基於超級電容器的風力發電照明系統的製作方法

2023-05-31 16:57:36

專利名稱：基於超級電容器的風力發電照明系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種照明系統，尤其是涉及一種基於超級電容器的風力發電照明 系統。
背景技術：
在可循環流動能量中，風能比太陽能更加經濟。但是風能的應用受到諸多限制，例 如風速必須大於發電具有經濟性的閾值才有應用價值。因此，大多數風力發電站均設在山 谷或海灘，而太陽能發電卻能夠遍布有陽光的所有地表。對風力發電機的主要考慮是當風力太小時發出的電過小而無法使用。實踐中，最 小的風力發電機才產生0. 15瓦的電能，其無法被大多數的儲能設備使用。最重要的是，能 量存儲設備的內阻相對於電能來說太大了 ，因此會產生過大的能量損失和發熱而導致這種 微少的能量無法使用。實際上，當風速大於3米/秒時，風力發電機就能夠工作。因此說， 實際上風力發電機的應用範圍應當是非常廣泛的，但是由於缺乏能夠將這種發電獲得的能 量收集起來的設備，因此能量被浪費和忽略了。然而，低內阻的超級電容器可以收集這種微 少的能量，因此可以考慮採用電池組或超級電容器在低風速下儲存電能。此外，這種小型風力發電機的電能經過超級電容器存儲後，特別適於供照明裝置 使用。因此，本實用新型的主要目標是提供一種基於超級電容器的風力發電照明系統， 尤其是用於野外建築的風力發電照明系統，其利用野外的風能發電，通過較低內阻的超級 電容器進行收集，並將所收集的電能存儲於蓄電池。微少電能被積累至足夠大，從而能夠驅 動LED燈或驅動其他小型電器設備。本實用新型的效率高於現有太陽能設備，且方便又廉 價。
發明內容因此，為了解決現有技術中的問題，本實用新型的目的是提供一種照明裝置，特別 是提供一種基於超級電容器的風力發電照明系統，其主要是應用在設置於野外的建築物或 其他設備，通過設置在建築物頂的葉片，收集電能，供建築物內照明或其它電力消耗。為達到上述目的，本實用新型提供一種基於超級電容器的風力發電照明系統，其 中，所述照明系統包括風輪，其設置在一個建築物上，包含數個葉片，能夠在風力的作用下轉動；發電機， 其依靠所述風輪的轉動發電；超級電容器，其與所述發電機相連，用以存儲所述發電機發出 的能量，並逐步積累所存儲的能量；蓄電池，其與所述超級電容器相連，用以接收所述超級 電容器存儲的能量；多個照明單元，其設置在所述建築物中；選擇器，其與所述多個照明單 元相連，用於將所述多個照明單元分成許多不同的可設定地址群組；控制單元，其與所述選 擇器，所述超級電容器以及所述蓄電池相連，用於向不同的設定地址群組發出命令，以根據 不同的設定地址控制所述超級電容器和/或所述蓄電池向各群組照明單元放電。[0009]進一步地，本實用新型所述的基於超級電容器的風力發電照明系統中，所述風輪包含2 3個葉片。進一步地，本實用新型所述的基於超級電容器的風力發電照明系統中，所述蓄電 池為能量型超級電容器。進一步地，本實用新型所述的基於超級電容器的風力發電照明系統中，所述照明 單元為無極燈、LED照明器或交通信號燈。進一步地，本實用新型所述的基於超級電容器的風力發電照明系統中，所述控制 單元包括檢測模塊，用以實時檢測所述超級電容器的電壓狀況。進一步地，本實用新型所述的基於超級電容器的風力發電照明系統中，所述照明 系統進一步包括顯示所述多個照明單元的各群組地址與各照明單元的設定關係的顯示裝置。進一步地，本實用新型所述的基於超級電容器的風力發電照明系統中，所述照明 系統進一步包括測試按鈕，通過按下所述測試按鈕，可以測試各照明單元所屬的不同的群 組地址。進一步地，本實用新型所述的基於超級電容器的風力發電照明系統中，所述超級 電容器和所述照明單元之間進一步設有升壓轉換器。進一步地，本實用新型所述的基於超級電容器的風力發電照明系統中，所述超級 電容器為氧化釕超級電容器。進一步地，本實用新型所述的基於超級電容器的風力發電照明系統中，所述能量 型超級電容器和所述照明單元之間進一步設有升壓轉換器。使用本實用新型的基於超級電容器的風力發電照明系統，建築物通過其頂部的葉 輪，即可獲得電能，並且受到建築物所處位置的影響很小，只要當地風力達到或超過3級風 即可。並且系統中超級電容器可以收集微少能量，並且將所收集的能量存入蓄電池中，以備 建築物中的照明設備使用，並且可以在電池的連續放電電流的有限範圍內，可以向系統穩 定地供電。如果由於電能過少而導致電壓不足，則還可以通過升壓轉換器轉換成合適的電 壓，向照明設備或其它用電設備供電。特別是，本實用新型的照明系統中，照明單元可以受 到控制器的控制而自動點亮或熄滅，因此說本實用新型也非常適用於做交通信號指示燈或 道路照明用燈的輔助電源。本實用新型的照明系統也可以和太陽能發電系統結合使用。

圖1為根據本實用新型的一個實施方式的基於超級電容器的風力發電照明系統 的結構示意圖；圖2為根據本實用新型的另一個實施方式的基於超級電容器的風力發電照明系 統的結構示意圖。
具體實施方式下面將結合附圖，對本實用新型進行詳細的描述。 圖1顯示了根據本實用新型的一個實施方式的基於超級電容器的風力發電照明 系統的結構示意圖。[0023]本實用新型的基於超級電容器的風力發電照明系統中，包括風輪，其設置在一個建築物上，包含數個葉片，能夠在風力的作用下轉動。所述風 力要求至少能夠達到3米/秒，風輪旋轉後，帶動發電機的轉子轉動，從而發電機開始發電， 即發電機依靠所述風輪的轉動發電。本實用新型的照明系統中還包括超級電容器，其與所述發電機相連，用以存儲所 述發電機發出的能量，並逐步積累所存儲的能量。所積累的能量傳給傳遞給與所述超級電 容器相連的蓄電池，蓄電池接收所述超級電容器存儲的能量，由此在蓄電池中能夠儲存足 夠的電能，供給設置在建築物中的多個照明單元。所述多個照明單元通過選擇器被區分成 具有不同的地址，例如，選擇器可以將每個照明單元設定一個地址，也可以將每一種照明單 元設定一個地址，還可以將處於同一位置的照明單元設定同樣的地址。由此將所述多個照 明單元分成許多不同的可設定地址群組。設定地址的目的是為了便於讓控制單元對這些照 明單元進行控制。本實用新型的照明系統中還包括控制單元，其與所述選擇器，所述超級電容器以 及所述蓄電池相連，用於向不同的設定地址群組發出命令，以根據不同的設定地址控制所 述超級電容器和/或所述蓄電池向各群組照明單元放電。所述放電包括蓄電池單獨放電， 超級電容器與蓄電池結合放電，以及超級電容器單獨放電。至於採用何种放電形式，則可以 根據需要由控制單元確定。本實用新型的風力發電照明系統中的風輪通常包含2 3個葉片，而且葉片的面 積較小，以便在風力不大的時候也能夠旋轉。實際上，蓄電池也可以為能量型超級電容器，由能量型超級電容器存儲與電機相 連的超級電容器獲取的能量，將來由能量型超級電容器向照明單元放電。由於能量型超級 電容器的內阻較低，因此這樣做的好處是整個系統的內阻更小。本實用新型的照明單元並不只限於室內照明燈具，實際上還可以包括無極燈、LED 照明器或交通信號燈。實踐中，所述控制單元包括檢測模塊，用以實時檢測所述超級電容器的電壓狀況， 以確定風力發電照明系統的工作狀態。一旦外部環境發生變化，例如外部環境長時間處於 無風狀態，則需要發出啟動其它備用電源的命令。為了便於控制單元進行控制，特別是為了便於工作人員操作控制單元，所述照明 系統進一步包括顯示所述多個照明單元的各群組地址與各照明單元的設定關係的顯示裝 置。工作人員可以在顯示裝置上直觀地看出各地址與各照明裝置的對應關係，從而主動正 確地操作控制單元對照明單元進行控制。所述照明系統還可以進一步包括測試按鈕，通過按下所述測試按鈕，可以測試各 照明單元所屬的不同的群組地址。也就是如果工作人員不明確控制單元如何控制，不明確 各地址所對應的各照明單元，則可以按下測試按鈕，按下測試按鈕後，相應的照明單元會在 很短的時間內閃亮，由此工作人員就能明確各照明單元所屬的不同的群組地址。如圖2所示，本實用新型的基於超級電容器的風力發電照明系統中，所述超級電 容器和所述照明單元之間可以進一步設有升壓轉換器，其目的是為了解決如果超級電容器 向照明單元供電而電壓不足時，通過升壓轉換器給超級電容器升壓，從而能夠成功向照明 單元供電。[0034]所述超級電容器可以為氧化釕超級電容器，也可以為其它適用的超級電容器。在能量型超級電容器作為蓄電池的情況下，所述能量型超級電容器和所述照明單 元之間也可以進一步設有升壓轉換器。其目的與上述在超級電容器和照明單元之間設置升 壓轉換器是一樣的，也說為了防止對照明單元供電電壓不足。儘管本發明的實施方案已公開如上，但其並不僅僅限於說明書和實施方式中所列 運用，它完全可以被適用於各種適合本發明的領域，對於熟悉本領域的人員而言，可容易地 實現另外的修改，因此在不背離權利要求 及等同範圍所限定的一般概念下，本發明並不限 於特定的細節和這裡示出與描述的圖例。
權利要求一種基於超級電容器的風力發電照明系統，其特徵在於，所述照明系統包括風輪，其設置在一個建築物上，包含數個葉片，能夠在風力的作用下轉動；發電機，其依靠所述風輪的轉動發電；超級電容器，其與所述發電機相連，用以存儲所述發電機發出的能量，並逐步積累所存儲的能量；蓄電池，其與所述超級電容器相連，用以接收所述超級電容器存儲的能量；多個照明單元，其設置在所述建築物中；選擇器，其與所述多個照明單元相連，用於將所述多個照明單元分成許多不同的可設定地址群組；控制單元，其與所述選擇器，所述超級電容器以及所述蓄電池相連，用於向不同的設定地址群組發出命令，以根據不同的設定地址控制所述超級電容器和/或所述蓄電池向各群組照明單元放電。
2.如權利要求1所述的基於超級電容器的風力發電照明系統，其特徵在於，所述風輪 包含2 3個葉片。
3.如權利要求1所述的基於超級電容器的風力發電照明系統，其特徵在於，所述蓄電 池為能量型超級電容器。
4.如權利要求1所述的基於超級電容器的風力發電照明系統，其特徵在於，所述照明 單元為無極燈、LED照明器或交通信號燈。
5.如權利要求1所述的基於超級電容器的風力發電照明系統，其特徵在於，所述控制 單元包括檢測模塊，用以實時檢測所述超級電容器的電壓狀況。
6.如權利要求1所述的基於超級電容器的風力發電照明系統，其特徵在於，所述照明 系統進一步包括顯示所述多個照明單元的各群組地址與各照明單元的設定關係的顯示裝 置。
7.如權利要求1所述的基於超級電容器的風力發電照明系統，其特徵在於，所述照明 系統進一步包括測試按鈕，通過按下所述測試按鈕，可以測試各照明單元所屬的不同的群 組地址。
8.如權利要求1所述的基於超級電容器的風力發電照明系統，其特徵在於，所述超級 電容器和所述照明單元之間進一步設有升壓轉換器。
9.如權利要求1所述的基於超級電容器的風力發電照明系統，其特徵在於，所述超級 電容器為氧化釕超級電容器。
10.如權利要求3所述的基於超級電容器的風力發電照明系統，其特徵在於，所述能量 型超級電容器和所述照明單元之間進一步設有升壓轉換器。
專利摘要本實用新型涉及一種基於超級電容器的風力發電照明系統，其中，照明系統包括風輪，其設置在一個建築物上，包含數個葉片，能夠在風力的作用下轉動；發電機，其依靠風輪的轉動發電；超級電容器，其與發電機相連，用以存儲發電機發出的能量，並逐步積累所存儲的能量；蓄電池，其與超級電容器相連，用以接收超級電容器存儲的能量；多個照明單元，其設置在建築物中；選擇器，其與多個照明單元相連，用於將多個照明單元分成許多不同的可設定地址群組；控制單元，其與選擇器，超級電容器以及蓄電池相連，用於向不同的設定地址群組發出命令，以根據不同的設定地址控制超級電容器和/或蓄電池向各群組照明單元放電。從而能夠實現建築物的風力發電照明。
文檔編號F21V23/00GK201561355SQ20092026165
公開日2010年8月25日 申請日期2009年12月18日 優先權日2009年12月18日
發明者餘祥懿, 李兵, 閻貴東 申請人:深圳市今朝時代新能源技術有限公司