本發(fā)明屬于發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種多功能發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

太陽能發(fā)電被稱為最理想的新能源，具有永久性、清潔性和靈活性三大優(yōu)點(diǎn).太陽能電池壽命長，只要太陽存在，太陽能電池就可以一次投資而長期使用；與火力發(fā)電、核能發(fā)電相比，太陽能電池不會引起環(huán)境污染。但太陽能卻有不可忽視的缺點(diǎn)即獲得的能源同四季、晝夜及陰晴等氣象條件有關(guān)。

風(fēng)能是最具商業(yè)潛力、最具活力的可再生能源之一，使用清潔，成本較低，取用不盡。風(fēng)力發(fā)電具有裝機(jī)容量增長空間大，成本下降快，安全、能源永不耗竭等優(yōu)勢。在各類新能源開發(fā)中，風(fēng)能發(fā)電是技術(shù)相對成熟、并具有大規(guī)模開發(fā)和商業(yè)開發(fā)條件的發(fā)電方式。風(fēng)能發(fā)電可以減少化石燃料發(fā)電產(chǎn)生的大量的污染物和碳排放。但風(fēng)能利用也存在不可忽視的弊端，風(fēng)能利用受地理環(huán)境限制嚴(yán)重，當(dāng)風(fēng)速不穩(wěn)定時或無風(fēng)天氣時，產(chǎn)生的能量大小不穩(wěn)定或者不能發(fā)電。

針對上述情況，本領(lǐng)域人員積極創(chuàng)新研究，以期待創(chuàng)設(shè)出一種新型的多功能發(fā)電系統(tǒng)，可以彌補(bǔ)太陽能和風(fēng)能單獨(dú)發(fā)電的缺陷，提高能源發(fā)電系統(tǒng)的利用率，從而提高發(fā)電量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種多功能發(fā)電系統(tǒng)，擁有太陽能發(fā)電和風(fēng)能發(fā)電雙系統(tǒng)，實現(xiàn)太陽能發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)的交替使用，可以根據(jù)具體氣候環(huán)境選擇太陽能發(fā)電或風(fēng)能發(fā)電，提高能源發(fā)電系統(tǒng)的利用率，從而提高發(fā)電量。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是：提供一種多功能發(fā)電系統(tǒng)，包括底座、支撐立柱和發(fā)電葉片組，所述底座與地面剛性連接，所述支撐立柱與所述底座固定連接且垂直于底座表面，所述發(fā)電葉片組包括四組葉片、連接件和葉片安裝臺，每一所述葉片皆安裝有整齊排列的光伏電池板，所述連接件與所述葉片安裝臺鉸接，所述連接件的鉸接軸連接有驅(qū)動連接件旋轉(zhuǎn)的第一電機(jī)，所述葉片通過一半球形關(guān)節(jié)與連接件鉸接，所述葉片與半球形關(guān)節(jié)的鉸接軸剛性連接，所述半球形關(guān)節(jié)的鉸接軸連接有第二電機(jī)；所述葉片遠(yuǎn)離半球形關(guān)節(jié)的一端為弧形；

所述葉片安裝臺的下端設(shè)有一旋轉(zhuǎn)連接件，所述旋轉(zhuǎn)連接件與所述葉片安裝臺為一體成型件；

所述支撐立柱與所述發(fā)電葉片組之間安裝有連接裝置，所述連接裝置的頂端設(shè)有一球狀的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述連接裝置與所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)鉸接，所述旋轉(zhuǎn)連接件與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的鉸接軸剛性連接，所述鉸接軸連接有第三電機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)連接件的下端的形狀與球狀的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相配合，所述連接裝置(6)與所述支撐立柱活動連接，所述連接裝置的下端連接有驅(qū)動連接裝置轉(zhuǎn)動的第四電機(jī)；

所述支撐立柱為伸縮支撐立柱，所述伸縮支撐立柱包括位于上端的第一節(jié)立柱和位于下端的第二節(jié)立柱，所述第二節(jié)立柱內(nèi)設(shè)有蝸桿齒輪和第五電機(jī)；

所述葉片安裝臺安裝有風(fēng)速感應(yīng)器、感雨感應(yīng)器和太陽能跟蹤儀；

還設(shè)有plc控制器，所述第一電機(jī)、所述第二電機(jī)、所述第三電機(jī)、所述第四電機(jī)、所述第五電機(jī)、所述風(fēng)速感應(yīng)器、所述感雨感應(yīng)器和所述太陽能跟蹤儀皆與所述plc控制器電連接。

進(jìn)一步地說，所述葉片設(shè)有上層葉片和下層葉片，所述上層葉片與所述下層葉片的大小相同，所述上層葉片包括左半葉片和右半葉片，所述左半葉片與所述下層葉片的左邊活頁連接，所述右半葉片與所述下層葉片的右邊活頁連接，所述葉片安裝臺內(nèi)設(shè)有齒輪組和第六電機(jī)，所述齒輪組包括一個主動大齒輪和四對從動小齒輪，每對從動小齒輪設(shè)有兩個并分別連接每一組葉片的左邊活頁的鉸軸和右邊活頁的鉸軸。

進(jìn)一步地說，所述光伏電池板安裝于所述葉片的下層葉片的上表面和上層葉片的下表面。

進(jìn)一步地說，所述光伏電池板為單晶硅光伏電池板。

進(jìn)一步地說，所述葉片安裝臺為圓柱體平臺。

進(jìn)一步地說，所述連接件的厚度等于所述葉片安裝臺的高度。

進(jìn)一步地說，所述支撐立柱為圓柱體立柱。

進(jìn)一步地說，所述葉片安裝臺的直徑等于所述支撐立柱的直徑。

進(jìn)一步地說，所述發(fā)電系統(tǒng)的工作模式包括如下兩種：

工作模式一、太陽能發(fā)電模式，葉片的上層葉片完全打開，葉片的打開平面與葉片安裝臺的表面平行，支撐立柱為縮短狀態(tài)；發(fā)電葉片組根據(jù)太陽能追蹤器的監(jiān)測數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)發(fā)電葉片組的角度，始終保證光照垂直入射光伏電池板；

工作模式二、風(fēng)能發(fā)電模式，葉片的上層葉片與下層葉片疊合，葉片的疊合平面與葉片安裝臺的表面垂直，旋轉(zhuǎn)連接件垂直于支撐立柱，支撐立柱為伸長狀態(tài)。

本發(fā)明的有益效果是：

一、本發(fā)明包括發(fā)電葉片組、連接裝置和支撐立柱，發(fā)電葉片組設(shè)有能夠直接或間接驅(qū)動葉片的多角度旋轉(zhuǎn)的第一電機(jī)和第二電機(jī)；連接裝置的頂端設(shè)有球形的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，葉片安裝臺的下端的旋轉(zhuǎn)連接件與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的鉸接軸剛性連接，鉸接軸連接有第二電機(jī)，連接裝置的下端連接有第三電機(jī)，通過第二電機(jī)和第三電機(jī)實現(xiàn)葉片安裝臺的多角度轉(zhuǎn)動；葉片安裝臺設(shè)有風(fēng)速感應(yīng)器和感雨感應(yīng)器與plc控制器電連接，實現(xiàn)對氣候環(huán)境數(shù)據(jù)變化的監(jiān)測，智能選擇使用風(fēng)能發(fā)電或太陽能發(fā)電，保證發(fā)電的持續(xù)性,提高發(fā)電系統(tǒng)的利用率，從而提高發(fā)電量；

二、本發(fā)明中葉片安裝臺設(shè)有太陽能跟蹤儀與plc控制器電連接，當(dāng)采用太陽能發(fā)電模式時，太陽能跟蹤儀時刻監(jiān)測光照度，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳送給plc控制器，plc控制器發(fā)送指令給第三電機(jī)和第四電機(jī)動作，調(diào)整發(fā)電葉片組的發(fā)電方向，接收最大的光照量，有效提高發(fā)電量；

三、本發(fā)明的發(fā)電葉片采用上層葉片和下層葉片的雙層結(jié)構(gòu)，而上層葉片分為左半葉片和右半葉片，光伏電池板安裝于下層葉片的上表面和上層葉片的下表面，左半葉片與下層葉片通過左邊活頁鉸接，右邊葉片與下層葉片通過右邊活頁鉸接，左邊活頁的鉸軸和右邊活頁的鉸軸皆通過齒輪組連接第六電機(jī)，實現(xiàn)葉片的開合：當(dāng)發(fā)電系統(tǒng)為太陽能發(fā)電模式時，葉片打開，增大發(fā)電面積，提高發(fā)電率；當(dāng)發(fā)電系統(tǒng)為風(fēng)能發(fā)電時，合上上層葉片，減小阻力，提高發(fā)電率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明太陽能發(fā)電模式結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明葉片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明葉片展開示意圖；

圖4為本發(fā)明太陽能發(fā)電時葉片展開示意圖；

圖5為本發(fā)明風(fēng)能發(fā)電模式結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明控制原理圖；

圖中各部分的附圖標(biāo)記如下：

底座1、支撐立柱2、葉片3、上層葉片31、左半葉片312、右半葉片311、下層葉片32、連接件4、葉片安裝臺5、旋轉(zhuǎn)連接件51、連接裝置6、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)61、第一電機(jī)7、半球形關(guān)節(jié)8、第二電機(jī)9、第三電機(jī)10、第四電機(jī)11、第五電機(jī)12、風(fēng)速感應(yīng)器13、感雨感應(yīng)器14、太陽能跟蹤儀15和plc控制器16。

具體實施方式

以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。在不背離本發(fā)明精神和實質(zhì)的情況下，對本發(fā)明方法、步驟或條件所作的修改或替換，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實施例：一種多功能發(fā)電系統(tǒng)，如圖1-圖6所示，包括底座1、支撐立柱2和發(fā)電葉片組，所述底座1與地面剛性連接，所述支撐立柱2與所述底座1固定連接且垂直于底座1表面，所述發(fā)電葉片組包括四組葉片3、連接件4和葉片安裝臺5，每一所述葉片皆安裝有整齊排列的光伏電池板，所述連接件4與所述葉片安裝臺鉸接，所述連接件的鉸接軸連接有驅(qū)動連接件旋轉(zhuǎn)的第一電機(jī)7，所述葉片通過一半球形關(guān)節(jié)與連接件鉸接，所述葉片3與半球形關(guān)節(jié)8的鉸接軸剛性連接，所述半球形關(guān)節(jié)的鉸接軸連接有第二電機(jī)9；所述葉片遠(yuǎn)離半球形關(guān)節(jié)的一端為弧形；

所述葉片安裝臺5的下端設(shè)有一旋轉(zhuǎn)連接件51，所述旋轉(zhuǎn)連接件51與所述葉片安裝臺5為一體成型件；

所述支撐立柱2與所述發(fā)電葉片組之間安裝有連接裝置6，所述連接裝置的頂端設(shè)有一球狀的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)61，所述連接裝置6與所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)鉸接，所述旋轉(zhuǎn)連接件與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的鉸接軸剛性連接，所述鉸接軸連接有第三電機(jī)10，所述旋轉(zhuǎn)連接件的下端的形狀與球狀的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相配合，所述連接裝置6與所述支撐立柱2活動連接，所述連接裝置的下端連接有驅(qū)動連接裝置轉(zhuǎn)動的第四電機(jī)11；

所述支撐立柱為伸縮支撐立柱，所述伸縮支撐立柱包括位于上端的第一節(jié)立柱和位于下端的第二節(jié)立柱，所述第二節(jié)立柱內(nèi)設(shè)有蝸桿齒輪和第五電機(jī)12；

所述葉片安裝臺5安裝有風(fēng)速感應(yīng)器13、感雨感應(yīng)器14和太陽能跟蹤儀15；

還設(shè)有plc控制器16，所述第一電機(jī)7、所述第二電機(jī)9、所述第三電機(jī)10、所述第四電機(jī)11、所述第五電機(jī)12、所述風(fēng)速感應(yīng)器13、所述感雨感應(yīng)器14和所述太陽能跟蹤儀15皆與所述plc控制器電連接。

所述葉片3設(shè)有上層葉片31和下層葉片32，所述上層葉片31與所述下層葉片32的大小相同，所述上層葉片31包括左半葉片312和右半葉片311，所述左半葉片312與所述下層葉片32的左邊活頁連接，所述右半葉片311與所述下層葉片32的右邊活頁連接，所述葉片安裝臺內(nèi)設(shè)有齒輪組和第六電機(jī)，所述齒輪組包括一個主動大齒輪和四對從動小齒輪，每對從動小齒輪設(shè)有兩個并分別連接每一組葉片的左邊活頁的鉸軸和右邊活頁的鉸軸。

所述光伏電池板安裝于所述葉片的下層葉片32的上表面和上層葉片31的下表面。

所述光伏電池板為單晶硅光伏電池板。

所述葉片安裝臺5為圓柱體平臺。

所述連接件4的厚度等于所述葉片安裝臺5的高度。

所述支撐立柱2為圓柱體立柱。

所述葉片安裝臺5的直徑等于所述支撐立柱的直徑。

所述發(fā)電系統(tǒng)的工作模式包括如下兩種：

工作模式一、太陽能發(fā)電模式，葉片的上層葉片完全打開，葉片的打開平面與葉片安裝臺的表面平行，支撐立柱為縮短狀態(tài)；發(fā)電葉片組根據(jù)太陽能追蹤器的監(jiān)測數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)發(fā)電葉片組的角度，始終保證光照垂直入射光伏電池板；

工作模式二、風(fēng)能發(fā)電模式，葉片的上層葉片與下層葉片疊合，葉片的疊合平面與葉片安裝臺的表面垂直，旋轉(zhuǎn)連接件垂直于支撐立柱，支撐立柱為伸長狀態(tài)。

本發(fā)明的工作原理或工作過程如下：

本發(fā)明包括發(fā)電葉片組、連接裝置和支撐立柱，發(fā)電葉片組設(shè)有能夠直接或間接驅(qū)動葉片的多角度旋轉(zhuǎn)的第一電機(jī)和第二電機(jī)；連接裝置的頂端設(shè)有球形的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，葉片安裝臺的下端的旋轉(zhuǎn)連接件與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的鉸接軸剛性連接，鉸接軸連接有第二電機(jī)，連接裝置的下端連接有第三電機(jī)，通過第二電機(jī)和第三電機(jī)實現(xiàn)葉片安裝臺的多角度轉(zhuǎn)動；葉片安裝臺設(shè)有風(fēng)速感應(yīng)器和感雨感應(yīng)器與plc控制器電連接，實現(xiàn)對氣候環(huán)境數(shù)據(jù)變化的監(jiān)測，智能選擇使用風(fēng)能發(fā)電或太陽能發(fā)電，保證發(fā)電的持續(xù)性,提高發(fā)電系統(tǒng)的利用率，從而提高發(fā)電量；

本發(fā)明中葉片安裝臺設(shè)有太陽能跟蹤儀與plc控制器電連接，當(dāng)采用太陽能發(fā)電模式時，太陽能跟蹤儀時刻監(jiān)測光照度，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳送給plc控制器，plc控制器發(fā)送指令給第三電機(jī)和第四電機(jī)動作，調(diào)整發(fā)電葉片組的發(fā)電方向，接收最大的光照量，有效提高發(fā)電量；

本發(fā)明的發(fā)電葉片采用上層葉片和下層葉片的雙層結(jié)構(gòu)，而上層葉片分為左半葉片和右半葉片，光伏電池板安裝于下層葉片的上表面和上層葉片的下表面，左半葉片與下層葉片通過左邊活頁鉸接，右邊葉片與下層葉片通過右邊活頁鉸接，左邊活頁的鉸軸和右邊活頁的鉸軸皆通過齒輪組連接第六電機(jī)，實現(xiàn)葉片的開合：當(dāng)發(fā)電系統(tǒng)為太陽能發(fā)電模式時，葉片打開，增大發(fā)電面積，提高發(fā)電率；當(dāng)發(fā)電系統(tǒng)為風(fēng)能發(fā)電時，合上上層葉片，減小阻力，提高發(fā)電率。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。