一種野外宿營帳篷供電系統的製作方法
2023-10-23 11:17:52
一種野外宿營帳篷供電系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種野外宿營帳篷供電系統，包括儲電模塊，發電單元和控制系統；該發電單元由並聯和/或串聯的太陽能發電單元、風力發電單元和發電機發電單元構成；其中，太陽能發電單元包括獨立安裝在帳篷一側的太陽能板和控制太陽能板升降和旋轉角度的第一液壓裝置；風力發電單元包括獨立安裝在帳篷一側的葉片和控制葉片升降和迎風角度的第二液壓裝置。本實用新型將帳篷和各發電單元採用獨立的模塊化結構，在安裝和使用上相互之間無依賴，並且在供電方式上可以視外界情況選擇單獨或多個發電單元的組合，避免了單一發電單元受環境和條件影響的現象，也使任意一個帳篷都可以成為供電的選擇，為野外生活提供了更好的條件。
【專利說明】一種野外宿營帳篷供電系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及戶外領域，特別是涉及一種模塊化且結合多種發電方式的野外宿營帳篷的供電系統。
【背景技術】
[0002]對於在野外工作的單位，一般都是以臨時搭建的帳篷作為生活區，其中的電力多是採用燒油的發電機供電，這種方式成本較大，而且受蓄油量的限制。另外現有技術中也有直接將太陽能發電或風力發電的一部分與帳篷結合後利用自然資源發電的，但是這種方式使得帳篷本身成為了發電設備的一部分，導致體積和應用範圍上受到限制。而且利用帳篷作為太陽能板的載體也不利於調節太陽能板的角度，同時也不利於對太陽能板的保護。
實用新型內容
[0003]本實用新型的一個目的是要提供一種野外宿營帳篷的供電系統。其將各種發電設備模塊化，然後與帳篷組合併為帳篷提供多種發電方式的選擇。
[0004]特別地，本實用新型提供了一種野外宿營帳篷供電系統，包括:
[0005]發電單元，由並聯和/或串聯的太陽能發電單元、風力發電單元和發電機發電單元構成；
[0006]儲電模塊，包括與所述發電單元連接的多個蓄電池；
[0007]控制系統，用於控制發電單元和儲電模塊的工作狀態；
[0008]其中，所述太陽能發電單元包括獨立安裝在所述帳篷一側的太陽能板和控制太陽能板升降和旋轉角度的第一液壓裝置；所述風力發電單元包括獨立安裝在所述帳篷一側的葉片和控制所述葉片升降和迎風角度的第二液壓裝置。
[0009]進一步地，所述太陽能板包括三塊相互疊加在一起的第一太陽板、第二太陽板和第三太陽板；所述第二太陽板和第三太陽板的一側邊分別與所述第一太陽板的兩個對應側邊軸連接，所述第一太陽板上安裝有驅動所述第二太陽板和所述第三太陽板以軸連接側邊為支點進行翻轉的齒輪傳動機構。
[0010]進一步地，所述帳篷的框架上設置有固定所述第一液壓裝置和所述第二液壓裝置的固定接口。
[0011]進一步地，所述儲電I吳塊還包括電壓穩定I吳塊和電池保護I吳塊；
[0012]其中，所述電壓穩定模塊用於調整輸送至所述蓄電池的電壓大小以及所述蓄電池輸出電壓的大小；所述電池保護模塊用於在所述蓄電池出現過充電、過載和過溫時進行斷開保護。
[0013]本實用新型將帳篷和各發電單元採用獨立的模塊化結構，在安裝和使用上相互之間無依賴，並且在供電方式上可以視外界情況選擇單獨或多個發電單元的組合，避免了單一發電單元受環境和條件影響的現象，也使任意一個帳篷都可以成為供電的選擇，為野外生活提供了更好的條件。此外，獨立的模塊化結構可以不影響單個設備的獨立使用，同時，也能夠在不影響其它設備的情況下進行收放和移動。針對一些惡劣天氣、環境或隨時轉移的要求能夠快速完成拆卸和搭建作業，而且在需要維護時，也能夠採用同樣結構的模塊進行快速代替，不影響帳篷的正常使用。
[0014]根據下文結合附圖對本實用新型具體實施例的詳細描述，本領域技術人員將會更加明了本實用新型的上述以及其他目的、優點和特徵。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]後文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細描述本實用新型的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標記標示了相同或類似的部件或部分。本領域技術人員應該理解，這些附圖未必是按比例繪製的。附圖中:
[0016]圖1是根據本實用新型一個實施例野外宿營帳篷的結構示意圖；
[0017]圖2是根據本實用新型一個實施例中控制系統的功能示意圖；
[0018]圖3是根據本實用新型一個實施例中控制系統的工作方式示意圖；
[0019]圖4是圖1所示太陽能發電單元的太陽能板摺疊結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]如圖1所示，本實用新型的野外宿營帳篷供電系統一般性地可以包括作為主體的帳篷10和安裝在帳篷10內的控制系統和蓄電系統(圖中未示出)，以及安裝在帳篷外的發電單元。該發電單元可以包括並聯和/或串聯在一起的太陽能發電單元20、風力發電單元30和發電機發電單元(圖中未示出)。該太陽能發電單元20包括可獨立安裝在帳篷10 —側的太陽能板22和控制太陽能板22升降和旋轉角度的第一液壓裝置21。該風力發電單元30包括可獨立安裝在帳篷10—側的葉片32和控制葉片32升降和迎風角度的第二液壓裝置31。該發電機發電單兀可以包括柴油發電機或汽油發電機或腳踩式發電機。各發電單兀之間通過線路並聯或串聯在一起，以實現電力相互補充或根據外界條件組合發電。該儲電模塊可以包括與發電單元連接的多個蓄電池，蓄電池既可以作為平時多餘電量的儲備，也可以作為應急情況下的供電單位；該蓄電池可以採用TSE三元聚合物鋰電芯模組(鎳鈷錳三元聚合物)。該控制系統用於控制發電單元和儲電模塊的工作狀態；其可以是由多個控制各發電單元和蓄電池的電力控制開關的組合。
[0021]本實用新型中各部分為獨立的模塊化設置，其中帳篷10採用常規的可適應長期野外露營的帳篷，其一般由外部框架、內部支杆和遮擋布構成，搭建好後的帳篷由固定拉繩與地面的地釘強化固定。太陽能發電單元20的第一液壓裝置21直接固定在帳篷10外的一側，太陽能板22固定在第一液壓裝置21的端頭上，由第一液壓裝置21控制其升降高度和接收陽光的角度。風力發電單元30的第二液壓裝置31同樣固定在帳篷10外的一側，葉片32固定在第二液壓裝置31的頂端，並由第二液壓裝置31調整迎風角度。太陽能發電單元20和風力發電單元30通過線纜與位於帳篷內的蓄電池連接。控制系統控制蓄電池接收的電力和輸出的電力。本實用新型將帳篷10和各發電單元採用獨立的模塊化結構，在安裝和使用上相互之間無依賴，並且在供電方式上可以視外界情況選擇單獨或多個發電單元的組合，避免了單一發電單元受環境和條件影響的現象，也使任意一個帳篷10都可以成為供電的選擇，為野外生活提供了更好的條件。此外，獨立的模塊化結構可以不影響單個設備的獨立使用，同時，也能夠在不影響其它設備的情況下進行收放和移動。針對一些惡劣天氣、環境或隨時轉移的要求能夠快速完成拆卸和搭建作業，而且在需要維護時，也能夠採用同樣結構的模塊進行快速代替，不影響帳篷的正常使用。
[0022]進一步地，為方便控制和保護蓄電池，在本實用新型的一個實施例中，該儲電模塊還可以包括電壓穩定模塊和電池保護模塊。該電壓穩定模塊用於調整發電單元輸送至蓄電池的電壓大小以及蓄電池輸出電壓的大小。一般是將發電單元產生的電能的電壓穩定在DC24V以上，以滿足向蓄電池充電要求。同時控制蓄電池以輸出AC220V、DC24V、DC5V的電壓，用於滿足中小型用電設備需求。此過程可以通過常規的變壓器、穩壓器和調壓器實現。該電池保護模塊用於在蓄電池出現過充電、過載和過溫時進行斷開保護。其保護作用主要由電路保護器實現，電路保護器由硬體保護板、繼電器、溫控開關和主控盒組成。當蓄電池電壓高於保護閾值時，充電迴路繼電器會斷開，起到過充電保護作用；當蓄電池電壓低於保護閾值時，充電迴路和放電迴路繼電器會斷開，起到過放電保護作用；當蓄電池溫度高於60攝氏度時，繼電器斷開，停止充放電，起到過溫保護作用。本實用新型通過上述模塊可以使蓄電池提供更多的電壓模式，擴展了帳篷內用電設備的範圍。
[0023]進一步地，為提高對發電單元的電力利用，如圖2所示，在本實用新型的一個實施例中，該控制系統可以採用獨立的控制器來實現不同發電單元之間的電力控制。控制器一般性地可以包括分別檢測各充電單位的若干電量檢測回饋電路，以檢測各充電單元的充電速度並對充電過程進行穩壓控制，同時檢測蓄電池剩餘電量W1、外接用電裝備所需總電量W2和蓄電池總電量WO。如圖3所示，在控制方式上可以選擇如下方案:
[0024]方案一:市電轉換；有市電接入，可以由市電向蓄電系統充電作為備用，確保蓄電池組電量充足，時刻處於良好工作狀態；
[0025]方案二:太陽能發電單元20和風能發電單元30工作；無市電接入狀態；
[0026]方案三:燃油發電機或腳踏式發電機工作；外界無太陽能和風能可利用的情況。
[0027]上述方案的控制方式可以如下:
[0028]設:太陽能發電功率為2.5千瓦/時；風力良好時風力發電量大約為2千瓦/時；市電轉換功率可達5千瓦/時；腳踏發電量為0.3千瓦/時；方案一的發電速度為P1，方案二的發電速度為P2，蓄電池耗電速度為PO。
[0029]1.在有市電接入狀態下
[0030]帳篷展開情況下，當WO-Wl ( 23千瓦，採用方案二發電。
[0031]當WO-Wl彡23千瓦，採用方案一發電。
[0032]當Wl彡2/3 X W2且Pl ( PO，系統提示「減少用電設備」。
[0033]帳篷未展開情況下，平時可由方案一為蓄電池組充電。
[0034]2.無市電接入狀態下
[0035]當WO-Wl彡23或wl SW2，自動啟動方案二發電。
[0036]當wl < 2/3XW2且P2 ( PO，系統提示「減少用電設備」。
[0037]當光照和風力條件較差時，可緊急採用方案三發電。
[0038]控制系統通過對控制器的各種條件的設定，可以在保證帳篷正常供電的情況下，對現有各種電力資源進行最大限度的利用。
[0039]進一步地，為提高太陽能發電單元的發電能力，如圖4所示，在本實用新型的一個實施例中，該太陽能板22可以包括三塊相互疊加在一起的第一太陽板23、第二太陽板24和第三太陽板25。該第二太陽板24和第三太陽板25的一側邊分別與第一太陽板22的兩個對應側邊軸連接；在第一太陽板22上安裝有驅動第二太陽板24和第三太陽板25以軸連接側邊為支點進行翻轉的齒輪傳動機構(圖中未求出)。第二太陽板24和第三太陽板25採用扣合的方式扣在第一太陽板23的接收陽光的一面，齒輪傳動系統的控制由第一液壓裝置21實現，通過手搖或電動方式驅動連接第二太陽板24和第三太陽板25的軸，使第二太陽板24和第三太陽板25依次翻轉，並最終與第一太陽板23形成一個平面。通過本實施例可以增大太陽能板22的面積，同時也方便太陽能板22平時的收放。而且在遇到意外時，可以摺疊第二太陽板24和第三太陽板25以減少太陽能板22的受力面積。太陽能板22與第一液壓裝置21可以採用齒輪結構連接，以方便調整俯仰角度，而太陽能板22的旋轉角度可以直接通過旋轉第一液壓裝置21來實現。在本實施例中，該第一液壓裝置21可以採用多節的液壓缸結構，以方便調整升降高度，同時也方便調節旋轉角度。為使調整後的液壓缸角度固定，可以設置相應的插銷等無級固定設備，來固定旋轉後的液壓缸的位置。在其它的實施例中，風力發電單元的第二液壓裝置31也可以採用和第一液壓裝置21同樣的結構。
[0040]進一步地，在本實用新型的一個實施例中，為提高第一液壓裝置21和第二液壓裝置31的穩定性，可以在帳篷10的框架上設置固定第一液壓裝置21和第二液壓裝置31的固定接口(圖中未示出)。該固定接口可以利用相應的連接件與支起後的第一液壓裝置21和第二液壓裝置31連接，使帳篷10與太陽能發電單元和風力發電單元之間形成牢固的連接關係O
[0041]至此，本領域技術人員應認識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本實用新型的多個示例性實施例，但是，在不脫離本實用新型精神和範圍的情況下，仍可根據本實用新型公開的內容直接確定或推導出符合本實用新型原理的許多其他變型或修改。因此，本實用新型的範圍應被理解和認定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。
【權利要求】
1.一種野外宿營帳篷供電系統，其特徵在於包括: 發電單元，由並聯和/或串聯的太陽能發電單元、風力發電單元和發電機發電單元構成； 儲電模塊，包括與所述發電單元連接的多個蓄電池； 控制系統，用於控制發電單元和儲電模塊的工作狀態； 其中，所述太陽能發電單元包括獨立安裝在所述帳篷一側的太陽能板和控制太陽能板升降和旋轉角度的第一液壓裝置；所述風力發電單元包括獨立安裝在所述帳篷一側的葉片和控制所述葉片升降和迎風角度的第二液壓裝置。
2.根據權利要求1所述的野外宿營帳篷供電系統，其特徵在於， 所述太陽能板包括三塊相互疊加在一起的第一太陽板、第二太陽板和第三太陽板；所述第二太陽板和第三太陽板的一側邊分別與所述第一太陽板的兩個對應側邊軸連接，所述第一太陽板上安裝有驅動所述第二太陽板和所述第三太陽板以軸連接側邊為支點進行翻轉的齒輪傳動機構。
3.根據權利要求2所述的野外宿營帳篷供電系統，其特徵在於，所述帳篷的框架上設置有固定所述第一液壓裝置和所述第二液壓裝置的固定接口。
4.根據權利要求1所述的野外宿營帳篷供電系統，其特徵在於，所述儲電模塊還包括電壓穩定模塊和電池保護模塊； 其中，所述電壓穩定模塊用於調整輸送至所述蓄電池的電壓大小以及所述蓄電池輸出電壓的大小；所述電池保護模塊用於在所述蓄電池出現過充電、過載和過溫時進行斷開保護。
【文檔編號】H02S10/12GK204205700SQ201420719920
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月27日 優先權日:2014年11月27日
【發明者】王福貴, 程龍, 羅穎錄, 劉進立, 夏琳, 張金巖 申請人:王福貴