[发明专利]一种太阳能-自由活塞直线电机蓄电储能系统

权利要求书

1.一种太阳能-自由活塞直线电机蓄电储能系统，其特征在于，包括：自由活塞发电、压缩储能模块，蓄电池蓄电模块，控制模块；

自由活塞发电、压缩储能模块包括：储气罐(2)，直线电机(5)，动子(6)，气缸a(8)、气缸b(9)，自由活塞a(10)、自由活塞b(11)，连杆a(12)、连杆b(13)，管道a(28)、管道b(29)、管道c(30)、管道d(31)；其中，动子(6)在直线电机(5)内部；直线电机(5)为两用永磁电机，当进行压缩储能过程时，直线电机(5)为电动机模式；当进行膨胀发电过程时，直线电机(5)为发电机模式；连杆a(12)、连杆b(13)分别与动子(6)固连；自由活塞a(10)与连杆a(12)固连，自由活塞b(11)与连杆b(13)固连；管道a(28)一端连接气缸a(8)，一端连接外部环境；管道c(30)一端连接气缸b(9)，一端连接外部环境；管道b(29)一端连接气缸a(8)，一端连接储气罐(2)；管道d(31)一端连接气缸b(9)，一端连接储气罐(2)；

蓄电池蓄电模块包括：太阳能电池板(1)，蓄电池(4)，整流器(7)；其中，太阳能电池板(1)与控制系统(3)通过控制线连接，与蓄电池(4)、直线电机(5)通过供电线连接；整流器(7)位于蓄电池(4)与直线电机(5)之间，通过供电线连接；控制系统(3)与蓄电池(4)通过控制线连接；

控制模块包括：控制系统(3)，压力传感器a(14)、压力传感器b(15)、压力传感器c(16)，温度传感器a(17)、温度传感器b(18)、温度传感器c(19)温度传感器d(20)、外接温度传感器e(21)，电磁阀a(22)、电磁阀b(23)、电磁阀c(24)、电磁阀d(25)电磁阀e(26)、电磁阀f(27)，风机(32)；其中，压力传感器a(14)固定在气缸a(8)上，并通过控制线与控制系统(3)连接；压力传感器b(15)固定在气缸b(9)上，并通过控制线与控制系统(3)连接；压力传感器c(16)固定在储气罐(2)上，并通过控制线与控制系统(3)连接；温度传感器a(17)固定在气缸a(8)上，并通过控制线与控制系统(3)连接；温度传感器b(18)固定在气缸b(9)上，并通过控制线与控制系统(3)连接；温度传感器c(19)固定在储气罐(2)上，并通过控制线与控制系统(3)连接；温度传感器d(20)固定在太阳能电池板(1)上，并通过控制线与控制系统(3)连接；外接温度传感器e(21)裸露在外部环境中，并通过控制线与控制系统(3)连接；电磁阀a(22)固定在管道a(28)靠近气缸a(8)处，并通过控制线与控制系统(3)连接；电磁阀b(23)固定在管道b(29)靠近气缸a(8)处，并通过控制线与控制系统(3)连接；电磁阀c(24)固定在管道d(31)靠近气缸b(9)处，并通过控制线与控制系统(3)连接；电磁阀d(25)固定在管道c(30)靠近气缸b(9)处，并通过控制线与控制系统(3)连接；电磁阀e(26)固定在管道b(29)靠近储气罐(2)处，并通过控制线与控制系统(3)连接；电磁阀f(27)固定在管道d(31)靠近储气罐(2)处，并通过控制线与控制系统(3)连接；风机(32)固定在在太阳能电池板(1)上，并通过控制线与控制系统(3)连接。

2.应用如权利要求1所述的一种太阳能-自由活塞直线电机蓄电储能系统的方法，其特征在于：外接温度传感器e(21)感应环境温度，当感应到的温度在20℃-30℃且蓄电池电量不足100％且缸内压力未达到20MP时，此时太阳能电池板(1)进行给蓄电池蓄电与压缩空气储能两过程；太阳能电池板(1)将50％电能通过输电线对蓄电池蓄电，同时50％电能用来推动直线电机(5)压缩空气储能；其中储能过程为：当直线电机(5)作为压缩机推动自由活塞a(10)、自由活塞b(11)向右运动时，电磁阀d(25)处于关闭状态，电磁阀c(24)、电磁阀f(27)处于打开状态，压缩空气经过管道d(31)进入储气罐(2)中，同时电磁阀a(22)处于打开状态，外界空气通过管道a(28)进入气缸a(8)内，电磁阀b(23)、电磁阀e(26)处于关闭状态；当直线电机(5)作为压缩机推动自由活塞a(10)、自由活塞b(11)向左运动时，电磁阀a(22)处于关闭状态，电磁阀b(23)、电磁阀e(26)处于打开状态，压缩空气通过管道b(29)进入储气罐中，同时电磁阀d(25)处于打开状态，外界空气通过管道c(30)进入气缸b(9)内，电磁阀c(24)、电磁阀f(27)处于关闭状态，此过程压力传感器a(14)、压力传感器b(15)实时监测缸内气压，温度传感器a(17)、温度传感器b(18)实时监测缸内温度；当蓄电池(4)电量达到100％时，太阳能电池板(1)不再给蓄电池(4)供电，转而全部供应直线电机(5)压缩空气储能；当缸内压力达到20MP时，压力传感器c(16)将信号传给控制系统(3)，控制系统(3)调节太阳能电池板(1)不再给压缩机供电，转而全部供给蓄电池(4)，当两者均不需要供电时，太阳能电池板(1)停止工作；当外接温度传感器e(21)感应到的温度在-10℃-20℃或30℃-45℃时，太阳能电池板(1)将全部电量供给蓄电池(4)，若蓄电池电量达到100％时，转而为直线电机(5)供电进行压缩空气储能；当外接温度传感器e(21)感应到的温度低于-10℃或高于45℃时，太阳能电池板(1)停止工作；温度传感器d(20)实时监测太阳能电池板(1)的温度，当温度超过45℃时，控制系统将信号传给风机(32)，对太阳能电池板(1)进行散热；当太阳能电池板(1)停止工作，同时蓄电池电量低于40％时，蓄电池(4)将信号传给控制系统(3)，控制系统(3)将信号传给直线电机(5)，直线电机(5)作为发电机，系统开始进行膨胀发电过程，过程如下：电磁阀c(24)电磁阀f(27)同时处于打开状态，储气罐(2)中的压缩空气通过管道d(31)进入气缸b(9)中，压缩空气推动活塞b(11)进行做功，活塞b(11)通过连杆b(13)将运动传给动子(6)，动子(6)在直线电机(5)中运动切割磁感线产生交流电，产生的交流电通过整流器(7)将交流电变成直流电给蓄电池蓄电，同时，电磁阀a(22)处于打开状态，电磁阀b(23)、电磁阀e(26)处于关闭状态，气缸a(8)中的乏气通过管道a(28)排向外界环境；当活塞b(11)运动到下止点时，电磁阀b(23)电磁阀e(26)同时处于打开状态，储气罐(2)中的压缩空气通过管道b(29)进入气缸a(8)中，压缩空气推动活塞a(10)进行做功，活塞a(10)通过连杆a(12)将运动传给动子(6)，动子(6)在直线电机(5)中运动切割磁感线产生交流电，产生的交流电通过整流器(7)将交流电变成直流电给蓄电池蓄电，同时，电磁阀d(25)处于打开状态，电磁阀c(24)、电磁阀f(27)处于关闭状态，气缸b(9)中的乏气通过管道c(30)排向外界环境。