專利名稱：光伏發(fā)電與風電互補向壁畫展廳供電的照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光伏發(fā)電與風電互補向壁畫展廳供電的照明裝置，屬于新能源應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
中國甘肅省酒泉市的敦煌壁畫是敦煌藝術(shù)的主要組成部分，規(guī)模巨大，技藝精湛。公元366年，古代人開始開鑿敦煌莫高窟，此后1600多年間，包括敦煌莫高窟、西千佛洞、安西榆林窟的石窟群逐步形成，石窟內(nèi)有壁畫五萬多平方米，1987年，莫高窟被聯(lián)合國教科文組織列為世界文化遺產(chǎn)，毎年有60萬游客參觀敦煌壁畫，洞窟里有婀娜多姿的飛天壁畫，展示了中國古代人對仙女飛天的夢想。2012年6月18日，中國首位飛天的女航天員劉洋從神舟九號飛船進入天宮一號目標飛行器，完成了中國仙女飛天的夢想，人們送給劉洋的禮品中，就有敦煌壁畫中的飛天畫像。敦煌壁畫采用的大部分顏料大多是礦物制的，有一部分是從西域運來的，所以現(xiàn)存的西夏時壁畫的顔色都特藍特綠，那是用藍綠寶石研制的，歷時多年不會變色。由于敦煌壁畫遠離城市，洞窟內(nèi)供電照明困難，采用柴油機自發(fā)電、供電，其排放出的ニ氧化碳加上60萬游客呼出的大量ニ氧化碳會對壁畫造成損害。敦煌莫高窟所在地光照充足，全年日照時數(shù)3246. 7小時，太陽能資源豐富，全年平均風速4米，風能資源也很豐富。目前，當?shù)剡€沒有充分利用風能、太陽能資源發(fā)電，來對千年壁畫進行更好的保護。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供光伏發(fā)電與風電互補向壁畫展廳供電的照明裝置。2012年6月，國家能源局下發(fā)“國家能源局關(guān)于鼓勵和引導(dǎo)民間資本進一步擴大能源領(lǐng)域投資的實施意見”，國家鼓勵民間資本參加電カ建設(shè)，繼續(xù)支持民間資本全面進入能源和再生能源產(chǎn)業(yè)，鼓勵民間資本擴大風能、太陽能、地熱能、生物質(zhì)能領(lǐng)域投資。敦煌莫高窟有豐富的太陽能資源，全年日照時數(shù)3246. 7小時，比起廣州地區(qū)的全年日照時數(shù)1804. 9小時要多得多，屬于太陽能豐富地區(qū)。在這一地區(qū)建設(shè)太陽能光伏發(fā)電站，其發(fā)電效率要高得多。一般在全年日照時數(shù)達到2000小時的地區(qū)建設(shè)光伏電站，就能取得比較好的社會效益和經(jīng)濟效益，在全年日照時數(shù)大于3000小時的地區(qū)建設(shè)光伏電站，就能取得更加好ー些的社會效益和經(jīng)濟效益。近年來，小型風カ發(fā)電機的技術(shù)進步很快，當風速為1.5米吋，采用“磁懸浮+滾珠軸承”技術(shù)的小型風カ發(fā)電機的葉片在微風吹動下快速旋、就能帶動直流風カ發(fā)電機產(chǎn)生電流，敦煌地區(qū)常年平均風速為毎秒4米，經(jīng)常出現(xiàn)風速為每秒8米的大風，這樣大的風力完全可以驅(qū)動小型直流風カ發(fā)電機或中型風カ發(fā)電機的運轉(zhuǎn)，敦煌地區(qū)離沙漠不遠，是ー個多風地區(qū)，完全適合風カ發(fā)電。敦煌地區(qū)有如此巨量的太陽能資源和風能資源，在山崖上大搞太陽能發(fā)電和風カ發(fā)電，并實行光伏發(fā)電與風電互補，其產(chǎn)生的電力完全能滿足敦煌石窟內(nèi)采用清潔能源電力均衡照明，向全部敦煌壁畫提供適度的電力照明，使廣大游客進入石窟后既能看清楚壁上的畫，也能看清楚腳下的路，進一步滿足游客的需求，提高旅游服務(wù)的質(zhì)量。太陽能給傳統(tǒng)的燈具光源供電并不經(jīng)濟，傳統(tǒng)的燈具功效比較大，人類開發(fā)的固體光源LED功耗低、壽命長、光效高、反應(yīng)速度快，太陽能發(fā)電與風力發(fā)電互補與LED照明結(jié)合的方案最適合解決敦煌地區(qū)552個石窟和5萬多平方米歷代壁畫的照明問題。LED照明燈光線柔和，不會傷害壁畫。隨著全世界節(jié)能減排的呼聲越來越高，中國的新能源企業(yè)如雨后春筍般成長，以現(xiàn)有的技術(shù)，中國的企業(yè)有能力到敦煌莫高窟的山頂和山坡上安裝太陽能發(fā)電設(shè)備和風力發(fā)電設(shè)備，大搞清潔能源發(fā)電，并將電力按照大小不同的石窟的用電量配送到各個石窟，讓每個石窟里日日夜夜照射出明亮的光芒，照亮全部五萬多平方米壁畫，讓敦煌地區(qū)大放光彩。在交通不便的偏遠地區(qū)發(fā)展太陽能發(fā)電和風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)，更要考慮到電力能派上什么用途？能夠取得多大的經(jīng)濟收益？需要用多長時間收回太陽能發(fā)電設(shè)備和風力發(fā)電設(shè)備的投資成本？敦煌地區(qū)的優(yōu)勢就是敦煌壁畫的文化價值高，素有“東方藝術(shù)明珠”之稱，是 發(fā)展文化產(chǎn)業(yè)的好地方，在敦煌地區(qū)將太陽能發(fā)電、風力發(fā)電新能源產(chǎn)業(yè)和敦煌壁畫文化產(chǎn)業(yè)融合在一起發(fā)展，可以起到很好的示范作用，也能取得好的社會效益和經(jīng)濟效益。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
由太陽能電池I、光伏支柱2、導(dǎo)電線3、光伏控制器4、匯流器5、儲能電池6、開關(guān)7、葉片8、直流風力發(fā)電機9、風電支柱10、風電控制器11、LED照明燈12、壁畫13、山崖14、石窟15共同組成光伏發(fā)電與風電互補向壁畫展廳供電的照明裝置；
在山崖14的石窟15的上方安裝光伏支柱2、導(dǎo)電線3、光伏控制器4，在光伏支柱2的頂端安裝太陽能電池I ;在山崖14的石窟15的上方安裝風電支柱10、導(dǎo)電線3、風電控制器11，在風電支柱10的上方安裝葉片8、直流風力發(fā)電機9，在山崖14的石窟15的內(nèi)部安裝匯流器5、導(dǎo)電線3、開關(guān)7、儲能電池6、LED照明燈12，在石窟15的內(nèi)壁上描繪有壁畫13 ；太陽能電池I通過導(dǎo)電線3與光伏控制器4連接，光伏控制器4通過導(dǎo)電線3與匯流器5連接；直流風力發(fā)電機9通過導(dǎo)電線3與風電控制器11連接，風電控制器11通過導(dǎo)電線3與匯流器5連接，匯流器5通過導(dǎo)電線3與LED照明燈12連接，匯流器5通過導(dǎo)電線3與開關(guān)7連接，開關(guān)7通過導(dǎo)電線3與儲能電池6連接。太陽能電池I是單晶硅太陽能電池或多晶硅太陽能電池或非晶硅太陽能電池或化合物太陽能電池。儲能電池6是鉛酸電池或鎘-鎳電池或氫-鎳電池或金屬氫化物-鎳電池或固體電解質(zhì)電池或鋰離子電池。LED照明燈12是2只一20000只功率為0. Iff— IOff的LED照明燈。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式古代人在山崖上的石窟中描繪壁畫的展廳已經(jīng)成為現(xiàn)代人的旅游勝地，石窟遠離城市，缺少供電照明。太陽光照射安裝在石窟上方的太陽能電池產(chǎn)生電流，電流通過導(dǎo)電線輸入光伏控制器進行調(diào)整、接著輸入?yún)R流器；在石窟的上方安裝風カ發(fā)電機，風カ吹動葉片旋轉(zhuǎn)、帶動風カ發(fā)電機產(chǎn)生電流，電流通過導(dǎo)電線輸入風電控制器進行調(diào)整、接著輸入?yún)R流器。兩股電流匯合后，從匯流器輸出的電流通過導(dǎo)電線輸入安裝在壁畫展廳中的LED照明燈，在LED照明燈內(nèi)電能轉(zhuǎn)換成光能，照亮壁畫展廳內(nèi)的壁畫。當開關(guān)開啟接通電路時，從匯流器輸出的電流通過導(dǎo)電線輸入儲能電池儲存。下面本發(fā)明將結(jié)合附圖中的實施例作進ー步描述
由太陽能電池I、光伏支柱2、導(dǎo)電線3、光伏控制器4、匯流器5、儲能電池6、開關(guān)7、葉片8、直流風カ發(fā)電機9、風電支柱10、風電控制器11、LED照明燈12、壁畫13、山崖14、石窟15共同組成光伏發(fā)電與風電互補向壁畫展廳供電的照明裝置；
在山崖14的石窟15的上方安裝光伏支柱2、導(dǎo)電線3、光伏控制器4，在光伏支柱2的頂端安裝太陽能電池I ;在山崖14的石窟15的上方安裝風電支柱10、導(dǎo)電線3、風電控制器 11，在風電支柱10的上方安裝葉片8、直流風カ發(fā)電機9，在山崖14的石窟15的內(nèi)部安裝匯流器5、導(dǎo)電線3、開關(guān)7、儲能電池6、LED照明燈12，在石窟15的內(nèi)壁上描繪有壁畫13 ；太陽能電池I通過導(dǎo)電線3與光伏控制器4連接，光伏控制器4通過導(dǎo)電線3與匯流器5連接；直流風カ發(fā)電機9通過導(dǎo)電線3與風電控制器11連接，風電控制器11通過導(dǎo)電線3與匯流器5連接，匯流器5通過導(dǎo)電線3與LED照明燈12連接，匯流器5通過導(dǎo)電線3與開關(guān)7連接，開關(guān)7通過導(dǎo)電線3與儲能電池6連接。太陽能電池I是單晶硅太陽能電池或多晶硅太陽能電池或非晶硅太陽能電池或化合物太陽能電池。儲能電池6是鉛酸電池或鎘-鎳電池或氫-鎳電池或金屬氫化物-鎳電池或固體電解質(zhì)電池或鋰離子電池。LED照明燈12是2只一20000只功率為O. Iff— IOff的LED照明燈。太陽能發(fā)電、風カ發(fā)電新能源產(chǎn)業(yè)和文化產(chǎn)業(yè)都是當前鼓勵發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，新能源產(chǎn)業(yè)和文化產(chǎn)業(yè)的融合更是新的經(jīng)濟增長點。敦煌莫高窟處在大漠腹地，八面來風，莫高窟斷崖頂部的戈壁上分布著無數(shù)沙丘，西側(cè)相距一千米便是由沙漠形成的鳴沙山，鳴沙山的年平均風速大約是每秒4米，以春秋兩季的西風、西北風、西南風為多，由于風カ具有季節(jié)性，所以風カ發(fā)電必須與太陽能發(fā)電相互補充，才能確保向各個石窟內(nèi)的LED照明系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電カ供應(yīng)，加上電路中的開關(guān)和儲能電池的調(diào)節(jié)，能在全年保障向敦煌各個石窟日夜提供照明用電，有效照亮全部五萬多平方米壁畫。敦煌市充足的太陽光照射安裝在莫高窟山頂和山坡上的太陽能電池產(chǎn)生電流，電流通過導(dǎo)電線輸入光伏控制器進行調(diào)整、接著輸入?yún)R流器；從鳴沙山吹向莫高窟的風カ吹動葉片快速旋轉(zhuǎn)、帶動直流風カ發(fā)電機產(chǎn)生電流，電流通過導(dǎo)電線輸入風電控制器進行調(diào)整、接著通過導(dǎo)電線輸入?yún)R流器；兩股電流匯合后，從匯流器輸出的電流輸入各個石窟中的2只一20000只不等的、功率分別為O. Iff-IOff的LED照明燈照亮各個石窟中的壁畫和參觀道路，亮化全部壁畫展廳?，F(xiàn)舉出實施例如下
實施例一
古代人在山崖上的石窟中描繪壁畫的展廳已經(jīng)成為現(xiàn)代人的旅游勝地，石窟遠離城市，缺少供電照明。太陽光照射安裝在石窟上方的單晶硅太陽能電池產(chǎn)生電流，電流通過導(dǎo)電線輸入光伏控制器進行調(diào)整、接著輸入?yún)R流器；在石窟的上方安裝垂直軸式直流風力發(fā)電機,風力吹動葉片旋轉(zhuǎn)、帶動垂直軸式直流風力發(fā)電機產(chǎn)生電流，電流通過導(dǎo)電線輸入風電控制器進行調(diào)整、接著輸入?yún)R流器。兩股電流匯合后，從匯流器輸出的電流通過導(dǎo)電線輸入安裝在壁畫展廳中的288只、功率為IW的LED照明燈，在LED照明燈內(nèi)電能轉(zhuǎn)換成光能，照亮壁畫展廳內(nèi)的壁畫。當開關(guān)開啟接通電路時，從匯流器輸出的電流通過導(dǎo)電線輸入金屬氫化物-鎳電池儲存電能。 實施例二
古代人在山崖上的石窟中描繪壁畫的展廳已經(jīng)成為現(xiàn)代人的旅游勝地，石窟遠離城市，缺少供電照明。太陽光照射安裝在石窟上方的多晶硅太陽能電池產(chǎn)生電流，電流通過導(dǎo)電線輸入光伏控制器進行調(diào)整、接著輸入?yún)R流器；在石窟的上方安裝水平軸式直流風力發(fā)電機,風力吹動葉片旋轉(zhuǎn)、帶動水平軸式直流風力發(fā)電機產(chǎn)生電流，電流通過導(dǎo)電線輸入風電控制器進行調(diào)整、接著輸入?yún)R流器。兩股電流匯合后，從匯流器輸出的電流通過導(dǎo)電線輸入安裝在壁畫展廳中的766只、功率為0. 5W的LED照明燈，在LED照明燈內(nèi)電能轉(zhuǎn)換成光能，照亮壁畫展廳內(nèi)的壁畫。當開關(guān)開啟接通電路時，從匯流器輸出的電流通過導(dǎo)電線輸入 鋰離子電池儲存電能。
權(quán)利要求
1.光伏發(fā)電與風電互補向壁畫展廳供電的照明裝置，其特征是，由太陽能電池(I)、光伏支柱(2)、導(dǎo)電線(3)、光伏控制器(4)、匯流器(5)、儲能電池(6)、開關(guān)(7)、葉片(8)、直流風力發(fā)電機(9)、風電支柱(10)、風電控制器(11)、LED照明燈(12)、壁畫(13)、山崖(14)、石窟(15)共同組成光伏發(fā)電與風電互補向壁畫展廳供電的照明裝置； 在山崖(14)的石窟(15)的上方安裝光伏支柱(2)、導(dǎo)電線(3)、光伏控制器(4),在光伏支柱(2)的頂端安裝太陽能電池(I);在山崖(14)的石窟(15)的上方安裝風電支柱(10)、導(dǎo)電線(3)、風電控制器(11)，在風電支柱(10)的上方安裝葉片(8)、直流風力發(fā)電機(9)，在山崖(14)的石窟(15)的內(nèi)部安裝匯流器(5)、導(dǎo)電線(3)、開關(guān)(7)、儲能電池(6)、LED照明燈(12)，在石窟(15)的內(nèi)壁上描繪有壁畫(13)； 太陽能電池(I)通過導(dǎo)電線(3)與光伏控制器(4)連接，光伏控制器(4)通過導(dǎo)電線(3)與匯流器(5)連接；直流風力發(fā)電機(9)通過導(dǎo)電線(3)與風電控制器(11)連接，風電控制器(11)通過導(dǎo)電線(3)與匯流器(5)連接，匯流器(5)通過導(dǎo)電線(3)與LED照明燈 (12)連接，匯流器(5)通過導(dǎo)電線(3)與開關(guān)(7)連接，開關(guān)(7)通過導(dǎo)電線(3)與儲能電池(6)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光伏發(fā)電與風電互補向壁畫展廳供電的照明裝置，其特征是，所述的太陽能電池(I)是單晶硅太陽能電池或多晶硅太陽能電池或非晶硅太陽能電池或化合物太陽能電池。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光伏發(fā)電與風電互補向壁畫展廳供電的照明裝置，其特征是，所述的儲能電池(6)是鉛酸電池或鎘-鎳電池或氫-鎳電池或金屬氫化物-鎳電池或固體電解質(zhì)電池或鋰離子電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光伏發(fā)電與風電互補向壁畫展廳供電的照明裝置，其特征是，所述的LED照明燈(12)是2只一20000只功率為0. Iff-IOff的LED照明燈。
全文摘要
本發(fā)明涉及光伏發(fā)電與風電互補向壁畫展廳供電的照明裝置，屬于新能源應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。古代人在山崖上的石窟中描繪壁畫的展廳已經(jīng)成為現(xiàn)代人的旅游勝地，石窟遠離城市，缺少供電照明。太陽光照射安裝在石窟上方的太陽能電池產(chǎn)生電流，電流通過導(dǎo)電線輸入光伏控制器進行調(diào)整、接著輸入?yún)R流器；在石窟的上方安裝風力發(fā)電機，風力吹動葉片旋轉(zhuǎn)、帶動風力發(fā)電機產(chǎn)生電流，電流通過導(dǎo)電線輸入風電控制器進行調(diào)整、接著輸入?yún)R流器。兩股電流匯合后，從匯流器輸出的電流通過導(dǎo)電線輸入安裝在壁畫展廳中的LED照明燈，在LED照明燈內(nèi)電能轉(zhuǎn)換成光能，照亮壁畫展廳內(nèi)的壁畫。當開關(guān)開啟接通電路時，從匯流器輸出的電流通過導(dǎo)電線輸入儲能電池儲存。
文檔編號F21S9/03GK102734738SQ201210246950
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月14日
發(fā)明者繆同春 申請人:無錫同春新能源科技有限公司