水發(fā)電系統(tǒng)選用的管道的布置和規(guī)格，與高樓原有的樓房雨水管的設(shè)計(jì)比較吻合，尺寸相當(dāng)，與工程實(shí)際結(jié)合比較緊密，在不改變原來建筑物的排水結(jié)構(gòu)上安裝，相對(duì)于現(xiàn)有的雨水發(fā)電系統(tǒng)，實(shí)際安裝較簡便，投資相對(duì)較小。
對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。