[0001] 本发明涉及饮用水供水设备技术领域，特别是涉及一种组合式发电储能系统及户外恒温自控智能供水站。

[0002] 随着人们生活水平的提高，旅游成为人们放松身心的主要途径之一。在一些较偏僻的旅游地点，部分旅游人群会出现没有水喝的情况，而在这些地点也难以设置商店售卖饮用水，导致这部分旅游人群的旅游体验感下降；而对于有水的旅游人群来说，通常为了方便都会携带矿泉水，而使得矿泉水瓶使用量大大增加，进而导致增加了环境污染。

[0037] 以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。实施例一

[0038] 请参阅图1至图5，本发明提供一种组合式发电储能系统，包括：基座1、若干承载于基板的风力发电单元2、承载于基板的光伏发电单元3、以及供电单元4。

[0039] 具体的，如图1和图3所示，风力发电单元2包括：设置在基板的四个边角处的叶轮模组21、与叶轮模组21相连接的发电转换模块22、与发电转换模块22相连接的第一整流处理模块23、以及与第一整流处理模块23相连接的第一储能电池组24，叶轮模组21设置于基板的四个边角处且等距设置。

[0040] 其中，如图2和图3所示，叶轮模组21具体包括：转动式装配于基座1的传动轴211、与传动轴211传动连接的安装主轴212、以及若干固定于安装主轴212顶部且横置设置的叶片213，叶片213上宽下窄、且叶片213的外缘呈弧形弯折设置，在安装主轴212的底部设有传动销，通过传动销实现安装主轴212传动轴211的动力传输，叶片213可拆卸连接于安装主轴212的上端，通过可拆卸的连接的方式，并与运输和吊装，叶片213可以分离包装不易损坏，且安装方便，使用寿命长；叶片213的形状、尺寸可以。

[0041] 通过叶片213接受风力驱动，驱动安装主轴212转动，进而带动传动轴211转动，将风能转换成机械能，而由于叶片213上宽下窄且外缘呈弧形弯折设置，即叶片213的下端与上端存在位差，气流从下端向上端流动时，根据杠杆原理，上端受到的作用力更大，使得叶片213更容易进行转动，且通过气流向上流动的形式驱动叶片213转动，从而不会干扰附近其他叶轮模组21转动发电，且叶片213横置设置的形式可以接收任何方向的风转动，动力性能更佳。

[0042] 进一步的，如图3所示，在传动轴211和安装主轴212之间设置还有离合器214，离合器214在第一储能电池组24充满时断开离合，通过设置离合器214，在第一储能电池组24充满时，使传动轴211与安装主轴212相脱离，从而不会继续向第一储能电池组24充电，减少对第一储能电池组24造成损伤，当然，在一些情况下，如风力过大可能导致瞬时电流过大的情况时，也可以通过离合器214控制传动轴211和安装主轴212分离，本实施例中，离合器214可以根据发电功率选择，例如小功率的可以选用电磁离合器214，大功率可以选用电动活塞液压离合器214。

[0043] 发电转换模块22包括：固定于基板的发电机221、以及用于实现传动轴211与发电机221的动力输出轴动力传输的驱动传动机构222，驱动传动机构222从如下结构中选择单独或者组合适用：皮带传动机构、齿轮传动机构，通过驱动传动机构222将传动轴211的动力传输到发电机221，进而驱动发电机221转动实现风能与电能的转换。本实施例中驱动传动机构222选用齿轮传动机构，齿轮传动机构的加工精度高，无需保养，有用功效率高，且整体提交较小；在其他实施例中驱动传动机构222也可以选用皮带传动机构，皮带传动机构的成本低、安装方便，但其连接精度低，摩擦力大，降低了有用功效率，且需要经常维护保养、更换连接皮带。

[0044] 如图4所示，第一整流处理模块23包括并联连接的整流充电器231和补偿升压器232，整流充电器231与补偿升压器232的输出端之间还连接有隔离二极管233，隔离二极管
233的阴极端连接于整流充电器231的输出端、隔离二极管233的阳极端连接于补偿升压器
232的输出端；正常发电时整流充电器231工作，当发电机221低电压、低电流时，整流充电器
231无法正常工作，补偿升压器232工作，进行正常的充电储能工作。

[0045] 光伏发电单元3包括：若干设置于基板的光伏发电板31、与光伏发电板31相连接的第二整流处理模块32、以及与第二整流处理模块32相连接的第二储能电池组33，光伏发电板31通过光伏隔热支架固定在基座1上，第二整流处理模块32与第一整流处理模块23的结构相同。

[0046] 第一整流处理模块23和第二整流处理模块32的分体设置的形式，能够独立工作供电，当其中一路发生故障时，其他路也能够正常工作，但缺点在于加工成本相对高一些，且会占用更大的空间。

[0047] 在其他实施例中，如图5所示，也可以将第一整流处理模块23和第二整流处理模块32设置于一多路整流充电器，各发电机221和光伏发电板31均与该多路整流充电器相连接，该种设置方式可以减少制造成本，但由于该多路整流充电器电流过大，故障率较高，且控制电路相对复杂，且一旦出现故障会整机停止工作。

[0048] 供电单元4与第一储能电池组24和第二储能电池组33相连接，供电单元4用于向外部用电设备供电，供电单元4包括：相互连接的稳压电源41和逆变器42。

[0049] 发电时，叶轮模组21接受风力转动，通过发电转换模块22将叶轮转动产生的动能转换成电能，经第一整流处理模块23进行整流处理后，将转换的电能储存到第一储能电池组24，而光伏发电板31受到太阳照射后将光能转换为电能，经第二整流处理模块32进行整流处理后，将转换的电能储存到第二储能电池组33，经过第一储能电池组24和第二储能电池组33进行储电后即可通过供电单元4向外部用点设备供电，稳压电源41用于提供稳定的电压源，逆变器42用于进行交流‑直流转换；通过风力发电和光伏发电的组合发电，在没有电网供电或者天气不稳定的情况下，通过储能技术能够持续正常的工作提供电能，并能达到环保节能的效果。

[0050] 利用风能和光伏发电相结合，而不通过将国家电网系统供电，可以有效的降低电能损耗；超高压1000kv输电3000‑5000KM电线输电损耗在3%‑5%，加上升压降压器的损耗可以达到6%‑10%，如果采用500kv、220kv长距离输电，其电能损耗更高，而在用户端采用380V三相四线变压器，其电能损耗也将更大，而大量使用本申请的储能系统后，不仅可以降低电网负载，还可以大大减少架设电线、变压器和人工安装成本，对应山地等大型车辆和机械设备无法进入的区域，采用本发明的储能系统可以实现安装方便成本低的效果。实施例二

[0051] 如图6至图9所示，本发明提供一种户外恒温自控智能供水站，包括：安装箱体5；用于存储饮用水的储水罐6，储水罐6的底部连接有供水泵61；若干设置在安装箱体5上的出水阀组7，若干出水阀组7形成一加热出水组A和一制冷出水组B，加热出水组A连接有恒温加热设备74，制冷出水组B连接有恒温制冷设备75，出水阀组7包括依次连接的流量计71、电磁阀72和手动取水开关73；主控制器8，主控制器8优选PLC控制器，主控制器8与供水泵61、流量计71和电磁阀72相连接，主控制器8还连接有支付识别系统81，主控制器8根据支付识别系统81生成的支付信号控制出水阀组7的出水量；以及，如实施例一所述的组合式发电储能系统，组合式发电储能系统用于提供工作电压。

[0052] 具体的，在储水罐6内设有水位检测器62，储水罐6的底部设有限位阀门开关63，限位阀门开关63连接有注水开关64，外部饮用水源经注水开关64注入储水罐6内，通过水位检测器62能够检测储水罐6内的实时水位，当缺水时即可通过注水开关64向储水箱内注水，当注水预定水位时，即可通过限位阀门开关63关闭进水，外部饮用水源可以为自来水、可饮用的山泉水、地下水等；且在储水罐6内还设有紫外消毒灯65，紫外消毒灯65可以在无人使用时对储水罐6内的饮用水进行消毒，通常可以设定好工作时间定时或者周期性工作，例如，可以设定工作时间为1点至5点，同时在储水罐6的上部还设有排气口，排气口用于平衡内外大气压，且通常在排气口处还设有透气过滤膜，以进行防菌过滤处理，在排气口的上方还设有防尘罩，通过防尘罩进行防尘防护，进一步方式空气中的灰尘进入储水罐6内。

[0053] 供水泵61由伺服电机611驱动工作，伺服电机611的驱动控制器612与主控制器8相连接，以使主控制器8控制水泵启停工作，且供水泵61的出水口处通常还设有过滤器，通过过滤器可以对储水箱内的饮用水进行过滤，使得排出的饮用水更加洁净，同时供水泵61还连接有压力传感器613，用于检测出水水压值，根据出水水压值可以控制伺服电机611的转速，从而控制合适的出水水压；同时在供水泵61与储水罐6之间还设有电控水阀（K1，K2），正常情况下电控水阀（K1，K2）处于关闭状态，当主控制器8接收到支付信号时，即可控制电控水阀（K1，K2）开启出水。

[0054] 在一些示例性的实施方式中，安装箱体5上还设有水杯售卖机51，水杯售卖机51响应于支付识别系统81的支付信号出杯，水杯售卖机51可以设置有为一组一次性环保水杯、一组食品级耐用水杯，用户可以根据实际需求进行选择，水杯售卖机51采用现有技术的结构即可，一次可出一个水杯，支付识别系统81可以采用如二维码支付系统、投币支付系统或者刷卡支付系统等现有的支付系统，用户支付完成后即可生成相应的支付信号；通过水杯售卖机51在用户缺少取水容器时，可以选择是否出杯，当在支付识别系统81中选择出杯时，水杯售卖机51即响应于支付信号出杯，为用户提供取水便利。

[0055] 进一步的，安装箱体5的底部还设有安装支架，安装支架通过膨胀螺丝、螺母、铆钉固定在地面上，使整体设备具有足够的抗风能力，安装箱体5的侧壁上设有散热口52，散热口52处设有散热风机53，安装箱体5内设有温度传感器54，温度传感器54用于检测安装箱体5内的温度值，且当温度值达到预定阈值时，主控制器8控制散热风机53启动，该预定阈值可以设置为30℃，温度传感器54可以设置有若干个，当其中一个温度传感器54采集的温度超过预定阈值时即判定温度过高，通过温度传感器54实时检测安装箱体5内的温度，在达到预定阈值时控制散热风机53工作散热，使得安装箱体5内保持合适的温度范围，减少安装箱体
5内电气元件过热损坏的情况发生。

[0056] 同时，在散热口52处还可设置防雨罩，并设置过滤网组，过滤网组包括防尘滤网、防菌隔膜层等过滤结构，通过防雨罩可以进行防雨隔潮，防尘滤网可以将过滤空气中的灰尘，防尘滤网和防菌隔膜层需要定期清理保养或者更换。

[0057] 在一些示例性的实施方式中，组合式发电储能系统还连接有充电模组9，充电模组9用于对外部用电设备进行供电，充电模组9包括若干设置在安装箱体5上的充电接口组91，充电接口组91的各充电接口均可通过继电器进行通断控制，充电模组9具体可以包括移动电源稳压充电器、移动电源更换站、手机稳压电源41、手机VPS充电器、手机无线充电、电动车稳压充电器、逆变器42等；移动电源稳压充电器和移动电源更换站也可以用现有的付费移动电源充电站替代，当用户支付完成后即可提供移动电源供用户充电，手机稳压电源41、手机VPS充电器、手机无线充电均可以用于对手机进行充电，当用户支付完成选择相应的充电接口时，相应的充电接口的继电器闭合使其得电，即可对手机等移动设备进行充电，电动车稳压充电器用于提供大功率的稳压电源41，同样的，当用户支付完成选择相应的充电接口后，相应的充电接口的继电器闭合使其得电，即可对电动车进行充电，逆变器42可以选用
110V或者22V供电电压，当用户支付完成选择相应的充电接口后，相应的充电接口的继电器闭合使其得电；通过充电接口组91可以为手机等移动设备进行充电，满足用户紧急充电的需求。

[0058] 用户取水时，先通过支付识别系统81根据所需用水量支付费用并生成支付信号，主控制器8接收到支付信号后即可控制电磁阀72打开，在支付时可以选择常温、冷水和热水，如选择常温水，则直接控制供水泵61工作出水，用户按压手动取水开关73使对应的水龙头出水，此时所有水龙头均可出常温水，出水过程中由流量计71进行流量统计，直至达到与支付信号相对应的流量值时，主控制器8控制供水泵61停机、电磁阀72关闭，本次操作结束，自动归零；若一次性未取完与支付信号对应量的饮用水，则根据设置的预定时长等待继续放水，以便用户分次取水，若达到预定时长后仍未取完饮用水，则同样认定本次操作结束，自动归零；而若选择热水或冷水，则主控制器8在收到支付信号的同时，控制恒温加热设备74或者恒温制冷设备75工作，从而对饮用水进行加热或者制冷，实现热水或者冷水的实时供应，此时加热出水组A出热水，制冷出水组B出冷水；通过本发明的供水站，能够为大量移动人群，特别是旅游人群，在没有水的情况下夏天有冷水、冬天有热水供应，为旅游人群提供便利，同时能够减少矿泉水瓶的使用量，减少环境污染，达到绿色环保的效果。
实施例三

[0059] 本发明实施例与实施例二的区别在于：如图10所示，本实施例中，储水罐6由汽水饮料罐替代，其中可以存储封装保存的汽水、果汁、饮料等饮品，该汽水饮料罐的出水口处连接有换装耐压法兰（A1，A2），该换装耐压法兰（A1，A2）连接有开关阀门（B1，B2），使用时先将开关阀门（B1，B2）打开，即可进行饮料供应，当饮品用完后，整体更换汽水饮料罐即可；开关阀门（B1，B2）连接有供水泵61，用于将饮品泵出，同时在供水泵61与开关阀门（B1，B2）之间还设有电控水阀（K1，K2），正常情况下电控水阀（K1，K2）处于关闭状态，当主控制器8接收到支付信号时，即可控制电控水阀（K1，K2）开启出水。

[0060] 供水泵61由伺服电机611驱动工作，伺服电机611的驱动控制器612与主控制器8相连接，以使主控制器8控制水泵启停工作，且供水泵61的出水口处通常还设有过滤器，通过过滤器可以对储水箱内的饮用水进行过滤，使得排出的饮用水更加洁净，同时供水泵61还连接有压力传感器613，用于检测出水水压值，根据出水水压值可以控制伺服电机611的转速，从而控制合适的出水水压。

[0061] 同样的，通过恒温加热设备74和恒温制冷设备75可以对饮品进行加热或者制冷，从而能够供给常温饮料、冷饮和热饮。

[0062] 用户取水时，先通过支付识别系统81根据所需饮品量支付费用并生成支付信号，主控制器8接收到支付信号后即可控制电磁阀72打开，在支付时可以选择常温、冷水和热水，如选择常温水，则直接控制供水泵61工作出水，用户按压手动取水开关73使对应的水龙头出水，此时所有水龙头均可出常温水，出水过程中由流量计71进行流量统计，直至达到与支付信号相对应的流量值时，主控制器8控制供水泵61停机、电磁阀72关闭，本次操作结束，自动归零；若一次性未取完与支付信号对应量的饮品，则根据设置的预定时长等待继续放水，以便用户分次取水，若达到预定时长后仍未取完饮品，则同样认定本次操作结束，自动归零；而若选择热饮或冷饮，则主控制器8在收到支付信号的同时，控制恒温加热设备74或者恒温制冷设备75工作，从而对饮品进行加热或者制冷，实现热饮或者冷饮的实时供应，此时加热出水组A出热饮，制冷出水组B出冷饮；通过本发明的供水站，能够为大量移动人群，特别是旅游人群，在没有水的情况下夏天有冷饮、冬天有热饮供应，为旅游人群提供便利，同时能够减少塑料水瓶的使用量，减少环境污染，达到绿色环保的效果。实施例四

[0063] 本实施例还提供一种发电机充电控制系统，如图11所示，包括：设置在传动轴211上的振动传感器，用于采集传动轴211转动过程产生的振动信号；设置在传动轴211上的转速编码器，用于采集传动轴211的转速信号；控制处理单元，与第一整流处理模块23相连接，用于根据振动信号和转速信号控制输出充电电流大小以调整发电机221的负载。其中，控制处理单元包括振动信号转换模块、转速信号转换模块和处理器，振动信号转换模块与振动传感器相连接，用于将振动传感器采集的振动信号转换为系统可识别信号，转速信号转换模块与转速编码器相连接，用于将转速编码器采集转速信号转换为系统可识别信号，处理器用于对各类信号进行处理以控制充电电流的大小。

[0064] 以发电机221发生有效功率时的最低转速为N低、最高限速为N高为例：当发电机221的转速低于N低时，控制处理单元控制整流充电器231降低充电电流，降低发电机221负载，使发电机221转速提高，进而提供充电有效比。

[0065] 当风速风能较高并超过发电机221负载时，为了保护发电机221和第一储能电池组24，此时离合器214控制传动轴211和安装主轴212分离，从而使得发电机221停止工作，保护发电机221和第一储能电池组24，当发电机221低于N高时，离合器214控制传动轴211和安装主轴212再次结合，控制处理单元控制整流充电器231输出充电电流增大，使发电机221负载增大，增加充电功率，从而使发电机221和整流充电器231达到最佳状态。

[0066] 本实施例中，振动信号转换模块将振动传感器采集的振动频率转换成0‑10V的电压信号，最低振动频率对应0V、最高振动频率对应10V，转速编码器的精度误差为1/360°，转速信号转换模块将转速编码器采集的转速信号转换成0‑10V的电压信号，发电机221的最低转速对应0V、最高转速对应10V。

[0067] 通常发电机221最高的可靠转速为3000rmp，最低有效转速为800rmp，叶片213带动安装主轴212转动的转速为R实时，整流充电器231的输出电压V实=R实/3000*10V。当风速增大时，对应发电机221的转速增高，此时，若整流充电器231充电电压稳定时，发电机221转速增加，控制处理单元控制整流充电器231电流增加，增大充电功率；当发电机221的转速波动大时，控制处理单元控制整流充电器231的充电稳定电压，同时充电电流也发生变化，从而降低电压的波动幅度。

[0068] 由于发电机221和安装主轴212在制造和安装过程中存在一定的误差，因此当叶片213带动安装主轴212和传动轴211转动时会发生一定的振动，尤其是达到共振频率时振动情况最严重，因此当控制处理单元获取到振动传感器的振动信号时，会判断判断在哪一转速下振动情况最严重，此时处理器可以通过控制整流充电器231的充电电流大小，从而通过调整发电机221负载的方式改变发电机221的转速，以避开发生共振的转速范围，提高发电机221运行的稳定性。

[0069] 在实际运行过程中，处理器会自动进行对比和学习，从而形成最优的发电机221转速和最优的充电电流控制策略，进而提高发电机221的有用功比例，提高发电效率。

[0070] 本系统根据风速的大小，适应风速的波动，快速响应控制整流充电器231改变输出充电电流的大小，精确控制发电机221和主轴的转速，稳定发电机221的电压，提高充电功率的有效比。

[0071] 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。