本发明专利技术公开了一种用于高寒地区的风光互补发电装置，属于能量回收领域。解决了现有技术中的风光互补发电装置不能满足高寒地区使用需求的问题。本发明专利技术包括：壳体、除雪装置、风能发电模块以及光能发电模块。除雪装置包括雪刮器、电机、牵引绳索、滑块。风能发电模块包括扇叶、行星齿轮增速系统、行星齿轮换向系统和无刷电机。光能发电模块包括光伏板、支撑杆。本发明专利技术结构简单，且节省了人力和物力，旨在加大对可再生能源的利用，一定程度上能够支持川藏铁路的建设。适用于我国西部高原严寒地区，可以架设在没有大电网覆盖的少人区乃至无人区。以架设在没有大电网覆盖的少人区乃至无人区。以架设在没有大电网覆盖的少人区乃至无人区。
【技术实现步骤摘要】
一种用于高寒地区的风光互补发电装置
[0001]本专利技术属于能量回收领域，具体涉及一种用于高寒地区的风光互补发电装置。
技术介绍
[0002]在人烟稀少的铁路路段，需要对其铁路进行监控，而架设电网十分浪费，利用率低，有的区域甚至不合适架设电网。例如：川藏铁路全线跨度广，气候条件恶劣，很多区域是偏僻，荒无人烟的，远离大电网，处于无电，少电状态，给我们铁路沿线基建带来很大的挑战。希望通过铁路装置自供电为其配套的监控设备、轨旁设备等进行供电。青藏高原风力资源相当丰富，对于风力发电来说具有很大的开发价值和广阔的利用空间。
[0003]由于高寒地区自然条件恶劣，现有的风光互补发电装置容易出现冻住、积雪等情况，导致发电装置无法工作甚至损坏，从而不能满足高寒地区的使用需求。因此，设计一种适用于高寒地区的风光互补发电装置，对可再生能源的利用、保证铁路行车安全以及加快中国铁路的发展，带动西部经济发展具有非常重要的作用。
技术实现思路
[0004]针对现有技术中的风光互补发电装置不能满足高寒地区使用需求的问题，本专利技术提供一种用于高寒地区的风光互补发电装置，其目的在于：保证风光互补发电装置能够在高寒地区使用，提高对可再生能源的利用，节约人力物力。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种用于高寒地区的风光互补发电装置，包括壳体、支撑杆、风能发电模块、光能发电模块、储能装置和除雪装置，所述壳体与支撑杆转动连接，所述光能发电模块与支撑杆固定连接，所述风能发电模块包括与壳体固定连接的扇叶以及位于壳体内部的主轴、从动轴和发电机，所述壳体的顶部中心与主轴的上端固定连接，主轴、从动轴和发电机的输入轴依次连接，所述发电机连接有储能装置，所述除雪装置包括雪刮器、电机、牵引绳索和滑块，所述雪刮器位于扇叶的两侧且与扇叶滑动连接，雪刮器的上端与壳体铰接且铰接处设置有复位弹簧，所述牵引绳索一端与雪刮器连接，另一端与滑块连接，所述滑块套设在主轴的外侧且与主轴滑动连接，所述滑块上设置有齿条，所述电机安装在壳体内部，电机的输出轴上设置有齿轮，所述齿轮与齿条配合。
[0007]采用该技术方案后，通过风能发电模块和光能发电模块对风能和光能进行回收发电，实现可再生资源的利用，电机带动滑块在主轴上往复运动，从而带动雪刮器绕其上端往复转动，将扇叶上的积雪去除，防止因积雪导致风能发电的效率降低，而且发电机以及传动结构均位于壳体内部，可以防止零部件碰撞受损以及减少冰冻和积雪对发电装置的损害。
[0008]作为优选，所述风能发电模块还包括行星齿轮增速系统，所述行星齿轮增速系统包括行星架、内齿圈、行星轮和太阳轮，所述主轴与行星架固定连接，所述行星轮与行星架转动连接，所述行星轮和太阳轮均位于内齿圈的内部，且行星轮分别与内齿圈和太阳轮啮合，所述行星轮的直径大于太阳轮的直径，从动轴的上端与太阳轮固定连接，下端与发电机
的输入轴连接。
[0009]采用该优选方案后，主轴转动会带动行星架转动，行星架转动带动行星轮转动，由于内齿圈固定，行星轮带动太阳轮转动，由于内齿圈的直径大于太阳轮的直径，因此太阳轮的转速大于主轴的转速，从而实现增速的作用，增速传动比为内齿圈的直径与太阳轮的直径的比值，通过减小太阳轮直径或者增大内齿圈的直径，可以提高增速传动比，从而进一步提高发电机的转速，使发电量增加。
[0010]作为优选，所述风能发电模块还包括行星齿轮换向系统，所述行星齿轮换向系统包括换向器行星固定盘、换向器行星太阳轮、换向器行星齿轮、换向器行星齿圈、换向器行星底盘和变向盘，所述换向器行星齿轮与换向器行星固定盘转动连接，所述换向器行星齿轮分别与换向器行星太阳轮和换向器行星齿圈啮合，所述换向器行星齿圈与变向盘固定连接，所述换向器行星太阳轮的中部设置有第一单向轴承，所述变向盘的中部设置有第二单向轴承和第三单向轴承，所述第二单向轴承的外圈与第三单向轴承的内圈固定连接，所述从动轴与第一单向轴承以及第二单向轴承的内圈固定连接，所述发电机的输入轴与第二单向轴承的外圈固定连接，所述第一单向轴承与第三单向轴承的锁止方向相同，所述第一单向轴承与第二单向轴承的锁止方向相反。
[0011]采用该优选方案后，能够使发电机在扇叶正向旋转和反向旋转时，始终保持同向输出，提高发电效率。
[0012]作为优选，所述壳体包括外壳和内壳，所述外壳与内壳之间设置有保温材料。
[0013]采用该优选方案后，本发电装置具有更好的保温效果，能够防止低温天气下壳体内部的传动部件被冻住而无法运作导致电机损坏，提高本装置在低温条件下的工作性能。
[0014]作为优选，所述壳体的下端设置有壳体底座，所述壳体底座与壳体螺栓连接，所述壳体与壳体底座的连接处设置有加热管，所述加热管与光能发电模块连接。
[0015]采用该优选方案后，光能发电模块可以将产生的电能用于壳体底座与壳体连接处的加热，防止冷空气进入壳体内部，并且保证壳体内部温度适宜，进一步防止壳体内部的传动部件被冻住无法运作而损坏电机，提高本装置在低温条件下的工作性能。
[0016]作为优选，所述光能发电模块包括光伏板，所述光伏板倾斜设置。
[0017]采用该优选方案后，光伏板表面光滑，倾斜设置可以防止光伏板上积雪而影响光能发电的效果。
[0018]作为优选，所述发电机为无刷发电机。
[0019]采用该优选方案后，无刷发电机的噪音低、寿命长，几乎不需要维护，可以降低使用成本。
[0020]综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
[0021]1.本专利技术可实现再生资源的利用，并且具有除雪装置，可将扇叶上的积雪去除，防止因积雪导致风能发电的效率降低，而且发电机以及传动结构均位于壳体内部，可以防止零部件碰撞受损以及减少冰冻和积雪对发电装置的损害。
[0022]2.本专利技术具有行星齿轮增速系统，可提高发电机的转速，使发电量增加。
[0023]3.本专利技术具有行星齿轮换向系统，能够使发电机在扇叶正向旋转和反向旋转时，始终保持同向输出，提高发电效率。
[0024]4.壳体中设置有保温材料，具有更好的保温效果，能够防止低温天气下壳体内部
的传动部件被冻住而无法运作导致电机损坏，提高本装置在低温条件下的工作性能。
[0025]5.壳体与壳体底座的连接处设置有加热管，光能发电模块可以将产生的电能用于壳体底座与壳体连接处的加热，防止冷空气进入壳体内部，并且保证壳体内部温度适宜，进一步防止壳体内部的传动部件被冻住无法运作而损坏电机，提高本装置在低温条件下的工作性能。
[0026]6.光伏板倾斜设置，可以防止光伏板上积雪而影响光能发电的效果。
[0027]7.发电机为无刷发电机，噪音低、寿命长，几乎不需要维护，可以降低使用成本。
附图说明
[0028]本专利技术将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
[0029]图1是本专利技术的立体结构示意图；
[0030]图2是图1中的A部分的放大图；
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于高寒地区的风光互补发电装置，其特征在于：包括壳体(1)、支撑杆(8)、风能发电模块、光能发电模块、储能装置和除雪装置，所述壳体(1)与支撑杆(8)转动连接，所述光能发电模块与支撑杆(8)固定连接，所述风能发电模块包括与壳体(1)固定连接的扇叶(3)以及位于壳体内部的主轴(10)、从动轴(23)和发电机(18)，所述壳体(1)的顶部中心与主轴(10)的上端固定连接，主轴(10)、从动轴(23)和发电机(18)的输入轴依次连接，所述发电机(18)连接有储能装置，所述除雪装置包括雪刮器(4)、电机(14)、牵引绳索(12)和滑块(11)，所述雪刮器(4)位于扇叶(3)的两侧且与扇叶(3)滑动连接，雪刮器(4)的上端与壳体(1)铰接且铰接处设置有复位弹簧(9)，所述牵引绳索(12)一端与雪刮器(4)连接，另一端与滑块(11)连接，所述滑块(11)套设在主轴(10)的外侧且与主轴(10)滑动连接，所述滑块(11)上设置有齿条，所述电机(14)安装在壳体(1)内部，电机(14)的输出轴上设置有齿轮(13)，所述齿轮(13)与齿条配合。2.根据权利要求1所述的一种用于高寒地区的风光互补发电装置，其特征在于，所述风能发电模块还包括行星齿轮增速系统，所述行星齿轮增速系统包括行星架(19)、内齿圈(22)、行星轮(20)和太阳轮(21)，所述主轴(10)与行星架(19)固定连接，所述行星轮(20)与行星架(19)转动连接，所述行星轮(20)和太阳轮(21)均位于内齿圈(22)的内部，且行星轮(20)分别与内齿圈(22)和太阳轮(21)啮合，所述行星轮(20)的直径大于太阳轮(21)的直径，从动轴(23)的上端与太阳轮(21)固定连接，下端与发电机(18)的输入轴连接。3.根据权利要求2所述的一种用于高寒地区的风光互补...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘立国，吴小平，向洋，唐亦浓，黄祖瑞，汪炯藤，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：
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