基于风光互补自发电移动电源的设计

摘 要：本设计提供一种基于风光互补自发电的移动电源，它带有光电池板和风力发电机装置，使用时能将光和风利用起来，自我供电。由电源本体、光电池板、三叶片风车、微型发电机、伸缩杆、开关组成。通过三叶片风车实现将风能转化为电能，通过光电池板实现将光能转化为电能，从而使微型发电机完成两种能量的利用，既高效又经济。

关键词：风光互补；自发电；移动电源

中图分类号：TM914 文I标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）07-0137-01

随着技术的发展，移动电源早已成为人们生活中随处可见的充电设备，它能与智能手机连接实现移动供电的功能，备受年轻人的喜爱。现有的移动电源电量有限，当电源电量使用完后人们必须对它进行充电，才能再次使用，而生活中难免出现在户外使用移动电源的时候电量不足被迫不能继续使用的情况，这给使用带来了不便，也不能满足对移动电源的使用和节能环保的要求。因此一种适合用于移动电源并且易于和移动电源结合的发电系统值得研究。

1 研究背景

风能和太阳能是目前最清洁环保、用之不竭的能源，而太阳能与风能在时间上和地域上都有很强的互补性。据统计，在l0m高度风能储量为3.2TW，可利用的超过1.OTW[1]，太阳能资源较丰富地区达到了国土而积的67%，年平均日照小时达到2000h以上，因此可以利用现有丰富的风能与光能将风光互补发电系统应用于移动电源，并使该系统轻量化以很好的装载在移动电源上，来满足人们日常出行所需。

2 发明内容

本发明提供一种基于风光互补自发电的移动电源，其特征在于它由电源本体、光电池板、三叶片风车、微型发电机、伸缩杆、开关组成。所述的电源本体内置有充电电源，本体两侧各设有一个光电池板，光电池板能接受太阳光照射将光转化为电能存储到充电电源中；所述的三叶片风车有两个，分别在下方与微型发电机相连，三叶片风车转动带动微型发电机发电，并将电能存储到充电电源中；所述的伸缩杆上端与微型发电机相连，伸缩杆可以伸出或缩短；所述的开关用于控制无线传输系统的开启或关闭。

风光互补发电原理（如图1所示）。

2.1 电能产生环节

电能产生环节包括风力发电和太阳能发电两部分。风力发电部分可通过三叶扇获取风能转化为电能；太阳能发电部分通过光电池板获取光能转化为电能。

2.2 电能变换控制环节[2]

电能变换控制环节由DC/DC变换器、主控制电路等部分构成，是发电系统的核心环节。

微型发电机输出的交流电需经整流后进入DC/DC变换器，输出的直流电经过稳压后直接送入DC/DC变换器；光电池板输出得到的直流电通常要通过1个防反二极管后，再送入DC/DC变换器。

主控制电路通常采用PLC或单片机、DSP等控制芯片，通过控制DC/DC变换器实现功率变换，同时还可对各种信息、参数进行数据采集、处理，从而实现对耳机设备的保护、风险预警等功能。

2.3 电能存储消耗环节[3]

电能存储消耗环节包括存储和消耗两部分。电能的存储部分由耳机中微型蓄电池承担，用来消除由于天气等原因引起的能量供需的不平衡，在整个系统中起到电能调节和平衡负载的作用。电能的消耗部分主要由直流负载、交流负载组成。用来提供耳机所需要的电能。

3 研究的有益效果

本新型移动电源使人们在使用过程中能将光和风利用起来进行自我供电，克服了传统移动电源需不断充电才能循环供人们使用的缺点，更加满足了人们的使用需求。

4 具体实施方式

使用本新型移动电源时，将其竖直置于户外阳光下，手动打开电源本体上的开关，此时电源本体内的电能传输系统启动，使用者可以使用它对手机、电脑等终端设备供电。在有风的情况下，拉伸或者缩短与微型发电机相连的伸缩杆，调整三叶片风车到合适的高度，本体上的两个三叶片风车会在风的带动下旋转，并同时带动两个微型发电机旋转发电，产生的电能会存储到本体内置的充电电源中，以供人们使用；在有太阳光的情况下，耳机本体两侧的光电池板会接收太阳光的辐射，并将光能转化成电能存储到充电电源中，以供人们使用。

5 结论与展望

传统移动电源一般采用固定充电的方式补充电源，而此新型耳机采用风光互补发电系统为移动电源充电，充分地利用了自然界中清洁的能源，因此此新型移动电源具有携带方便、自行发电而不受电量约束的特点。

参考文献

[1]黄毅城.大力发展风电[J].电网与清洁能源，2008，24（1）：1-2.

[2]陈亚爱，金雍奥.风光互补发电系统控制技术综述[J].电气传动，2012，42（1）：3-9.

[3]王涛.小型风光互补发电系统控制器的研究[D].合肥：合肥工业大学，2009.