一种铁塔传感器电能的智能供储系统

本发明属于小型发电储能，特别涉及一种铁塔传感器电能的智能供储系统。

背景技术：

1、目前输电铁塔的巡检正逐步迈向智能化数字化时代，此时就必须在铁塔上加装一系列各类数据传感器，由于存在电压不对等，需要巨型变压装置转换，在铁塔上难以实现等问题，这些传感器显然不能直接利用高压或特高压输送的电能，必须对电能来源进行开辟。在现有技术方案中，尤其是在供储装置的设计安装过程中，目前虽然在一定程度上为铁塔传感器提供了一定的电力；但相关技术方案中普遍存在四个问题：一是供电方式单一化，目前的供电单元往往采用风电或者光电，不能充分的利用自然界的能源；二是资源利用效率低，目前的供电单元往往将风电机或光伏板固定，这样风电机只能接受到一个方向的来风，太阳能板只能被一个角度的阳光直射，而自然界的风向与太阳照射的角度是不断变化的，这样造成资源利用低效的后果；三是储能装置落后，目前的小型储能装置电能容量低、续航时间短、电能损耗大，导致传感器时常停机的后果；四是智能化程度低，目前的供储装置无法对自身状态进行检测，需人工进行检修处理，一旦设备发生故障，将导致整个输电线路的监测系统，包括各类传感器的瘫痪，造成不可估量的损失。因此，需要设计一种铁塔传感器电能的智能供储系统来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种铁塔传感器电能的智能供储系统，该系统解决了现有技术供电方式单一化、资源利用效率低、储能装置落后和智能化程度低的问题，具有供电方式多元化、能源利用高效化、供储设备智能化、电池高续航的特点。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种铁塔传感器电能的智能供储系统，包括风力供电系统、太阳能供电系统、风光传感系统和智能储能系统；风光传感系统测量实时的风力风速，以及太阳光照射的方向，将实时各类数据传输至整个供储系统的数据中心，由数据中心发送指令至风力供电系统与太阳能供电系统；风力供电系统包括垂直轴弯曲矩形扇叶发电机、马格努斯效应发电机、顶部升力发电机和边缘导风扇叶；太阳能供电系统包括多个太阳能光伏发电单元、两个纵轴旋转连杆、四个横轴旋转连杆、底盘转轴和中心收纳柜。

3、优选地，垂直轴弯曲矩形扇叶发电机设置于系统的中上部；马格努斯效应发电机设置于系统的中部；顶部升力发电机设置于系统的上部，将垂直轴弯曲矩形扇叶发电机旋转产生向上的风力转化为电能；边缘导风扇叶设置于系统的边缘。

4、优选地，太阳能光伏发电单元设置伸缩装置，包括中部的横轴连杆，连接其他光伏发电单元，最边缘的单元连接横轴旋转连杆；上下两部分连接有两块太阳能光伏板，用于将太阳能即时转化为电能；纵轴旋转连杆与底盘转轴与横轴旋转连杆连接，用于调整太阳能板倾斜角度；横轴旋转连杆与纵轴连杆与边缘的光伏发电单元连接；底盘转轴和中心收纳柜设置于底部。

5、优选地，风光传感系统包括风传感器与光传感器；风传感器为亭子式结构，设置于顶部风扇的上方，下部为圆柱形超声波接收模块与处理模块，中部为支撑架，顶部为超声波发射盘；光传感器为圆柱形结构，连接在系统顶部，光传感器上端设置圆角，圆角处理部分装有光敏二极管。

6、优选地，智能储能系统包括全钒液流电池和电池监测传感器；全钒液流电池位于收纳柜中。

7、优选地，垂直轴弯曲矩形扇叶发电机包括四片弯曲矩形扇叶、旋转中心轴、连接杆、齿轮与发电机；弯曲矩形扇叶采用高强度合金制成，连接杆连接弯曲矩形扇叶与旋转中心轴；旋转中心轴为实心轴，与靠下主动齿轮相连，再由主动齿轮带动从动齿轮，最后由从动齿轮带动发电机进行发电；风力发电机的输出端连接至三相电压输出。

8、优选地，马格努斯效应发电机包括微型扇叶圆筒、阵列固定装置、三角支撑架、中心旋转轴、齿轮与发电机；微型扇叶圆筒为中空构造，边缘设置三片微型扇叶；阵列固定装置安装在微型扇叶圆筒的上部与下部，同时与中心旋转轴连接；三角支撑架安装于上部阵列固定装置下方和下部阵列固定装置上方，与中心旋转轴同轴心，连接阵列固定装置与中心旋转轴。

9、优选地，中心旋转轴为套设在垂直轴弯曲矩形扇叶发电机外部的空心轴；中心旋转轴与主动齿轮相连，通过主动齿轮带动从动齿轮，从动齿轮传动发电机发电。

10、本发明的有益效果为：

11、本发明提供的铁塔传感器电能的智能供储系统，该系统解决了现有技术供电方式单一化、资源利用效率低、储能装置落后和智能化程度低的问题，通过设置风力供电系统、太阳能供电系统、风光传感系统、智能储能系统；风力供电系统用于接受各向来风，并将其转化为电能；太阳能供电系统用于接受阳光，并将其转化为电能；风光传感系统用于测量风能、光能的各项数据，传递至数据中心，使供电系统更加精准的获取能源并转化，提高供电效率；智能储能系统主要用于存储供电系统所发电能，并实时监测供储系统的状态，若有异常将及时告警；方案通过有序配置供电系统、传感系统与储能系统，体现了能源利用的多元化，提高了供电的稳定性，同时结合数据处理与传输、智能监测，提高了设备的智能性。

技术特征：

1.一种铁塔传感器电能的智能供储系统，其特征在于：包括风力供电系统、太阳能供电系统、风光传感系统和智能储能系统；风光传感系统测量实时的风力风速，以及太阳光照射的方向，将实时各类数据传输至整个供储系统的数据中心，由数据中心发送指令至风力供电系统与太阳能供电系统；风力供电系统包括垂直轴弯曲矩形扇叶发电机、马格努斯效应发电机、顶部升力发电机和边缘导风扇叶；太阳能供电系统包括多个太阳能光伏发电单元、两个纵轴旋转连杆、四个横轴旋转连杆、底盘转轴和中心收纳柜。

2.根据权利要求1所述的一种铁塔传感器电能的智能供储系统，其特征在于：所述垂直轴弯曲矩形扇叶发电机设置于系统的中上部；马格努斯效应发电机设置于系统的中部；顶部升力发电机设置于系统的上部，将垂直轴弯曲矩形扇叶发电机旋转产生向上的风力转化为电能；边缘导风扇叶设置于系统的边缘。

3.根据权利要求1所述的一种铁塔传感器电能的智能供储系统，其特征在于：所述太阳能光伏发电单元设置伸缩装置，包括中部的横轴连杆，连接其他光伏发电单元，最边缘的单元连接横轴旋转连杆；上下两部分连接有两块太阳能光伏板，用于将太阳能即时转化为电能；纵轴旋转连杆与底盘转轴与横轴旋转连杆连接，用于调整太阳能板倾斜角度；横轴旋转连杆与纵轴连杆与边缘的光伏发电单元连接；底盘转轴和中心收纳柜设置于底部。

4.根据权利要求1所述的一种铁塔传感器电能的智能供储系统，其特征在于：所述风光传感系统包括风传感器与光传感器；风传感器为亭子式结构，设置于顶部风扇的上方，下部为圆柱形超声波接收模块与处理模块，中部为支撑架，顶部为超声波发射盘；光传感器为圆柱形结构，连接在系统顶部，光传感器上端设置圆角，圆角处理部分装有光敏二极管。

5.根据权利要求1所述的一种铁塔传感器电能的智能供储系统，其特征在于：所述智能储能系统包括全钒液流电池和电池监测传感器；全钒液流电池位于收纳柜中。

6.根据权利要求2所述的一种铁塔传感器电能的智能供储系统，其特征在于：所述垂直轴弯曲矩形扇叶发电机包括四片弯曲矩形扇叶、旋转中心轴、连接杆、齿轮与发电机；弯曲矩形扇叶采用高强度合金制成，连接杆连接弯曲矩形扇叶与旋转中心轴；旋转中心轴为实心轴，与靠下主动齿轮相连，再由主动齿轮带动从动齿轮，最后由从动齿轮带动发电机进行发电；风力发电机的输出端连接至三相电压输出。

7.根据权利要求2所述的一种铁塔传感器电能的智能供储系统，其特征在于：所述马格努斯效应发电机包括微型扇叶圆筒、阵列固定装置、三角支撑架、中心旋转轴、齿轮与发电机；微型扇叶圆筒为中空构造，边缘设置三片微型扇叶；阵列固定装置安装在微型扇叶圆筒的上部与下部，同时与中心旋转轴连接；三角支撑架安装于上部阵列固定装置下方和下部阵列固定装置上方，与中心旋转轴同轴心，连接阵列固定装置与中心旋转轴。

8.根据权利要求7所述的一种铁塔传感器电能的智能供储系统，其特征在于：所述中心旋转轴为套设在垂直轴弯曲矩形扇叶发电机外部的空心轴；中心旋转轴与主动齿轮相连，通过主动齿轮带动从动齿轮，从动齿轮传动发电机发电。

技术总结
本发明公开了一种铁塔传感器电能的智能供储系统，包括风力供电系统、太阳能供电系统、风光传感系统、智能储能系统；风力供电系统用于接受各向来风，并将其转化为电能；太阳能供电系统用于接受阳光，并将其转化为电能；风光传感系统用于测量风能、光能的各项数据，传递至数据中心，使供电系统更加精准的获取能源并转化，提高供电效率；智能储能系统主要用于存储供电系统所发电能，并实时监测供储系统的状态，若有异常将及时告警；方案通过有序配置供电系统、传感系统与储能系统，体现了能源利用的多元化，提高了供电的稳定性，同时结合数据处理与传输、智能监测，提高了设备的智能性。

技术研发人员：彭高昱
受保护的技术使用者：三峡大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12