家庭離網供電設備的製作方法
2023-10-26 11:15:32
專利名稱：家庭離網供電設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電力系統，特別涉及家庭供電的電力系統。
背景技術：
目前，家庭用電的電力來源是由市政府提供的，即由統一的電力公司通過覆蓋整座城市的電纜線將電能傳輸到千家萬戶，由市政府提供的電力稱為市電。然而，隨著大功率電器的普遍使用，電力供應日趨緊張。尤其在夏季，空調的大範圍使用，更是大大加重了市電的負荷，電力公司往往需要配備大量的維護人員進行電力搶修，以保證市民的正常用電。另一方面，新能源的開發已越來越受到人們的廣泛關注，其中就包括了電能的開發，如利用太陽能發電光板或腳踏式發電機進行發電等等。其中，腳踏式發電機由於利用了地球引力所帶來的人體自身重量即向下的自然重力作為原動力，大大節省了人體體力，相對於手搖式發電機一味靠人體體力的費力發電方式，省時省力，大大提高了發電效率。但是，如何將新能源的開發有效應用到城市的用電緊張問題中，在目前的現有技術中，尚未給出一種有效的解決方案。
實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種家庭離網供電設備，使得在健身的同時，能夠為家用電器提供電力，節省電能源，保護環境，低碳環保。為解決上述技術問題，本實用新型的實施方式提供了一種家庭離網供電設備，包含腳踏式發電機、控制逆變器、家用電源；其中，所述腳踏式發電機與所述控制逆變器相連接，所述控制逆變器與所述家用電源相連接；所述控制逆變器將所述腳踏式發電機產生的電能供應給所述家用電源。本實用新型實施方式相對於現有技術而言，利用了腳踏式發電機通過地球引力所帶來的人體自身重量即向下的自然重力作為原動力進行發電的特性，通過控制逆變器將腳踏式發電機產生的電能供應給家用電源。使得用戶既可以達到健身的目的，也可以為家用電器提供電力，節省了電能源，保護了環境，實現了低碳環保的理念。而且由於腳踏式發電結構，實現了既能發電，又能鍛鍊雙腳和雙腿(健身)的雙重目的，健身運動時的體力消耗被有效地用於發電，避免了人體體力的白白浪費。如，學生做作業時間長了，就可以從椅子上站起來，雙腳踩踏該腳踏板，即可健身，又可發電；如每天看電視劇，看新聞時也可以邊健身邊看，實現健身與省電的雙重目的。另外，家庭離網供電設備還包含蓄電池組，蓄電池組與控制逆變器相連接，控制逆變器將腳踏式發電機產生的除供應給家用電源外的剩餘電能，傳輸至蓄電池組中。使得腳踏式發電機產生的剩餘電能能夠存儲起來，以便下次使用，避免了電能的浪費，安全方便地實現了隨時發電隨時使用和儲存，進一步節省了電能源，保護了環境。另外，家庭離網供電設備還包含太陽能發電光板，該太陽能發電光板與控制逆變器相連接，控制逆變器將太陽能發電光板產生的電能供應給家用電源和蓄電池組。由於太陽能發電光板每天8小時的發電量也能為家庭用電提供了一定程度的補助用電，因此通過控制逆變器的使用和儲存，可形成一套更完善的獨立的供電系統，節省電能，解決城市供電緊張。另外，控制逆變器由逆變系統和充電控制器組成，充電控制器具備對蓄電池組的充足保護和放電欠壓保護功能，在蓄電池組的電池欠壓時，停止向逆變系統傳輸電能，自動切換到由市電向家用電源供電的模式；充電控制器在蓄電池組的電池電壓升高到預置門限時，切斷市電，重新將電能傳送給逆變系統。使得在家庭離網供電設備提供的電能不足時， 仍由市電向家用電器供電，在家庭離網供電設備提供的電能充足時，切斷市電，仍由家庭離網供電設備向家用電器供電，從而保證了家用電器的用電。
圖1是根據本實用新型第一實施方式的家庭離網供電設備結構示意圖；圖2是根據本實用新型第二實施方式的家庭離網供電設備結構示意圖。
具體實施方式
本實用新型的第一實施方式涉及一種家庭離網供電設備。具體如圖1所示，該家庭離網供電設備包含腳踏式發電機、控制逆變器、家用電源和蓄電池組。其中，腳踏式發電機與控制逆變器相連接，控制逆變器與家用電源相連接；控制逆變器將腳踏式發電機產生的電能供應給家用電源，蓄電池組與控制逆變器相連接，控制逆變器將腳踏式發電機產生的除供應給家用電源外的剩餘電能，傳輸至蓄電池組中。具體地說，腳踏式發電機產生電能的方式如下人的雙腳踩踏兩個相應的腳踏板， 腳踏板帶動下面設置的齒條向下做直線運動，齒條上的齒牙帶動裝有棘輪的齒輪做正向轉動，齒輪通過轉動軸帶動微型發電機的導電線圈轉動，切割發電機中磁鐵產生的磁力線，產生電流，進行發電，通過控制逆變器將電儲存在蓄電池組中。腳抬起時，齒條和腳踏板在支撐彈簧的彈力作用下，向上運動，自動復位。在齒條向上直線運動時，齒輪外圈雖然也跟著反轉，但在其中的棘輪作用下，齒輪外圈反轉，但其轉動軸和發電機轉動軸卻停止不動，從而實現腳踏發電、抬腳復位不放電的目的。雙腳交替踩踏和抬起，即可發電，又可鍛鍊雙腳腕和雙腿等。另外，增加齒輪增速結構，可進一步提高發電效率。控制逆變器通過將直流電轉換為交流電，將腳踏式發電機產生的電能供應給家用電源，並將剩餘的電能傳輸至蓄電池組中。根據控制逆變器輸出交流電壓不同的波形，基本可分為三類方波逆變器、階梯波逆變器(也稱修正波逆變器，實質上還是方逆變器)、正弦波逆變器。或者，根據控制逆變器輸出交流電壓不同的相數，可分為單相逆變器和三相逆變
ο在本實施方式中，控制逆變器由逆變系統和充電控制器組成。充電控制器對腳踏式發電機產生的電能進行調節和控制，將把調整後的電能傳送給逆變系統，並將多餘的電能傳送給蓄電池組；逆變系統將從充電控制器獲取的電能供應給家用電源。並且，充電控制器還用於在傳送給逆變系統的電能不滿足負載需要時，將蓄電池組中的電能傳送給逆變系統。[0019]值得一提的是，充電控制器具備對蓄電池組的充足保護和放電欠壓保護功能，在蓄電池組的電池欠壓時，停止向逆變系統傳輸電能，自動切換到由市電向家用電源供電的模式；充電控制器在蓄電池組的電池電壓升高到預置門限時，切斷市電，重新將電能傳送給逆變系統。也就是說，在電池欠壓後，停止逆變，自動切換到市電供電模式，同時發電能給電池自動充電，電池電壓升高後又切換到逆變供電模式，切斷市電。由於在家庭離網供電設備提供的電能不足時，仍由市電向家用電器供電，在家庭離網供電設備提供的電能充足時，切斷市電，仍由家庭離網供電設備向家用電器供電，從而保證了家用電器的用電。不難發現，在本實施方式中，利用了腳踏式發電機通過地球引力所帶來的人體自身重量即向下的自然重力作為原動力進行發電的特性，通過控制逆變器將腳踏式發電機產生的電能供應給家用電源。使得用戶既可以達到健身的目的，也可以為家用電器提供電力， 而且人力發電不會對環境造成任何汙染，節省了電能源，保護了環境，實現了低碳環保的理念。而且由於腳踏式發電結構，實現了既能發電，又能鍛鍊雙腳和雙腿(健身)的雙重目的，健身運動時的體力消耗被有效地用於發電，避免了人體體力的白白浪費。如，學生做作業時間長了，就可以從椅子上站起來，雙腳踩踏該腳踏板，即可健身，又可發電；如每天看電視劇，看新聞時也可以邊健身邊看，實現健身與省電的雙重目的。而且，通過將腳踏式發電機產生的除供應給家用電源外的剩餘電能，傳輸至蓄電池組中，避免了電能的浪費，安全方便地實現了隨時發電隨時使用和儲存，進一步節省了電能源，保護了環境。另外，若果將此項目從家庭到辦公室甚至拓展到街頭公園的運動設施上，便可使人們在運動之餘為社會製造財富。實現了既可發電，又能健身的雙重目的，而且人力發電不會對環境造成任何汙染。巧妙利用人體自身重量，節省體力，發電效率高，節省電能源，保護環境，低碳環保，可以隨時發電隨時使用和儲存，安全方便。本實用新型的第二實施方式涉及一種家庭離網供電設備。第二實施方式在第一實施方式的基礎上作了進一步改進，主要改進之處在於在第二實施方式中，家庭離網供電設備還包含太陽能發電光板。該太陽能發電光板與控制逆變器相連接，控制逆變器將太陽能發電光板產生的電能供應給家用電源和蓄電池組，如圖2所示。由於太陽能發電光板每天8小時的發電量也能為家庭用電提供了一定程度的補助用電，因此通過控制逆變器的使用和儲存，可形成一套更完善的獨立的供電系統，節省電能，解決城市供電緊張。經實踐證明，一戶居民每天鍛鍊2小時加陽臺太陽能的發電，一天可節約2+1. 12 度電=3. 12度電；減少汙染排放3. 12*0. 272 = 0. 84864千克碳，以及3. 12*0. 785 = 2. 4429千克二氧化碳，同時節約3. 12*0. 4 = 1. 248千克標準煤。上述各實施方式是實現本實用新型的具體實施例，而在實際應用中，可以在形式上和細節上對其作各種改變，而不偏離本實用新型的精神和範圍。
權利要求1.一種家庭離網供電設備，其特徵在於，包含腳踏式發電機、控制逆變器、家用電源；其中，所述腳踏式發電機與所述控制逆變器相連接，所述控制逆變器與所述家用電源相連接；所述控制逆變器將所述腳踏式發電機產生的電能供應給所述家用電源。
2.根據權利要求1所述的家庭離網供電設備，其特徵在於，所述家庭離網供電設備還包含蓄電池組；所述蓄電池組與所述控制逆變器相連接，所述控制逆變器將所述腳踏式發電機產生的除供應給所述家用電源外的剩餘電能，傳輸至所述蓄電池組中。
3.根據權利要求2所述的家庭離網供電設備，其特徵在於，所述家庭離網供電設備還包含太陽能發電光板；所述太陽能發電光板與所述控制逆變器相連接，所述控制逆變器將所述太陽能發電光板產生的電能供應給所述家用電源和所述蓄電池組。
4.根據權利要求1所述的家庭離網供電設備，其特徵在於，所述控制逆變器為方波逆變器、階梯波逆變器或正弦波逆變器。
5.根據權利要求1所述的家庭離網供電設備，其特徵在於，所述控制逆變器為單相逆變器或三相逆變器。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的家庭離網供電設備，其特徵在於，所述控制逆變器由逆變系統和充電控制器組成；所述充電控制器對所述腳踏式發電機產生的電能進行調節和控制，將把調整後的電能傳送給所述逆變系統，並將多餘的電能傳送給所述蓄電池組；所述逆變系統將從所述充電控制器獲取的電能供應給所述家用電源。
7.根據權利要求6所述的家庭離網供電設備，其特徵在於，所述充電控制器還用於在傳送給所述逆變系統的電能不滿足負載需要時，將所述蓄電池組中的電能傳送給所述逆變系統。
8.根據權利要求6所述的家庭離網供電設備，其特徵在於，所述充電控制器具備對所述蓄電池組的充足保護和放電欠壓保護功能，在所述蓄電池組的電池欠壓時，停止向所述逆變系統傳輸電能，自動切換到由市電向所述家用電源供電的模式；所述充電控制器在所述蓄電池組的電池電壓升高到預置門限時，切斷市電，重新將電能傳送給所述逆變系統。
專利摘要本實用新型涉及電力系統，公開了一種家庭離網供電設備。本實用新型中，利用了腳踏式發電機通過地球引力所帶來的人體自身重量即向下的自然重力作為原動力進行發電的特性，通過控制逆變器將腳踏式發電機產生的電能供應給家用電源。使得用戶既可以達到健身的目的，也可以為家用電器提供電力，節省了電能源，保護了環境，實現了低碳環保的理念。而且，家庭離網供電設備還包含蓄電池組和太陽能發電光板，形成一套更完善的獨立的供電系統，節省電能，解決城市供電緊張。
文檔編號H02N6/00GK202121370SQ20112017627
公開日2012年1月18日 申請日期2011年5月27日 優先權日2011年5月27日
發明者鄭志斌 申請人:長森(上海)新能源科技有限公司