CN117335740B - 优化用户侧配置的分布式新能源储能设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种优化用户侧配置的分布式新能源储能设备，涉及新能源储能技术领域，包括太阳能集热装置、太阳能发电装置、风力发电机、储能装置和电热转换装置，通过膨胀的清理气囊对太阳能集热器进行清理，不仅可以刷去太阳能集热器上的浮灰，其还可以擦拭掉太阳能集热器上粘黏的灰尘，对太阳能集热器起到更好的清理效果，并且当清理气囊处于非工作状态时，清理气囊没有膨胀，集尘管将密封管的排尘口封闭，此时空气中的灰尘无法通过集尘管进入密封管堵塞密封管的排尘口，避免了除尘部件处于非工作状态时，外部环境中的灰尘可能堆积在排尘口处，造成排尘口的堵塞，影响后续的除尘作业的问题。

Description

优化用户侧配置的分布式新能源储能设备

技术领域

本发明涉及新能源储能技术领域，尤其涉及一种优化用户侧配置的分布式新能源储能设备。

背景技术

能源是人类活动的物质基础，虽然能量能够以机械能、声能、化学能、电磁能、光能、热能及核能等多种形式存在，但在人类的生产和活动中，绝大多数能量都需要经过热能的形式被转化和利用。目前，被广泛应用的新能源储热技术主要为平板太阳能集热器，其主要工作过程为：将太阳能转化为热能并加热其中的传热介质，经过热交换器把热量传递给蓄热器内的蓄热介质，由蓄热介质对热能进行储存。但是，现有平板太阳能集热器对太阳能的利用率低下，并且，现有平板太阳能集热器通常在室外使用，容易掉落灰尘和树叶等杂质，严重地影响了平板太阳能集热器的吸热效率，从而影响储存热量。

现有技术中公开号为CN109631369A的中国发明专利公开了一种优化用户侧配置的分布式新能源储能设备包括太阳能集热装置、太阳能发电装置和备用风力发电机，太阳能集热装置连接有储热装置，太阳能发电装置和备用风力发电机均与电热转换装置连接，且太阳能发电装置还与太阳能集热装置相连；太阳能集热装置包括机架、太阳能集热器和第一转向机构，集热表面的边缘设置有多个相间隔的光敏传感器，多个光敏传感器均与所述第一转向机构相连，第一转向机构安装于所述机架。上述装置实现了对太阳能的高效利用。

但是，上述装置仅通过往复移动的扫尘布清理太阳能集热器，由于灰尘可能粘黏在太阳能集热器上，此时扫尘布可能无法对粘黏的灰尘进行清理，并且，因为除尘机构并非是持续工作的，其只是定期进行清理作业，当除尘机构处于非工作状态时，外部环境中的灰尘可能堆积在除尘机构的进灰口处，造成进灰口的堵塞，影响后续的除尘作业。

发明内容

本申请通过提供一种优化用户侧配置的分布式新能源储能设备，解决了现有技术中扫尘布可能无法对粘黏的灰尘进行清理和除尘机构的进灰口易堵塞的问题。

本申请提供了一种优化用户侧配置的分布式新能源储能设备，包括太阳能集热装置、太阳能发电装置、风力发电机、储能装置和电热转换装置，所述太阳能集热装置与储能装置连接，储能装置能够储存太阳能集热装置吸收的能量，所述太阳能发电装置和风力发电机均与电热转换装置连接，太阳能发电装置还与太阳能集热装置连接且用于为太阳能集热装置中的电力元件供电，所述太阳能集热装置包括机架、太阳能集热器、除尘部件和转向部件，所述太阳能集热器铰接在机架上，所述除尘部件固定在太阳能集热器上，除尘部件包括刷尘板，所述刷尘板滑动连接在太阳能集热器的集热端上，所述刷尘板为内部中空的长方体形，刷尘板靠近太阳能集热器的一侧固定有清理气囊，刷尘板和清理气囊的长度均长于太阳能集热器的长度，除尘部件还包括能够控制清理气囊膨胀的气泵，刷尘板内部固定有密封管，密封管朝向清理气囊的一端开有集尘口，密封管的侧壁开设有若干排尘口，密封管内还滑动连接有集尘管，集尘管的一端与密封管通过集尘口连通，集尘管的另一端固定在清理气囊远离刷尘板的一侧，当清理气囊膨胀并带动集尘管移动后，灰尘能够通过集尘管进入密封管中，并通过排尘口排出，当清理气囊未膨胀时，集尘管封闭排尘口，灰尘无法通过密封管进入刷尘板内。

进一步的，所述刷尘板内还固定有尼龙绳，且尼龙绳与密封管同轴，尼龙绳靠近清理气囊的一端固定有隔离气囊，隔离气囊远离尼龙绳的一端固定有弹性绳，集尘管内固定有连接板，弹性绳远离隔离气囊的一端与连接板固定连接，隔离气囊内填充气体，无压状态下，膨胀的隔离气囊贴合集尘管的内壁。

进一步的，所述隔离气囊的弹性系数小于弹力绳的弹性系数。

进一步的，所述隔离气囊为椭圆形气囊。

进一步的，所述连接板截面为等腰梯形，且连接板截面中的短边朝向集尘管的进尘口。

进一步的，所述隔离气囊内填充有磁流体，且集尘管由铁制成。

进一步的，所述清理气囊靠近刷尘板的一侧固定有滑动密封圈，且集尘管与滑动密封圈滑动连接。

进一步的，所述除尘部件还包括集尘仓和真空泵，集尘仓固定在刷尘板底部，且集尘仓与刷尘板连通，真空泵的输出端连通固定在刷尘板上，真空泵能够对刷尘板内形成负压，便于灰尘进入刷尘板内。

进一步的，所述除尘部件还包括两个移动架，两个移动架分别固定在太阳能集热器的两侧，每个移动架内均转动连接有移动丝杆，每个移动架上固定有带动移动丝杆旋转的移动电机，移动架上还滑动连接有移动块，且移动块与移动丝杆通过螺纹配合，移动块靠近刷尘板的一端与刷尘板固定连接。

进一步的，所述转向部件包括配合板、转向板、转向电机、转向丝杆、滑动板和移动板，所述配合板固定在机架上，所述转向板固定在配合板上，且转向板与太阳能集热器铰接，所述转向电机固定在配合板上，所述转向丝杆转动连接在配合板上，且转向电机的主轴贯穿配合板后与转向丝杆固定，所述移动板与转向丝杆通过螺纹配合连接，所述滑动板滑动连接在太阳能集热器靠近机架的一端，且滑动板与移动板铰接。

本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

其一，本发明通过膨胀的清理气囊对太阳能集热器进行清理，不仅可以刷去太阳能集热器上的浮灰，由于膨胀后的清理气囊对太阳能集热器存在一定压力，其还可以擦拭掉太阳能集热器上粘黏的灰尘，对太阳能集热器起到更好的清理效果，并且当清理气囊处于非工作状态时，清理气囊没有膨胀，集尘管将密封管的排尘口封闭，此时空气中的灰尘无法通过集尘管进入密封管堵塞密封管的排尘口，避免了除尘部件处于非工作状态时，外部环境中的灰尘可能堆积在排尘口处，造成排尘口的堵塞，影响后续的除尘作业的问题。

其二，本发明通过隔离气囊的设置，不仅可以在装置处于非清理状态时，防止外部灰尘的进入堵塞集尘管，并且当集尘管移动时，隔离气囊还可以对集尘管的内壁进行擦拭，清理集尘管内壁的灰尘，进一步减少了灰尘堵塞集尘管的情况发生。

其三，本发明通过将隔离气囊设置为椭圆形，使得隔离气囊被拉伸后，隔离气囊与集尘管内壁的间隙更大，使得灰尘更易通过隔离气囊与集尘管内壁的间隙，避免集尘管进行清理作业时发生堵塞。

其四，本发明当隔离气囊未被拉伸时，隔离气囊内部的磁流体对铁制的集尘管产生磁力吸引，使得隔离气囊可以贴合集尘管内壁，进一步保证了集尘管移动时，隔离气囊对集尘管的擦拭清理效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明太阳能集热装置第一角度的立体结构示意图；

图3为本发明太阳能集热装置第二角度的立体结构示意图；

图4为图3中A处放大图；

图5为本发明除尘部件非清理状态下的剖视图；

图6为图5中B处放大图；

图7为本发明除尘部件清理状态下的剖视图；

图8为图7中C处放大图；

图9为本发明实施例二中除尘部件清理状态下的示意图；

图10为本发明实施例二中除尘部件非清理状态下的示意图；

图11为本发明实施例三中除尘部件清理状态下的示意图；

图12为本发明实施例三中除尘部件非清理状态下的示意图；

图13为本发明实施例四中除尘部件的剖视图。

图中：100、太阳能集热装置；110、机架；120、太阳能集热器；130、除尘部件；131、刷尘板；132、清理气囊；133、密封管；134、集尘管；135、排尘口；136、尼龙绳；137、隔离气囊；138、弹力绳；139、连接板；1310、滑动密封圈；1311、集尘仓；1312、移动架；1313、移动丝杆；1314、移动电机；1315、移动块；140、转向部件；141、配合板；142、转向板；143、转向电机；144、转向丝杆；145、滑动板；146、移动板；200、太阳能发电装置；300、风力发电机；500、储能装置；400、电热转换装置。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述；附图中给出了本发明的较佳实施方式，但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式；相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，本文所使用的术语“垂直”、“水平”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明；本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例一

如图1-图8所示，本申请实施例提供了一种优化用户侧配置的分布式新能源储能设备，包括太阳能集热装置100、太阳能发电装置200、风力发电机300、储能装置500和电热转换装置400，所述太阳能集热装置100与储能装置500连接，储能装置500能够储存太阳能集热装置100吸收的能量，所述太阳能发电装置200和风力发电机300均与电热转换装置400连接，太阳能发电装置200还与太阳能集热装置100连接且用于为太阳能集热装置100中的电力元件供电，上述均为现有技术，在此便不多过赘述，所述太阳能集热装置100包括机架110、太阳能集热器120、除尘部件130和转向部件140，所述太阳能集热器120铰接在机架110上，所述除尘部件130固定在太阳能集热器120上，除尘部件130包括刷尘板131，所述刷尘板131滑动连接在太阳能集热器120的集热端上，所述刷尘板131为内部中空的长方体形，刷尘板131靠近太阳能集热器120的一侧固定有清理气囊132，刷尘板131和清理气囊132的长度均长于太阳能集热器120的长度，除尘部件130还包括能够控制清理气囊132膨胀的气泵，刷尘板131内部固定有密封管133，密封管133朝向清理气囊132的一端开有集尘口，密封管133的侧壁开设有若干排尘口135，密封管133内还滑动连接有集尘管134，集尘管134的一端与密封管133通过集尘口连通，集尘管134的另一端固定在清理气囊132远离刷尘板131的一侧，当清理气囊132膨胀并带动集尘管134移动后，灰尘能够通过集尘管134进入密封管133中，并通过排尘口135排出，当清理气囊132未膨胀时，集尘管134封闭排尘口135，灰尘无法通过密封管133进入刷尘板131内。

优选的，所述清理气囊132靠近刷尘板131的一侧固定有滑动密封圈1310，且集尘管134与滑动密封圈1310滑动连接。

优选的，所述除尘部件130还包括集尘仓1311和真空泵，集尘仓1311固定在刷尘板131底部，且集尘仓1311与刷尘板131连通，真空泵的输出端连通固定在刷尘板131上，真空泵能够对刷尘板131内形成负压，便于灰尘进入刷尘板131内。

优选的，所述除尘部件130还包括两个移动架1312，两个移动架1312分别固定在太阳能集热器120的两侧，每个移动架1312内均转动连接有移动丝杆1313，每个移动架1312上固定有带动移动丝杆1313旋转的移动电机1314，移动架1312上还滑动连接有移动块1315，且移动块1315与移动丝杆1313通过螺纹配合，移动块1315靠近刷尘板131的一端与刷尘板131固定连接；

通过移动电机1314工作带动丝杆旋转，进而带动移动块1315和刷尘板131在太阳能集热器120上往复移动，以实现刷尘板131的清理作业。

优选的，所述转向部件140包括配合板141、转向板142、转向电机143、转向丝杆144、滑动板145和移动板146，所述配合板141固定在机架110上，所述转向板142固定在配合板141上，且转向板142与太阳能集热器120铰接，所述转向电机143固定在配合板141上，所述转向丝杆144转动连接在配合板141上，且转向电机143的主轴贯穿配合板141后与转向丝杆144固定，所述移动板146与转向丝杆144通过螺纹配合连接，所述滑动板145滑动连接在太阳能集热器120靠近机架110的一端，且滑动板145与移动板146铰接；

太阳能集热器120上安装有光敏传感器，为了实现太阳能集热器120的最佳集热效果，通过光敏传感器对光照信号进行检测，并将检测的信号传输至转向部件140，进而转向电机143工作带动转向丝杆144旋转，进而带动移动板146移动，通过移动板146和滑动板145的配合使得太阳能集热器120以其与转向板142的铰接处为轴旋转，进而使得太阳能集热板可以最大化的接收光照。

当需要进行清理作业时，首先启动气泵实现清理气囊132的膨胀，且清理气囊132膨胀时，会带动集尘管134移动，当清理气囊132膨胀至与太阳能集尘器接触后，此时集尘管134移动至将密封管133的排尘口135暴露，且集尘管134无法脱离密封管133，此时通过真空泵工作使刷尘板131内部产生负压，便可将清理气囊132清理出的灰尘吸入，并在集尘仓1311内保存。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

通过膨胀的清理气囊132对太阳能集热器120进行清理，不仅可以刷去太阳能集热器120上的浮灰，由于膨胀后的清理气囊132对太阳能集热器120存在一定压力，其还可以擦拭掉太阳能集热器120上粘黏的灰尘，对太阳能集热器120起到更好的清理效果，并且当清理气囊132处于非工作状态时，清理气囊132没有膨胀，集尘管134将密封管133的排尘口135封闭，此时空气中的灰尘无法通过集尘管134进入密封管133堵塞密封管133的排尘口135，避免了除尘部件130处于非工作状态时，外部环境中的灰尘可能堆积在排尘口135处，造成排尘口135的堵塞，影响后续的除尘作业的问题。

实施例二

由于本装置处于非清理状态时，通过集尘管134封闭密封管133的排尘口135，避免了排尘口135受外部灰尘而堵塞，但是灰尘可能堆积在集尘管134内，影响后续清理作业的进行，为了解决上述问题，如图9和图10所述，对实施例一做进一步的改进：

优选的，所述刷尘板131内还固定有尼龙绳136，且尼龙绳136与密封管133同轴，尼龙绳136靠近清理气囊132的一端固定有隔离气囊137，隔离气囊137远离尼龙绳136的一端固定有弹性绳，集尘管134内固定有连接板139，弹性绳远离隔离气囊137的一端与连接板139固定连接，隔离气囊137内填充气体，无压状态下，膨胀的隔离气囊137贴合集尘管134的内壁。

优选的，所述隔离气囊137的弹性系数小于弹力绳138的弹性系数。

当本装置处于非清理状态时，膨胀的隔离气囊137贴合集尘管134的内壁，防止外部灰尘的进入堵塞集尘管134，当清理气囊132膨胀并带动集尘管134移动时，由于隔离气囊137的弹性系数小于弹力绳138的弹性系数，首先会拉动弹力绳138形变，此时集尘管134移动时，隔离气囊137不发生形变且不会移动，并且集尘管134移动时，隔离气囊137还可以对集尘管134的内壁进行擦拭，清理集尘管134内壁的灰尘，随着集尘管134的继续移动，弹力绳138形变至其的最大形变量，此时拉动隔离气囊137形变，使得隔离气囊137与集尘管134的内壁之间形成进风通道，此时灰尘便可从该进风通道内进入。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

通过隔离气囊137的设置，不仅可以在装置处于非清理状态时，防止外部灰尘的进入堵塞集尘管134，并且当集尘管134移动时，隔离气囊137还可以对集尘管134的内壁进行擦拭，清理集尘管134内壁的灰尘，进一步减少了灰尘堵塞集尘管134的情况发生。

实施例三

为了避免隔离气囊137的设置使得集尘管134的进风通道过小，影响吸尘效率且增加堵塞概率，如图11和图12所示，对实施例二做进一步的改进：

优选的，所述隔离气囊137为椭圆形气囊。

优选的，所述连接板139截面为等腰梯形，且连接板139截面中的短边朝向集尘管134的进尘口，避免连接板139阻挡灰尘。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

通过将隔离气囊137设置为椭圆形，使得隔离气囊137被拉伸后，隔离气囊137与集尘管134内壁的间隙更大，使得灰尘更易通过隔离气囊137与集尘管134内壁的间隙，避免集尘管134进行清理作业时发生堵塞。

实施例四

上述实施例中由于隔离气囊137变成了椭圆形，导致当隔离气囊137未被拉伸时，可能与集尘管134内壁的贴合度不佳，影响隔离气囊137对集尘管134内壁的擦拭清理效果，对此，如图13所示，对实施例三作进一步的改进：

优选的，所述隔离气囊137内填充有磁流体，且集尘管134由铁制成。

在隔离气囊137内填充磁流体（磁流体的磁力较弱），并且磁流体与集尘管134内部之间还存在一层囊体，再此基础上，填充磁流体的隔离气囊137与集尘管134内部之间存在磁力吸引，当集尘管134移动一段距离后，弹力绳138形变至极限，此时便可轻易的拉动隔离气囊137形变，解除隔离气囊137内磁流体与铁制集尘管134的磁力吸引。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

当隔离气囊137未被拉伸时，隔离气囊137内部的磁流体对铁制的集尘管134产生磁力吸引，使得隔离气囊137可以贴合集尘管134内壁，进一步保证了集尘管134移动时，隔离气囊137对集尘管134的擦拭清理效果。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明精神和原则内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种优化用户侧配置的分布式新能源储能设备，包括太阳能集热装置（100）、太阳能发电装置（200）、风力发电机（300）、储能装置（500）和电热转换装置（400），所述太阳能集热装置（100）与储能装置（500）连接，储能装置（500）能够储存太阳能集热装置（100）吸收的能量，所述太阳能发电装置（200）和风力发电机（300）均与电热转换装置（400）连接，太阳能发电装置（200）还与太阳能集热装置（100）连接且用于为太阳能集热装置（100）中的电力元件供电，其特征在于，所述太阳能集热装置（100）包括机架（110）、太阳能集热器（120）、除尘部件（130）和转向部件（140），所述太阳能集热器（120）铰接在机架（110）上，所述除尘部件（130）固定在太阳能集热器（120）上，除尘部件（130）包括刷尘板（131），所述刷尘板（131）滑动连接在太阳能集热器（120）的集热端上，所述刷尘板（131）为内部中空的长方体形，刷尘板（131）靠近太阳能集热器（120）的一侧固定有清理气囊（132），刷尘板（131）和清理气囊（132）的长度均长于太阳能集热器（120）的长度，除尘部件（130）还包括能够控制清理气囊（132）膨胀的气泵，刷尘板（131）内部固定有密封管（133），密封管（133）朝向清理气囊（132）的一端开有集尘口，密封管（133）的侧壁开设有若干排尘口（135），密封管（133）内还滑动连接有集尘管（134），集尘管（134）的一端与密封管（133）通过集尘口连通，集尘管（134）的另一端固定在清理气囊（132）远离刷尘板（131）的一侧，当清理气囊（132）膨胀并带动集尘管（134）移动后，灰尘能够通过集尘管（134）进入密封管（133）中，并通过排尘口（135）排出，当清理气囊（132）未膨胀时，集尘管（134）封闭排尘口（135），灰尘无法通过密封管（133）进入刷尘板（131）内；所述刷尘板（131）内还固定有尼龙绳（136），且尼龙绳（136）与密封管（133）同轴，尼龙绳（136）靠近清理气囊（132）的一端固定有隔离气囊（137），隔离气囊（137）远离尼龙绳（136）的一端固定有弹性绳，集尘管（134）内固定有连接板（139），弹性绳远离隔离气囊（137）的一端与连接板（139）固定连接，隔离气囊（137）内填充气体，无压状态下，膨胀的隔离气囊（137）贴合集尘管（134）的内壁。

2.根据权利要求1所述的优化用户侧配置的分布式新能源储能设备，其特征在于，所述隔离气囊（137）的弹性系数小于弹力绳（138）的弹性系数。

3.根据权利要求2所述的优化用户侧配置的分布式新能源储能设备，其特征在于，所述隔离气囊（137）为椭圆形气囊。

4.根据权利要求1所述的优化用户侧配置的分布式新能源储能设备，其特征在于，所述连接板（139）截面为等腰梯形，且连接板（139）截面中的短边朝向集尘管（134）的进尘口。

5.根据权利要求3所述的优化用户侧配置的分布式新能源储能设备，其特征在于，所述隔离气囊（137）内填充有磁流体，且集尘管（134）由铁制成。

6.根据权利要求1所述的优化用户侧配置的分布式新能源储能设备，其特征在于，所述清理气囊（132）靠近刷尘板（131）的一侧固定有滑动密封圈（1310），且集尘管（134）与滑动密封圈（1310）滑动连接。

7.根据权利要求1所述的优化用户侧配置的分布式新能源储能设备，其特征在于，所述除尘部件（130）还包括集尘仓（1311）和真空泵，集尘仓（1311）固定在刷尘板（131）底部，且集尘仓（1311）与刷尘板（131）连通，真空泵的输出端连通固定在刷尘板（131）上，真空泵能够对刷尘板（131）内形成负压，便于灰尘进入刷尘板（131）内。

8.根据权利要求1所述的优化用户侧配置的分布式新能源储能设备，其特征在于，所述除尘部件（130）还包括两个移动架（1312），两个移动架（1312）分别固定在太阳能集热器（120）的两侧，每个移动架（1312）内均转动连接有移动丝杆（1313），每个移动架（1312）上固定有带动移动丝杆（1313）旋转的移动电机（1314），移动架（1312）上还滑动连接有移动块（1315），且移动块（1315）与移动丝杆（1313）通过螺纹配合，移动块（1315）靠近刷尘板（131）的一端与刷尘板（131）固定连接。

9.根据权利要求1所述的优化用户侧配置的分布式新能源储能设备，其特征在于，所述转向部件（140）包括配合板（141）、转向板（142）、转向电机（143）、转向丝杆（144）、滑动板（145）和移动板（146），所述配合板（141）固定在机架（110）上，所述转向板（142）固定在配合板（141）上，且转向板（142）与太阳能集热器（120）铰接，所述转向电机（143）固定在配合板（141）上，所述转向丝杆（144）转动连接在配合板（141）上，且转向电机（143）的主轴贯穿配合板（141）后与转向丝杆（144）固定，所述移动板（146）与转向丝杆（144）通过螺纹配合连接，所述滑动板（145）滑动连接在太阳能集热器（120）靠近机架（110）的一端，且滑动板（145）与移动板（146）铰接。