專利名稱：風(fēng)光氣互補(bǔ)供能裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種能源供給裝置，尤其是一種風(fēng)光氣互補(bǔ)供能裝置。
背景技術(shù)：
目前，隨著低碳經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來，農(nóng)村的能源模式在悄然改變，從單一的用煤模式擴(kuò)展為新型的清潔能源。太陽能發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電以及生物質(zhì)能的利用已經(jīng)炙手可熱。對(duì)于普通的農(nóng)村家庭，從單一的用能模式來看，三種新型供能模式單獨(dú)使用時(shí)效率都不高，太陽能供能受到晚上和陰雨天氣和冬天天氣的限制，風(fēng)能受到無風(fēng)日子的限制，生物質(zhì)能發(fā)酵受到溫度和壓力的限制，在季節(jié)上，夏天的三種方式都比較好，冬天都較差。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種風(fēng)光氣互補(bǔ)供能裝置，它實(shí)現(xiàn)能源利用最優(yōu)化和高效化，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的風(fēng)光氣互補(bǔ)供能裝置，包括單片機(jī)，風(fēng)力發(fā)電裝置，太陽能發(fā)電裝置，沼氣發(fā)酵裝置，風(fēng)力發(fā)電裝置及太陽能發(fā)電裝置均連接到蓄電池上，蓄電池通過功率變送器與單片機(jī)連接，在蓄電池上連接有供電繼電器，供電繼電器與單片機(jī)連接；在沼氣發(fā)酵裝置內(nèi)設(shè)有加熱管，加熱管通過加熱管繼電器與蓄電池連接，加熱管繼電器與單片機(jī)連接，在沼氣發(fā)酵裝置中連接有溫度變送器及壓力送變器，溫度變送器及壓力送變器均與單片機(jī)連接；在沼氣發(fā)酵裝置上連接有氣囊，在氣囊上連接有電磁閥，電磁閥與單片機(jī)連接。在單片機(jī)上連接有觸摸屏模塊。觸摸屏模塊可以顯示三種能源裝置的狀態(tài)數(shù)據(jù)，比如沼氣發(fā)酵裝置的當(dāng)前溫度及壓力的數(shù)值、蓄電池的電量等。也可以通過觸摸屏模塊設(shè)置單片機(jī)要控制的溫度和壓力的給定值，在觸摸屏模塊的屏幕上還設(shè)置有啟動(dòng)開關(guān)和關(guān)閉開關(guān)，手動(dòng)按鈕和自動(dòng)按鈕。手動(dòng)按鈕彈出設(shè)備模塊聯(lián)系圖，可以設(shè)置電磁閥與各個(gè)電磁繼電器的開啟和關(guān)閉，自動(dòng)設(shè)置遵循最優(yōu)的用能模式。在單片機(jī)上連接有語音報(bào)警模塊。當(dāng)需要加熱或需要更換儲(chǔ)能裝置或裝置的某個(gè)部分異常時(shí)，語音報(bào)警模塊將實(shí)現(xiàn)語音重復(fù)播報(bào)，提醒用戶由于采用了上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型采用單片機(jī)自動(dòng)采集三種能源供給裝置的工作參數(shù)，并對(duì)其工作狀態(tài)進(jìn)行合理調(diào)整，使三種能源進(jìn)行統(tǒng)一分配和集中處理，從而實(shí)現(xiàn)了能源利用最優(yōu)化和高效化，而且整個(gè)控制過程基本都是自動(dòng)化控制，使用非常方便。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作成本低廉，使用效果好。

附圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
[0009]本實(shí)用新型的實(shí)施例風(fēng)光氣互補(bǔ)供能裝置的結(jié)構(gòu)如圖I所示，包括單片機(jī)1，風(fēng)力發(fā)電裝置2，太陽能發(fā)電裝置3，沼氣發(fā)酵裝置4，風(fēng)力發(fā)電裝置2及太陽能發(fā)電裝置3均連接到蓄電池5上，蓄電池5通過功率變送器6與單片機(jī)I連接，在蓄電池5上連接有供電繼電器7，供電繼電器7與單片機(jī)I連接；在沼氣發(fā)酵裝置4內(nèi)設(shè)有加熱管8，加熱管8通過加熱管繼電器9與蓄電池5連接，加熱管繼電器9與單片機(jī)I連接，在沼氣發(fā)酵裝置4中連接有溫度變送器10及壓力送變器11，溫度變送器10及壓力送變器11均與單片機(jī)連接I連接；在沼氣發(fā)酵裝置4上連接有氣囊12，在氣囊12上連接有電磁閥13，電磁閥13與單片機(jī)I連接；在單片機(jī)I上連接有觸摸屏模塊14及語音報(bào)警模塊15。本實(shí)施例中，單片機(jī)I采用單片機(jī)最小控制系統(tǒng)，單片機(jī)I共輸入四個(gè)信號(hào)參數(shù)通過溫度變送器10變送過來發(fā)酵裝置內(nèi)部的發(fā)酵溫度信號(hào)、通過壓力變送器11傳輸過來的發(fā)酵裝置內(nèi)部的壓力信號(hào)、以及由功率變送器變6送過來的蓄電池5的電量信號(hào)和觸摸屏模塊14的觸摸指令。單片機(jī)I總共要控制3個(gè)變量，分別是蓄電池5與電路之間的供電繼電器的開閉，蓄電池5與加熱管8之間的加熱管繼電器9的開閉，氣囊12和用氣設(shè)備5-1之間的電磁閥13。
風(fēng)力發(fā)電裝置2選用的風(fēng)機(jī)為同軸多轉(zhuǎn)子風(fēng)機(jī)，安裝在風(fēng)力無遮擋的地方，且有一定的高度，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)迎風(fēng)，風(fēng)機(jī)根據(jù)實(shí)際需要選定實(shí)際功率，為50W，100W，200W,500W, 1000W, 2000W和指定的功率大小。風(fēng)機(jī)在旋轉(zhuǎn)的過程中切割磁力線發(fā)電，電流通過逆變、整流、濾波、升壓電路(圖I中的2-1)后通過導(dǎo)線接入蓄電池5。太陽能發(fā)電裝置3為太陽能帆板，安裝在一個(gè)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，可以自動(dòng)迎光，太陽能發(fā)電通過逆變、整流、濾波、升壓電路(圖I中的3-1)后通過導(dǎo)線接入蓄電池5。為獲得足夠的風(fēng)能和光能，以及安全可靠，可將風(fēng)能發(fā)電裝置2及太陽能發(fā)電裝置3置于一支撐桿上，并且互不遮擋。蓄電池5通過導(dǎo)線一路連接到供電繼電器7上，并把電能傳遞給用電裝置7-1，另一路通過加熱管繼電器9連接到加熱管8，通過加熱管將電能傳遞給發(fā)酵裝置5加熱。蓄電池5上的功率變送器6可以檢測(cè)蓄電池5的功率狀況并把檢測(cè)結(jié)果發(fā)送給單片機(jī)I。所選蓄電池5必須滿足在滿功率發(fā)電情況下蓄電半年。沼氣發(fā)酵裝置4為小戶型連續(xù)式太陽能生物質(zhì)能發(fā)酵裝置，裝置大小可選，其特點(diǎn)是連續(xù)進(jìn)料、連續(xù)出料，層狀反應(yīng)，內(nèi)置加熱管8，溫度變送器10和壓力變送器11，可以適時(shí)采集發(fā)酵裝置內(nèi)部的溫度和壓力的大小，并能通過加熱管8調(diào)節(jié)發(fā)酵裝置內(nèi)部溫度。沼氣發(fā)酵裝置4的上方還設(shè)置有出氣口，連接出氣管把發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣導(dǎo)出到氣囊12中收集起來。氣囊12通過另一端的導(dǎo)氣管連接到電磁閥13上，電磁閥13開啟后導(dǎo)給用氣裝置4-1。氣囊12必須足夠大，能夠滿足最大產(chǎn)氣量I個(gè)月的蓄氣量。觸摸屏模塊14采用壓電式觸摸顯示屏，可選用大小為3. 5英寸的規(guī)格，觸摸屏可以顯示三個(gè)能源裝置的狀態(tài)數(shù)據(jù)，如沼氣發(fā)酵裝置4的當(dāng)前溫度、壓力，蓄電池5的電量等。也可以設(shè)置要控制的溫度和壓力的給定值，在觸摸屏模塊14的屏幕上還設(shè)置有啟動(dòng)開關(guān)和關(guān)閉開關(guān)，手動(dòng)按鈕和自動(dòng)按鈕。手動(dòng)按鈕彈出設(shè)備模塊聯(lián)系圖，可以設(shè)置電磁閥與各個(gè)繼電器的開啟和關(guān)閉，自動(dòng)設(shè)置遵循最優(yōu)的用能模式。以上各個(gè)部件模塊的用電是蓄電池5出來后經(jīng)過降壓和變壓模塊給每個(gè)部件供電，單片機(jī)I為5V直流電源，用電裝置7-1及加熱管8用220V交流電，電磁閥13及各個(gè)繼電器用220V交流電源。本實(shí)用新型的工作過程是啟動(dòng)蓄電池5的電源總開關(guān)，再啟動(dòng)單片機(jī)I的開關(guān)，單片機(jī)I開始工作。選擇單片機(jī)I自動(dòng)工作時(shí)，觸摸屏模塊14上顯示當(dāng)前的工作狀態(tài)蓄電池5的電量、沼氣發(fā)酵裝置4內(nèi)部的溫度和壓力狀況，然后單片機(jī)I自動(dòng)判斷加熱管8是否需要加熱。判斷的標(biāo)準(zhǔn)是當(dāng)沼氣發(fā)酵裝置4里面的溫度達(dá)到最佳的發(fā)酵溫度(20-40tfC )時(shí)，此時(shí)產(chǎn)氣率最高，無需加熱；當(dāng)沼氣發(fā)酵裝置4里面的相對(duì)壓力達(dá)到1000_1200KPa時(shí)，壓力足夠大，用氣量夠，無需加熱；當(dāng)溫度低于20-40 tfC時(shí)，壓力達(dá)到1200KPa以上 ，無需加熱；當(dāng)氣量少，壓力低于IOOOKPa時(shí)，溫度低于20_40 ,需要啟動(dòng)加熱管加熱；當(dāng)氣量少，壓力低于1000_1200KPa時(shí)，溫度高于20-40 ,無需加熱。用電用氣方案決策常規(guī)情況下，通過風(fēng)力發(fā)電裝置及太陽能發(fā)電裝置儲(chǔ)存在蓄電池5中的電主要用于照明、電視電腦等常規(guī)用電設(shè)備。沼氣發(fā)酵裝置4產(chǎn)生的燃?xì)庖部梢杂脕碚彰?，但主要用于煮飯等耗能巨大的?chǎng)
入
口 o單片機(jī)I會(huì)優(yōu)選風(fēng)光發(fā)電，先把風(fēng)光發(fā)電的電能用完，再啟用燃?xì)?。蓄電?必須保證沼氣發(fā)酵裝置4中的溫度保持在20-40 eC范圍或更高，若沼氣發(fā)酵裝置4需要加熱，且加熱時(shí)間足夠長(zhǎng)，那么蓄電池5在直接給用電裝置7-1進(jìn)行供電時(shí)，必須留足沼氣發(fā)酵裝置4需要的電量，保證沼氣發(fā)酵裝置4永遠(yuǎn)保持在最佳的發(fā)酵狀態(tài)。在嚴(yán)格的季風(fēng)地區(qū)，3月份到10月份，三種能源都非常豐富，沼氣的化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng)，一般不啟動(dòng)加熱管加熱，此時(shí)蓄電池5可以直接用于用電裝置7-1，當(dāng)電能有余時(shí)，可以更換蓄電池5，把電能通過蓄電池5儲(chǔ)存起來。同樣，當(dāng)沼氣發(fā)酵裝置4的氣過?；驂毫^大時(shí)，更換蓄氣氣囊12，把多余的氣儲(chǔ)存起來，可以冬天用。調(diào)節(jié)到手動(dòng)時(shí)，可以在觸摸屏模塊14上直接點(diǎn)擊各個(gè)繼電器和電磁閥13的開啟和關(guān)閉按鈕，實(shí)現(xiàn)各部分供能閥門的開與關(guān)。當(dāng)需要加熱或需要更換儲(chǔ)能裝置或裝置的某個(gè)部分異常時(shí)，語音報(bào)警模塊15將實(shí)現(xiàn)語音重復(fù)播報(bào)，提醒用戶。本實(shí)用新型各部分功能的合理利用，優(yōu)化選擇，將可以實(shí)現(xiàn)斷掉強(qiáng)電電源，為農(nóng)村地區(qū)能源模式進(jìn)一步優(yōu)化提供有力的保證。
權(quán)利要求1.一種風(fēng)光氣互補(bǔ)供能裝置，包括單片機(jī)(1)，風(fēng)力發(fā)電裝置(2)，太陽能發(fā)電裝置(3)，沼氣發(fā)酵裝置(4)，其特征在于風(fēng)力發(fā)電裝置(2)及太陽能發(fā)電裝置(3)均連接到蓄電池(5 )上，蓄電池(5 )通過功率變送器(6 )與單片機(jī)(I)連接，在蓄電池(5 )上連接有供電繼電器(7)，供電繼電器(7)與單片機(jī)(I)連接；在沼氣發(fā)酵裝置(4)內(nèi)設(shè)有加熱管(8)，加熱管(8)通過加熱管繼電器(9)與蓄電池(5)連接，加熱管繼電器(9)與單片機(jī)(I)連接，在沼氣發(fā)酵裝置(4)中連接有溫度變送器(10)及壓力送變器(11)，溫度變送器(10)及壓力送變器(11)均與單片機(jī)(I)連接；在沼氣發(fā)酵裝置(4)上連接有氣囊(12)，在氣囊(12)上連接有電磁閥(13)，電磁閥(13)與單片機(jī)(I)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)光氣互補(bǔ)供能裝置，其特征在于在單片機(jī)(I)上連接有觸摸屏模塊(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)光氣互補(bǔ)供能裝置，其特征在于在單片機(jī)(I)上連接有語音報(bào)警模塊(15)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種風(fēng)光氣互補(bǔ)供能裝置，包括單片機(jī)，風(fēng)力發(fā)電裝置，太陽能發(fā)電裝置，沼氣發(fā)酵裝置，風(fēng)力發(fā)電裝置及太陽能發(fā)電裝置均連接到蓄電池上，蓄電池通過功率變送器與單片機(jī)連接，在蓄電池上連接有供電繼電器，供電繼電器與單片機(jī)連接；在沼氣發(fā)酵裝置內(nèi)設(shè)有加熱管，加熱管通過加熱管繼電器與蓄電池連接，加熱管繼電器與單片機(jī)連接，在沼氣發(fā)酵裝置中連接有溫度變送器及壓力送變器，溫度變送器及壓力送變器均與單片機(jī)連接。本實(shí)用新型采用單片機(jī)自動(dòng)采集三種能源供給裝置的工作參數(shù)，并對(duì)其工作狀態(tài)進(jìn)行合理調(diào)整，使三種能源進(jìn)行統(tǒng)一分配和集中處理，從而實(shí)現(xiàn)了能源利用最優(yōu)化和高效化，而且整個(gè)控制過程基本都是自動(dòng)化控制，使用非常方便。
文檔編號(hào)H02J9/04GK202524157SQ20122002296
公開日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月18日
發(fā)明者代張音, 張覃, 成獎(jiǎng)國(guó), 李國(guó)良, 李龍江, 林勤巖, 舒龍, 陶文亮 申請(qǐng)人:貴州大學(xué)