本實用新型涉及發(fā)電系統(tǒng)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種發(fā)電系統(tǒng)及飛行器。

背景技術(shù)：

目前，在一些設(shè)備中，例如在臨近空間飛行器中，電力來源主要是太陽能，而臨近空間風(fēng)能的發(fā)電能力并未得到足夠的重視。臨近空間飛行器采用氦氣球載吊艙的形式在高空中自由飄動，目前的科學(xué)水平尚不能達到對吊艙內(nèi)的用電設(shè)備采用傳統(tǒng)的地面供電形式，例如，使用大功率發(fā)電機組進行發(fā)電，因為這會加重電氣裝備重量，對吊艙重量控制有不利的影響。目前臨近空間中可以獲取的可再生能源主要是風(fēng)能和太陽能，而風(fēng)力發(fā)電設(shè)備體積較大，太陽能因其普遍存在、儲量無限、清潔、經(jīng)濟等優(yōu)點，成為最具發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕鍧嵞茉?，而光伏發(fā)電是利用太陽能的重要方式之一；假設(shè)臨近空間采取風(fēng)光互補發(fā)電裝置，風(fēng)力發(fā)電葉片與太陽能帆板通常是分開設(shè)計的兩個裝置，這對于臨近空間飛行器來說既增加了飛行器體積，又增加了飛行器重量，這種方式并不可取。

針對相關(guān)技術(shù)中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)與太陽能發(fā)電系統(tǒng)分開導(dǎo)致設(shè)備體積龐大的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的主要目的在于提供一種發(fā)電系統(tǒng)及飛行器，以解決風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)與太陽能發(fā)電系統(tǒng)分開導(dǎo)致設(shè)備體積龐大的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種發(fā)電系統(tǒng)，該發(fā)電系統(tǒng)包括：風(fēng)力發(fā)電機葉片，風(fēng)力發(fā)電機葉片集成太陽能電池板，太陽能電池板發(fā)電產(chǎn)生第一電能；風(fēng)力發(fā)電機，與風(fēng)力發(fā)電機葉片連接，風(fēng)力發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)化為第二電能，其中，風(fēng)力發(fā)電機葉片帶動風(fēng)力發(fā)電機旋轉(zhuǎn)；儲能電池，與風(fēng)力發(fā)電機相連接，儲存第一電能和/或第二電能；以及旋轉(zhuǎn)連接機構(gòu)，連接風(fēng)力發(fā)電機葉片和儲能電池。

進一步地，風(fēng)力發(fā)電機葉片至少為三片，風(fēng)力發(fā)電機任意兩個相鄰葉片之間的夾角相同。

進一步地，風(fēng)力發(fā)電機葉片的正面和/或反面將太陽能轉(zhuǎn)化為第一電能。

進一步地，發(fā)電系統(tǒng)還包括連接線纜，連接風(fēng)力發(fā)電機葉片和旋轉(zhuǎn)連接機構(gòu)。

進一步地，旋轉(zhuǎn)連接機構(gòu)與風(fēng)力發(fā)電機同軸連接。

進一步地，風(fēng)力發(fā)電機為外殼可旋轉(zhuǎn)接觸式風(fēng)力發(fā)電機。

進一步地，發(fā)電系統(tǒng)還包括：多電制交直流電能轉(zhuǎn)換裝置，與旋轉(zhuǎn)連接機構(gòu)連接，將交流電轉(zhuǎn)化為低壓直流電。

進一步地，發(fā)電系統(tǒng)還包括輸電纜繩，與儲能電池和多電制交直流電能轉(zhuǎn)換裝置連接。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實用新型的另一方面，還提供了一種飛行器，該飛行器包括：本實用新型提供的發(fā)電系統(tǒng)；飛行器囊體，位于發(fā)電系統(tǒng)的上方，為飛行器提供浮力。

進一步地，飛行器還包括吊艙，位于飛行器囊體下方，與發(fā)電系統(tǒng)連接。

進一步地，飛行器還包括連接纜繩，連接纜繩連接飛行器囊體和吊艙。

本實用新型通過風(fēng)力發(fā)電機葉片，風(fēng)力發(fā)電機葉片集成太陽能電池板，太陽能電池板發(fā)電產(chǎn)生第一電能；風(fēng)力發(fā)電機，與風(fēng)力發(fā)電機葉片連接，風(fēng)力發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)化為第二電能，其中，風(fēng)力發(fā)電機葉片帶動風(fēng)力發(fā)電機旋轉(zhuǎn)；儲能電池，與風(fēng)力發(fā)電機相連接，儲存第一電能和/或第二電能；以及旋轉(zhuǎn)連接機構(gòu)，連接風(fēng)力發(fā)電機葉片和儲能電池，解決了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)與太陽能發(fā)電系統(tǒng)分開導(dǎo)致設(shè)備體積龐大的問題，進而達到了減少風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)與太陽能發(fā)電系統(tǒng)的體積的效果。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是根據(jù)本實用新型實施例的發(fā)電系統(tǒng)的示意圖；以及

圖2是根據(jù)本實用新型實施例的飛行器的示意圖；

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本實用新型。

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請方案，下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分的實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請保護的范圍。

需要說明的是，本申請的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便這里描述的本申請的實施例。此外，術(shù)語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。

本實用新型實施例提供了一種發(fā)電系統(tǒng)。

圖1是根據(jù)本實用新型實施例的發(fā)電系統(tǒng)的示意圖，如圖1所示，該發(fā)電系統(tǒng)包括風(fēng)力發(fā)電機葉片10、風(fēng)力發(fā)電機20、旋轉(zhuǎn)連接機構(gòu)30和儲能電池40。

風(fēng)力發(fā)電機葉片10，風(fēng)力發(fā)電機葉片10為集成太陽能電池板式的風(fēng)力發(fā)電機葉片?？蛇x的方案是，風(fēng)力發(fā)電機葉片10由太陽能電池板組成，太陽能電池板用于發(fā)電產(chǎn)生第一電能。

風(fēng)力發(fā)電機葉片10可以在有風(fēng)時，被風(fēng)吹動，將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機械能，然后經(jīng)過風(fēng)力發(fā)電機20轉(zhuǎn)化為第二電能，也可以在有陽光照射時，將太陽能轉(zhuǎn)化為第一電能。轉(zhuǎn)化成的第一電能和第二電能可以通過儲能電池40儲存起來，也可以直接供給用電設(shè)備使用。

可選地，風(fēng)力發(fā)電機葉片10至少為三片，例如，第一葉片、第二葉片和第三葉片，任意兩個相鄰葉片之間的夾角相同，風(fēng)力發(fā)電機葉片10的多個葉片均勻分布，例如，風(fēng)力發(fā)電機葉片10為三片時，每兩個葉片之間的夾角為120度，風(fēng)力發(fā)電機葉片10也可以包括更多葉片，例如，四個葉片，每兩個相鄰葉片之間的夾角為90度。風(fēng)力發(fā)電機的葉片數(shù)量并不是越多越好，如果葉片數(shù)量太多可能會影響光照，導(dǎo)致太陽能轉(zhuǎn)化的電量低。可選地，風(fēng)力發(fā)電機葉片10的正反面都能夠?qū)⑻柲苻D(zhuǎn)化為第一電能，也即風(fēng)力發(fā)電機葉片10的正反面都為太陽能電池，能夠接收太陽光的照射將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。風(fēng)力發(fā)電機葉片10也可以只有一面能將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。

風(fēng)力發(fā)電機20，與風(fēng)力發(fā)電機葉片10連接，風(fēng)力發(fā)電機20將機械能轉(zhuǎn)化為第二電能，其中，風(fēng)力發(fā)電機葉片10帶動風(fēng)力發(fā)電機20旋轉(zhuǎn)。

風(fēng)力發(fā)電機葉片10旋轉(zhuǎn)帶動風(fēng)力發(fā)電機20發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電機20將機械能轉(zhuǎn)化為第二電能，風(fēng)力發(fā)電機20可以是永磁同步風(fēng)力發(fā)電機，也可以是其他類型的風(fēng)力發(fā)電機?？蛇x地，風(fēng)力發(fā)電機20為外殼可旋轉(zhuǎn)接觸式風(fēng)力發(fā)電機，風(fēng)力發(fā)電機20的外殼可以隨風(fēng)力發(fā)電機葉片10一同旋轉(zhuǎn)。

旋轉(zhuǎn)連接機構(gòu)30連接風(fēng)力發(fā)電機葉片10和儲能電池40，可以將第一電能發(fā)送至儲能電池40。

可選地，該發(fā)電系統(tǒng)還包括：連接線纜，連接線纜是用于輸電的線纜，可以連接該實施例提供的發(fā)電系統(tǒng)的不同組成部件，具體地，連接線纜可以連接風(fēng)力發(fā)電機葉片和旋轉(zhuǎn)連接機構(gòu)。

連接線纜可以連接風(fēng)力發(fā)電機葉片10和旋轉(zhuǎn)連接機構(gòu)30，將風(fēng)力發(fā)電機葉片10的太陽能電池板產(chǎn)生的電能傳輸?shù)叫D(zhuǎn)連接機構(gòu)30，然后輸送至儲能電池40。通過旋轉(zhuǎn)連接機構(gòu)30，可以避免連接線纜纏繞。旋轉(zhuǎn)連接機構(gòu)30可以是可旋轉(zhuǎn)的裝置，例如，可以采用滑環(huán)、滾珠等方式連接旋轉(zhuǎn)的裝置。

具體地，旋轉(zhuǎn)連接機構(gòu)30可以包括兩個部分，旋轉(zhuǎn)部和固定部，旋轉(zhuǎn)部通過連接線纜與風(fēng)力發(fā)電機葉片10連接，固定部與儲能電池40連接，解決了直接通過連接線纜連接風(fēng)力發(fā)電機葉片10和儲能電池40時連接線纜纏繞的問題。

可選地，旋轉(zhuǎn)連接機構(gòu)30可以與風(fēng)力發(fā)電機20同軸連接，能夠減少發(fā)電系統(tǒng)的體積，也減輕發(fā)電系統(tǒng)的重量，其中，旋轉(zhuǎn)連接機構(gòu)30可以與風(fēng)力發(fā)電機20同軸連接是一種優(yōu)選的實施方式，在一些應(yīng)用場景中，旋轉(zhuǎn)連接機構(gòu)30也可以不與風(fēng)力發(fā)電機20同軸連接。旋轉(zhuǎn)連接機構(gòu)30可以設(shè)置在風(fēng)力發(fā)電機葉片10和風(fēng)力發(fā)電機20之間，如果風(fēng)力發(fā)電機20采用外殼可旋轉(zhuǎn)接觸式風(fēng)力發(fā)電機，也可以將旋轉(zhuǎn)連接機構(gòu)30設(shè)置在風(fēng)力發(fā)電機20和儲能電池40之間。

儲能電池40，與風(fēng)力發(fā)電機20連接，儲存第一電能和/或第二電能，儲能電池40可以為鋰電池。儲能電池40可以將太陽能轉(zhuǎn)化成的電能和風(fēng)能轉(zhuǎn)化的電能儲存，其中，可以只存儲太陽能轉(zhuǎn)化成的電能，也可以只存儲風(fēng)能轉(zhuǎn)化成的電能，儲能電池40也可以是其他類型的電池。

可選地，發(fā)電系統(tǒng)還包括：多電制交直流電能轉(zhuǎn)換裝置，與旋轉(zhuǎn)連接機構(gòu)30連接，將交流電轉(zhuǎn)化為低壓直流電，低壓直流電可以傳送至儲能電池40存儲，也可以供給用電設(shè)備使用。例如，風(fēng)力發(fā)電機20將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為交流電，然后由多電制交直流電能轉(zhuǎn)換裝置將交流電轉(zhuǎn)化為低壓直流電，以便儲存和利用。

風(fēng)力發(fā)電機葉片10可以通過連接線纜與旋轉(zhuǎn)連接機構(gòu)30連接，將第一電能通過旋轉(zhuǎn)機構(gòu)30傳輸至多電制交直流電能轉(zhuǎn)換裝置，多電制交直流電能轉(zhuǎn)換裝置在將交流的第一電能轉(zhuǎn)換為直流之后存儲至儲能電池40中。

可選地，發(fā)電系統(tǒng)還包括輸電纜繩，將儲能電池40和多電制交直流電能轉(zhuǎn)換裝置連接。將多電制交直流電能轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換成的電能輸送至儲能電池40儲存。

上述的連接線纜和輸電纜繩可以是相同的電纜線，由于連接線纜和輸電纜繩所輸送的電流可能不同，輸電纜繩輸送的電流更大，可以采用能夠承載更大電流的電纜線。在該實施例中，輸電纜繩是一種復(fù)合型材料，既能夠承力又能夠?qū)щ?，因此電能可以通過輸電纜繩傳送至儲能電池40。

該實施例的發(fā)電系統(tǒng)可以應(yīng)用于多個領(lǐng)域，例如，臨近空間飛行器領(lǐng)域，也可以用于其他發(fā)電領(lǐng)域，例如，地面風(fēng)光互補發(fā)電站等。

該實施例采用風(fēng)力發(fā)電機葉片10，風(fēng)力發(fā)電機葉片集成太陽能電池板，太陽能電池板發(fā)電產(chǎn)生第一電能；風(fēng)力發(fā)電機20，與風(fēng)力發(fā)電機葉片10連接，風(fēng)力發(fā)電機20將機械能轉(zhuǎn)化為第二電能，其中，風(fēng)力發(fā)電機葉片10帶動風(fēng)力發(fā)電機旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)連接機構(gòu)30，與所述風(fēng)力發(fā)電機20連接，儲能電池40，儲存第一電能和/或第二電能，同時提供風(fēng)力電能與太陽能電能的風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)，通過改造風(fēng)力發(fā)電機、智能化多電制交直流電能轉(zhuǎn)換裝備、鋰電池儲能系統(tǒng)等裝備構(gòu)成發(fā)電系統(tǒng)，可以實現(xiàn)風(fēng)光互補電力供給與電能存儲，從而解決了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)與太陽能發(fā)電系統(tǒng)分開導(dǎo)致設(shè)備體積龐大的問題，進而達到了減少風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)與太陽能發(fā)電系統(tǒng)的體積的效果。

本實用新型實施例還提供了一種飛行器。

圖2是根據(jù)本實用新型實施例的飛行器的示意圖。如圖2所示，該飛行器包括：

本實用新型實施例的發(fā)電系統(tǒng)和飛行器囊體100，位于發(fā)電系統(tǒng)的上方，為飛行器提供浮力。

本實用新型實施例的發(fā)電系統(tǒng)可以包括：風(fēng)力發(fā)電機葉片10，風(fēng)力發(fā)電機20，旋轉(zhuǎn)連接機構(gòu)30，連接線纜，儲能電池40，輸電纜繩60以及多電制交直流電能轉(zhuǎn)換裝置70。

風(fēng)力發(fā)電機葉片10，風(fēng)力發(fā)電機葉片10為集成太陽能電池板式的風(fēng)力發(fā)電機葉片?？蛇x的方案是，風(fēng)力發(fā)電機葉片10由太陽能電池板組成，太陽能電池板用于發(fā)電產(chǎn)生第一電能。

風(fēng)力發(fā)電機葉片10可以在有風(fēng)時，被風(fēng)吹動，將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機械能，然后經(jīng)過風(fēng)力發(fā)電機20轉(zhuǎn)化為第二電能，也可以在有陽光照射時，將太陽能轉(zhuǎn)化為第一電能。轉(zhuǎn)化成的第一電能和第二電能可以通過儲能電池40儲存，也可以直接供給用電設(shè)備使用。

可選地，風(fēng)力發(fā)電機葉片10包括四個葉片，每兩個相鄰葉片之間的夾角為90度?？蛇x地，風(fēng)力發(fā)電機葉片10的正反面都能夠?qū)⑻柲苻D(zhuǎn)化為第一電能，也即風(fēng)力發(fā)電機葉片10的正反面都為太陽能電池，能夠接收太陽光的照射將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。風(fēng)力發(fā)電機葉片10也可以只有一面能將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。

風(fēng)力發(fā)電機20，與風(fēng)力發(fā)電機葉片10連接，風(fēng)力發(fā)電機20將機械能轉(zhuǎn)化為第二電能，其中，風(fēng)力發(fā)電機葉片10帶動風(fēng)力發(fā)電機20旋轉(zhuǎn)。

風(fēng)力發(fā)電機葉片10旋轉(zhuǎn)帶動風(fēng)力發(fā)電機20發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電機20將機械能轉(zhuǎn)化為第二電能，風(fēng)力發(fā)電機20可以是永磁同步風(fēng)力發(fā)電機?？蛇x地，風(fēng)力發(fā)電機20為外殼可旋轉(zhuǎn)接觸式風(fēng)力發(fā)電機。

旋轉(zhuǎn)連接機構(gòu)30，與風(fēng)力發(fā)電機20連接。旋轉(zhuǎn)連接機構(gòu)30可以是可旋轉(zhuǎn)的裝置，例如，可以采用滑環(huán)、滾珠等方式連接旋轉(zhuǎn)的裝置。

可選地，在風(fēng)力發(fā)電機葉片10和旋轉(zhuǎn)連接機構(gòu)30之間還設(shè)置有連接線纜，連接線纜可以將風(fēng)力發(fā)電機葉片10的太陽能電池板產(chǎn)生的電能傳輸?shù)叫D(zhuǎn)連接機構(gòu)30，然后輸送至儲能電池40。

多電制交直流電能轉(zhuǎn)換裝置70，與旋轉(zhuǎn)連接機構(gòu)30連接，將交流電轉(zhuǎn)化為低壓直流電，低壓直流電可以傳送至儲能電池40存儲，也可以供給用電設(shè)備使用。例如，風(fēng)力發(fā)電機20將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為交流電，然后由多電制交直流電能轉(zhuǎn)換裝置70將交流電轉(zhuǎn)化為低壓直流電，以便儲存和利用。

儲能電池40，儲存第一電能和/或第二電能，儲能電池40可以為鋰電池。儲能電池40可以將太陽能轉(zhuǎn)化成的電能和風(fēng)能轉(zhuǎn)化的電能儲存，其中，可以只存儲太陽能轉(zhuǎn)化成的電能，也可以只存儲風(fēng)能轉(zhuǎn)化成的電能，儲能電池40可以為鋰電池。

發(fā)電系統(tǒng)還包括輸電纜繩60，與儲能電池40和多電制交直流電能轉(zhuǎn)換裝置70連接。將多電制交直流電能轉(zhuǎn)換裝置70轉(zhuǎn)換成的電能輸送至儲能電池40儲存。

飛行器囊體100可以充有密度小的氣體，以為飛行器提供浮力，飛行器囊體100可以是多種材料制成的囊體。

可選地，飛行器還包括吊艙80，位于飛行器囊體100下方，與發(fā)電系統(tǒng)連接。

吊艙80可以用于放置實驗物品，例如，實驗生物，或者供飛行員生活等。吊艙80可以放置發(fā)電系統(tǒng)的儲能電池40。

可選地，飛行器還包括連接纜繩90，連接纜繩連接飛行器囊體100和吊艙80。連接纜繩90將飛行器囊體與發(fā)電系統(tǒng)連接，以實現(xiàn)發(fā)電系統(tǒng)為飛行器的吊艙80提供電能。

在一個可選的應(yīng)用場景中，當(dāng)白天太陽能較充足時，為實施方式1：

由風(fēng)力發(fā)電機葉片10收集太陽能和風(fēng)能。其中太陽能經(jīng)風(fēng)力發(fā)電機葉片10轉(zhuǎn)化為高壓直流電能，經(jīng)連接線纜連接至旋轉(zhuǎn)連接機構(gòu)30，再由旋轉(zhuǎn)連接機構(gòu)30傳導(dǎo)至多電制交直流電能轉(zhuǎn)換裝置70并轉(zhuǎn)化為低壓直流電能；風(fēng)能由風(fēng)力發(fā)電機葉片10轉(zhuǎn)化為機械能帶動風(fēng)力發(fā)電機20轉(zhuǎn)化為交流電能，傳導(dǎo)至多電制交直流電能轉(zhuǎn)換裝置70轉(zhuǎn)化為低壓直流電能。多電制交直流電能轉(zhuǎn)換裝置70上的低壓直流電能經(jīng)輸電纜繩60為儲能電池40充電，并供給吊艙內(nèi)用電，完成臨近空間風(fēng)光互補發(fā)電。

在另一個可選的應(yīng)用場景中，當(dāng)夜間無太陽能時，為實施方式2：

風(fēng)能由風(fēng)力發(fā)電機葉片10轉(zhuǎn)化為機械能帶動風(fēng)力發(fā)電機20轉(zhuǎn)化為交流電能，傳導(dǎo)至多電制交直流電能轉(zhuǎn)換裝置70轉(zhuǎn)化為低壓直流電能。裝置多電制交直流電能轉(zhuǎn)換裝置70上的低壓直流電能經(jīng)輸電纜繩60為儲能電池40充電，并供給吊艙內(nèi)用電，完成臨近空間風(fēng)光互補發(fā)電。

該實施例采用發(fā)電系統(tǒng)和飛行器囊體，位于發(fā)電系統(tǒng)的上方，為飛行器提供浮力，解決了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)與太陽能發(fā)電系統(tǒng)分開導(dǎo)致設(shè)備體積龐大的問題，以實現(xiàn)臨近空間飛行器的風(fēng)光互補發(fā)電，減輕了飛行器的重量，也充分利用了太陽能和風(fēng)能。

以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。