本實(shí)用新型涉及系留氣球供電領(lǐng)域，具體而言，涉及一種系留氣球及其風(fēng)力發(fā)電設(shè)備、供電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的系留氣球(也可稱為系留艇)在高空工作時(shí)停留時(shí)間長(zhǎng)，自有設(shè)備和任務(wù)載荷電力需求量大，而自帶電池電量不能滿足長(zhǎng)期任務(wù)工作的需求，因此需要提供有效的供電措施。目前系留艇的供電方式主要有兩種：系留纜繩供電方式和發(fā)電油機(jī)供電方式。系留纜繩供電方式是指地面電網(wǎng)經(jīng)過(guò)升壓電壓變換，利用系留纜繩中的電纜將電能由地面輸送至艇上，再經(jīng)過(guò)艇上的電源系統(tǒng)給艇載設(shè)備供電；如果使用光電纜繩供電，隨著艇體升空高度增加，纜繩中供電部分的質(zhì)量將線性增加，這樣將極大的減小艇體的有效載荷，此外，這種供電方式的造價(jià)高，約為發(fā)電油機(jī)供電方式的10倍左右，且系留艇受到系留纜繩的制約，飄動(dòng)范圍有限。發(fā)電油機(jī)供電方式是指采用艇載燃油發(fā)電機(jī)組直接在艇上發(fā)電，再經(jīng)過(guò)艇上的電源系統(tǒng)給艇載設(shè)備供電；如果使用發(fā)電油機(jī)發(fā)電，則可以解決光電纜繩過(guò)重的問(wèn)題，但發(fā)電油機(jī)所帶的油料有限，油料數(shù)量將制約系留艇的可駐留時(shí)間，此外，柴油或汽油發(fā)電機(jī)處于艇上帶來(lái)的泄露、爆炸風(fēng)險(xiǎn)性較大，且隨著發(fā)電機(jī)儲(chǔ)油消耗，系留艇的牽引浮心發(fā)生變化，將會(huì)直接影響到系留艇的高空工作。

除上述兩種供電方式以外，現(xiàn)有技術(shù)中還提出了太陽(yáng)能供電方式。太陽(yáng)能供電方式是指在艇體上覆蓋太陽(yáng)能板，用太陽(yáng)能給艇上設(shè)備供電，但是該方案存在如下缺陷：在艇體囊皮上鋪設(shè)大面積的太陽(yáng)能板，存在技術(shù)困難，且需要大量的儲(chǔ)能設(shè)備以備沒(méi)有太陽(yáng)時(shí)候使用。

針對(duì)現(xiàn)有的系留氣球供電方式的供電效果差的問(wèn)題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種系留氣球及其風(fēng)力發(fā)電設(shè)備、供電系統(tǒng)，以至少解決現(xiàn)有的系留氣球供電方式的供電效果差的技術(shù)問(wèn)題。

根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一個(gè)方面，提供了一種系留氣球的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，該風(fēng)力發(fā)電設(shè)備包括：承載裝置；風(fēng)力發(fā)電裝置，安裝在所述承載裝置中，用于產(chǎn)生所述系留氣球的第一供電電能。

進(jìn)一步地，所述承載裝置包括囊體，所述囊體的內(nèi)壁與外壁之間具有充氣腔，所述充氣腔中填充有氣體，所述內(nèi)壁具有通道，所述風(fēng)力發(fā)電裝置安裝在所述通道內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述通道的第一端的橫截面面積大于第二端的橫截面面積。

進(jìn)一步地，所述通道的橫截面面積沿著所述第一端向所述第二端的方向逐漸減小。

進(jìn)一步地，所述囊體為管狀囊體。

進(jìn)一步地，所述承載裝置固定在所述系留氣球上。

進(jìn)一步地，所述承載裝置與所述系留氣球的吊艙固定連接。

進(jìn)一步地，所述風(fēng)力發(fā)電裝置的重心處于所述承載裝置的浮力線上。

進(jìn)一步地，風(fēng)力發(fā)電裝置包括風(fēng)機(jī)和逆變器。

根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的另一方面，還提供了一種系留氣球的供電系統(tǒng)，該供電系統(tǒng)包括：上述的系留氣球的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備；太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備，用于產(chǎn)生所述系留氣球的第二供電電能；電能處理設(shè)備，分別與所述系留氣球的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備和所述太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備連接，利用所述第一供電電能和/或所述第二供電電能為所述系留氣球的負(fù)載供電。

進(jìn)一步地，所述電能處理設(shè)備包括：交直流轉(zhuǎn)換器，與所述風(fēng)力發(fā)電設(shè)備和/或所述太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備連接，用于將所述第一供電電能和/或所述第二供電電能轉(zhuǎn)換為直流電能；儲(chǔ)能裝置，與所述交直流轉(zhuǎn)換器連接，用于儲(chǔ)存所述第一供電電能和/或所述第二供電電能轉(zhuǎn)換后的直流電能。

進(jìn)一步地，所述電能處理設(shè)備還包括：電源管理裝置，分別與所述風(fēng)力發(fā)電設(shè)備、所述太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備以及所述儲(chǔ)能裝置連接，用于控制所述風(fēng)力發(fā)電設(shè)備、所述太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備和所述儲(chǔ)能裝置的工作狀態(tài)。

進(jìn)一步地，所述太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備安裝在所述系留氣球的外殼上。

進(jìn)一步地，太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備包括太陽(yáng)能硅電板和逆變器。

根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的另一方面，還提供了一種系留氣球，該系留氣球包括：上述的系留氣球的供電系統(tǒng)。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，將風(fēng)力發(fā)電裝置安裝在承載裝置中，并利用風(fēng)力發(fā)電裝置發(fā)電，為系留氣球的負(fù)載提供電能。在上述實(shí)施例中，由于設(shè)置有承載裝置，承載裝置用于承載風(fēng)力發(fā)電裝置的載重，因此不占用系留氣球的有效載荷，也即不增加系留氣球設(shè)備的重量，從而可以增加系留氣球的有效載荷，同時(shí)，利用高空恒定的風(fēng)力資源，并可以根據(jù)系留氣球的負(fù)載用電需求量，選擇相應(yīng)功率的風(fēng)力發(fā)電裝置，實(shí)現(xiàn)為系留氣球的負(fù)載長(zhǎng)期供電的功能，解決了現(xiàn)有的系留氣球供電方式的供電效果差的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一種系留氣球的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的示意圖；

圖2是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一種可選的系留氣球的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一種可選的系留氣球的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一種可選的系留氣球的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一種系留氣球的供電系統(tǒng)的示意圖；

圖6是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一種可選的系留氣球的供電系統(tǒng)的示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型方案，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

需要說(shuō)明的是，本實(shí)用新型的說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)及上述附圖中的術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對(duì)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，以便這里描述的本實(shí)用新型的實(shí)施例能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序?qū)嵤?。此外，術(shù)語(yǔ)“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，包含了一系列單元的過(guò)程、、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些單元，而是可包括沒(méi)有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過(guò)程、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它單元。

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一種系留氣球的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的示意圖，如圖1所示，該風(fēng)力發(fā)電設(shè)備包括：承載裝置11和風(fēng)力發(fā)電裝置13。

其中，承載裝置11；

風(fēng)力發(fā)電裝置13，安裝在承載裝置中，用于產(chǎn)生系留氣球的第一供電電能。

采用本實(shí)用新型實(shí)施例，將風(fēng)力發(fā)電裝置安裝在承載裝置中，并利用風(fēng)力發(fā)電裝置發(fā)電，為系留氣球的負(fù)載提供電能。在上述實(shí)施例中，由于設(shè)置有承載裝置，承載裝置用于承載風(fēng)力發(fā)電裝置的載重，因此不占用系留氣球的有效載荷，也即不增加系留氣球設(shè)備的重量，從而可以增加系留氣球的有效載荷，同時(shí)，利用高空恒定的風(fēng)力資源，并可以根據(jù)系留氣球的負(fù)載用電需求量，選擇相應(yīng)功率的風(fēng)力發(fā)電裝置，實(shí)現(xiàn)為系留氣球的負(fù)載長(zhǎng)期供電的功能，解決了現(xiàn)有的系留氣球供電方式的供電效果差的問(wèn)題。

上述的系留氣球?yàn)榱骶€型飛艇式外形，是一種無(wú)動(dòng)力氣球飛行器，作為一種空中平臺(tái)，可用于大氣和環(huán)境監(jiān)測(cè)、雷達(dá)監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。

可選地，根據(jù)系留氣球(也可以成為系留艇)的負(fù)載用電需求量、預(yù)先統(tǒng)計(jì)的目標(biāo)高度的高空位置的平均風(fēng)速等條件，選擇適當(dāng)功率的風(fēng)力發(fā)電裝置，并將該風(fēng)力發(fā)電裝置安裝在承載裝置中，通過(guò)承載裝置與風(fēng)力發(fā)電裝置的配合，利用高空恒定的大風(fēng)發(fā)電，為系留氣球的負(fù)載提供電能。

通過(guò)上述實(shí)施例，無(wú)需采用光電纜繩供電，可以簡(jiǎn)化光電纜繩，從而能降低纜繩密度，減少纜繩重量，從而可以增加系留氣球的載荷，或者可以使系留氣球上升至更高的高度。

在本實(shí)用新型的上述實(shí)施例中，承載裝置包括囊體，囊體的內(nèi)壁與外壁之間具有充氣腔，充氣腔中填充有氣體，內(nèi)壁具有通道，風(fēng)力發(fā)電裝置安裝在通道內(nèi)。

可選地，上述的承載裝置為空心囊體，囊體的中間為空氣流通通道，將風(fēng)力發(fā)電裝置安裝在通道內(nèi)，此外，在空心囊體內(nèi)壁與外壁之間的充氣腔內(nèi)填充氣體，使承載裝置能夠漂浮在空中，同時(shí)能夠承受風(fēng)力發(fā)電裝置的重量，不占用系留氣球的有效載荷。

通過(guò)上述實(shí)施例，設(shè)置填充有氣體的囊體，由囊體的浮力可以平衡風(fēng)力發(fā)電裝置的重量，因此可以在不占用艇體(即系留氣球)的有效載荷的同時(shí)，又能實(shí)現(xiàn)在空中給艇體負(fù)載持續(xù)供電的功能。

在本實(shí)用新型的上述實(shí)施例中，通道的第一端的橫截面面積大于第二端的橫截面面積。

可選地，通道的橫截面面積沿著第一端向第二端的方向逐漸減小，上述的囊體為管狀囊體。

進(jìn)一步地，根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)，為了降低風(fēng)阻系數(shù)，將囊體的外形設(shè)計(jì)為如圖2所示的管狀形狀(即上述的管狀囊體)。如圖2所示，承載裝置11的管狀囊體的通道的第一端A的橫截面面積大于第二端B的橫截面面積，且沿著第一端A到第二端B的方向，橫截面面積逐漸減小。當(dāng)由于風(fēng)力的作用，空氣從第一端A(即囊體的前端)進(jìn)入流通通道時(shí)，對(duì)應(yīng)的風(fēng)力的速度為V1，根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)的原理，當(dāng)空氣沿著第一端A到第二端B(即囊體的后端)的方向流通時(shí)，對(duì)應(yīng)的風(fēng)力的速度將逐漸增大，且當(dāng)空氣流通至風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電葉輪的位置時(shí)，對(duì)應(yīng)的風(fēng)力的速度為V2，也即此時(shí)風(fēng)速為最大風(fēng)速，并通過(guò)風(fēng)力發(fā)電裝置(包括風(fēng)機(jī)131)將最大風(fēng)速轉(zhuǎn)換為電能，為系留氣球的負(fù)載供電。

需要說(shuō)明的是，圖2示例性的給出了一種可選的囊體的形狀，且示例性地給出了對(duì)應(yīng)該形狀的縱截面的剖視圖，囊體的形狀也可以為符合空氣動(dòng)力學(xué)的原理的其他形狀，如外壁為不規(guī)則形狀，而內(nèi)壁具有的通道滿足橫截面積沿著第一端向第二端的方向逐漸減小的外壁不規(guī)則囊體(如具有兩端開(kāi)口的類似橢圓形狀)，或者，內(nèi)壁具有的通道滿足第一端的橫截面積大于第二端的橫截面積，但沿著第一端向第二端的方向，橫截面積不成線性逐漸減小的內(nèi)壁不規(guī)則囊體。

通過(guò)上述實(shí)施例，由于承載裝置的前端、后端以及外形依據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)，因此可以將進(jìn)入前端的風(fēng)速V1轉(zhuǎn)換為最大風(fēng)速V2，從而將風(fēng)能最大化的轉(zhuǎn)換為電能，為系留氣球的負(fù)載持續(xù)供電。

在本實(shí)用新型的上述實(shí)施例中，氣體的密度小于空氣的密度。

在上述實(shí)施例中，空心囊體的充氣腔中填充比空氣密度小的氣體，如，可以填充氦氣，從而通過(guò)氦氣的浮力，使空心囊體漂浮在空中，且可以通過(guò)氦氣的浮力來(lái)平衡風(fēng)力發(fā)電裝置的重量，從而可以減小風(fēng)力發(fā)電裝置對(duì)系留氣體帶來(lái)的載荷。

在本實(shí)用新型的上述實(shí)施例中，承載裝置固定在系留氣球上。

進(jìn)一步地，承載裝置與系留氣球的吊艙固定連接。

具體地，在系留氣球的殼體外設(shè)置連接接口，或者利用本身的連接接口，將承載裝置固定在系留氣球上。優(yōu)選地，由于吊艙附近本身設(shè)置有連接接口，可以將承載裝置通過(guò)該連接接口固定在系留氣球的吊艙附近(如圖3和圖4所示)。圖3包括系留氣球1、與系留氣球1的吊艙15固定連接的承載裝置11。圖4包括兩個(gè)承載裝置11，分別設(shè)置在系留氣球兩側(cè)吊艙(未在圖4中示出)附近，此外，圖4示例性地給出了系留氣球的兩個(gè)側(cè)翼401和一個(gè)尾翼403的簡(jiǎn)略結(jié)構(gòu)。

通過(guò)上述實(shí)施例，由于吊艙所在的位置附近，為系留氣球的負(fù)載所在位置，因此，將承載裝置固定在吊艙附近，可以方便風(fēng)力發(fā)電裝置與系留氣球的負(fù)載之間的供電連接。

在一種可選的實(shí)施例中，可以通過(guò)捆綁連接繩或者螺栓固定的方式，將囊體固定在系留氣球上。其中，捆綁連接繩方式包括：在系留氣球上的連接接口(對(duì)應(yīng)殼體外設(shè)置的連接接口或吊艙附近本身設(shè)置有的連接接口)處綁定多條連接繩，并在囊體的外壁上牢固粘貼多條連接繩，通過(guò)捆綁系留氣球上和囊體外壁上的多條連接繩，將囊體固定在系留氣球上；螺栓固定方式包括：在系留氣球上的連接接口處設(shè)置多個(gè)螺栓接口，在囊體的外壁上牢固粘貼平面板，并在平面板上固定多個(gè)螺栓，通過(guò)多個(gè)螺栓與多個(gè)螺栓接口的連接，將囊體固定在系留氣球上。

在本實(shí)用新型的上述實(shí)施例中，風(fēng)力發(fā)電裝置的重心處于承載裝置的浮力線上。

具體地，將風(fēng)力發(fā)電裝置安裝在空心囊體(即上述的承載裝置)的通道中，利用空心囊體充氣腔填充的氣體(如氦氣)，使帶有風(fēng)力發(fā)電裝置的空心囊體漂浮在空中，并使風(fēng)力發(fā)電裝置的重心處于空心囊體的浮力線上，也即使空心囊體的浮力線與風(fēng)力發(fā)電裝置的重力線處于同一直線上。

通過(guò)上述實(shí)施例，使風(fēng)力發(fā)電裝置的重心處于空心囊體的浮力線上，從而可以利用空心囊體的浮力平衡風(fēng)力發(fā)電裝置的重量，以減少風(fēng)力發(fā)電裝置對(duì)系留氣球的載荷，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)系留氣球負(fù)載的持續(xù)供電功能。

在本實(shí)用新型的上述實(shí)施例中，風(fēng)力發(fā)電裝置13包括風(fēng)機(jī)131和逆變器。

具體地，在風(fēng)力的作用下，空氣在空心囊體的通道中流通，并在空氣流通至風(fēng)機(jī)的位置時(shí)，通過(guò)風(fēng)機(jī)和逆變器的作用，將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能。具體地，在風(fēng)力的作用下，空氣流動(dòng)，空氣在通道中流通帶動(dòng)風(fēng)機(jī)的發(fā)電葉輪旋轉(zhuǎn)，風(fēng)機(jī)發(fā)電，并通過(guò)逆變器將風(fēng)機(jī)發(fā)出的電變換為恒壓工頻的正弦電壓，得到第一供電電能。

如圖2和圖4所示的風(fēng)機(jī)131為風(fēng)力發(fā)電機(jī)，需要說(shuō)明的是，逆變器133未在圖2和圖4中示出。

通過(guò)上述實(shí)施例，實(shí)現(xiàn)了將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能的功能，從而利用轉(zhuǎn)換后的電能為系留氣球的負(fù)載供電。

在本實(shí)用新型的上述實(shí)施例中，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備還包括：輸電線，風(fēng)力發(fā)電裝置通過(guò)輸電線與系留氣球的負(fù)載連接。

在上述實(shí)施例中，風(fēng)力發(fā)電裝置通過(guò)輸電線，將風(fēng)力發(fā)電裝置輸出的電能傳輸至系留氣球的負(fù)載，輸電線可以選擇性地固定在空心囊體的內(nèi)壁上，從而建立風(fēng)力發(fā)電裝置與系留氣球的負(fù)載之間的供電連接。

通過(guò)上述實(shí)施例，由于艇體上(即系留氣球)設(shè)備用電需求為KW量級(jí)，可以通過(guò)統(tǒng)計(jì)的高空位置的平均風(fēng)速、艇體上設(shè)備用電需求量等參數(shù)，選擇小型(即功率小)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)給艇體設(shè)備供電。此外，設(shè)置類似飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)艙的充氣囊體(如充氦囊體)，把發(fā)電設(shè)備(即風(fēng)力發(fā)電機(jī))設(shè)置在充氣囊體的通道中間，通過(guò)氦氣的浮力平衡發(fā)電設(shè)備的重量，從而減小發(fā)電設(shè)備對(duì)艇體帶來(lái)的載荷。

圖5是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一種系留氣球的供電系統(tǒng)的示意圖，如圖5所示，該供電系統(tǒng)包括：上述的系留氣球的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備10、太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備30以及電能處理設(shè)備。

其中，上述的系留氣球的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備10。

太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備30，用于產(chǎn)生系留氣球的第二供電電能。

電能處理設(shè)備50，分別與系留氣球的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備和太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備連接，利用第一供電電能和/或第二供電電能為系留氣球的負(fù)載70供電。

采用本實(shí)用新型實(shí)施例，在系留氣球上設(shè)置具有承載裝置的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，并增加太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備，結(jié)合風(fēng)力發(fā)電設(shè)備和太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備發(fā)電，并將發(fā)出的電通過(guò)電能處理設(shè)備，輸出系留氣球的負(fù)載所需的供電電能。通過(guò)上述實(shí)施例，利用具有承載裝置的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，可以減少風(fēng)力發(fā)電設(shè)備對(duì)系留氣球帶來(lái)的載荷，從而增加系留氣球的有效載荷，將風(fēng)力發(fā)電設(shè)備和太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備配合發(fā)電，可以實(shí)現(xiàn)為系留氣球的負(fù)載不斷持續(xù)的供電，解決了現(xiàn)有的系留氣球供電方式的供電效果差的問(wèn)題。

具體地，將承載裝置和風(fēng)力發(fā)電裝置組成的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備與系留氣球固定連接，利用承載裝置的浮力平衡風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的重量，并通過(guò)輸電線建立風(fēng)力發(fā)電設(shè)備與系留氣球的負(fù)載之間的供電連接，將風(fēng)力發(fā)電設(shè)備發(fā)出的第一供電電能傳輸至系留氣球的負(fù)載；利用增加的太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備產(chǎn)生系留氣球的第二供電電能；通過(guò)電能處理設(shè)備，控制風(fēng)力發(fā)電設(shè)備和/或太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備的工作狀態(tài)，并利用風(fēng)力發(fā)電設(shè)備發(fā)出的第一供電電能和/或太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備發(fā)出的第二供電電能，為系留氣球的負(fù)載供電。

上述系留氣球的負(fù)載可以為設(shè)置在系留氣球上的用電設(shè)備，如雷達(dá)裝置、檢測(cè)裝置等。

通過(guò)上述實(shí)施例，結(jié)合風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電兩種供電方式，利用太陽(yáng)能和風(fēng)能，即有效利用綠色能源，達(dá)到持續(xù)為系留氣球供電的目的。

在本實(shí)用新型的上述實(shí)施例中，如圖6所示，上述的電能處理設(shè)備50可以包括：交直流轉(zhuǎn)換器51，與風(fēng)力發(fā)電設(shè)備10和/或太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備30連接，用于將第一供電電能和/或第二供電電能轉(zhuǎn)換為直流電能；儲(chǔ)能裝置53，與交直流轉(zhuǎn)換器51連接，用于儲(chǔ)存第一供電電能和/或第二供電電能轉(zhuǎn)換后的直流電能。

具體地，交直流轉(zhuǎn)換器51，輸入端與風(fēng)力發(fā)電設(shè)備和/或太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備連接，輸出端與負(fù)載連接；儲(chǔ)能裝置53，輸入端與交直流轉(zhuǎn)換器連接，輸出端與負(fù)載70連接。

上述的儲(chǔ)能裝置包括鋰電池組。

上述的交直流轉(zhuǎn)換器可以為AC/DC交直流電能轉(zhuǎn)換模塊，簡(jiǎn)稱AC/DC模塊。

可選地，利用風(fēng)力發(fā)電設(shè)備產(chǎn)生系留氣球的第一供電電能，利用太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備產(chǎn)生系留氣球的第二供電電能，通過(guò)AC/DC模塊可以將第一供電電能和/或第二供電電能轉(zhuǎn)換為直流電能，并利用直流電能為系留氣球的負(fù)載供電，同時(shí)，當(dāng)?shù)谝还╇婋娔芎?或第二供電電能滿足系留氣球的負(fù)載用電需求時(shí)，可以將直流電能的多余電能輸送至鋰電池組，鋰電池組儲(chǔ)存多余電能，并在利用風(fēng)力發(fā)電設(shè)備和太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備產(chǎn)生的電能都不能滿足負(fù)載用電需求量時(shí)，由鋰電池組為負(fù)載供電。

通過(guò)上述實(shí)施例，利用交直流轉(zhuǎn)換器可以將風(fēng)力發(fā)電設(shè)備和太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備產(chǎn)生的電能轉(zhuǎn)換為負(fù)載所需的直流電能，同時(shí)利用儲(chǔ)能裝置可以儲(chǔ)存多余的電能，實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的充分利用，從而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系留氣球的負(fù)載的連續(xù)供電。

在本實(shí)用新型的上述實(shí)施例中，如圖6所示，上述的電能處理設(shè)備還可以包括：電源管理裝置55，分別與風(fēng)力發(fā)電設(shè)備10、太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備30以及儲(chǔ)能裝置53連接，用于控制風(fēng)力發(fā)電設(shè)備、太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備和儲(chǔ)能裝置的工作狀態(tài)。

上述的電源管理裝置可以為PMS(Power Management System的縮寫(xiě))管理模塊。

可選地，通過(guò)電源管理裝置可以檢測(cè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備產(chǎn)生的第一供電電能和太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備產(chǎn)生的第二供電電能是否滿足系留氣球的負(fù)載用電需求量，當(dāng)陽(yáng)光和風(fēng)力充足，即第一供電電能和第二供電電能能夠滿足系留氣球的負(fù)載用電需求量時(shí)，將太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備和風(fēng)力發(fā)電設(shè)備發(fā)出的交流電進(jìn)行并網(wǎng)，并將并網(wǎng)后的電能輸送給AC/DC模塊，再由AC/DC模塊向負(fù)載供電，同時(shí)向鋰電池組充電；當(dāng)陽(yáng)光不足，風(fēng)力充足，即第二供電電能不能滿足負(fù)載用電需求量，而第一供電電能能夠滿足負(fù)載用電需求量時(shí)，電源管理裝置控制切掉太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備，由風(fēng)力發(fā)電設(shè)備發(fā)電，并將發(fā)出的電能輸送給AC/DC模塊，再由AC/DC模塊向負(fù)載供電，同時(shí)向鋰電池組充電；當(dāng)陽(yáng)光充足，風(fēng)力不足，即第二供電電能能夠滿足負(fù)載用電需求量，而第一供電電能不能滿足負(fù)載用電需求量時(shí)，電源管理裝置控制切掉風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，由太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備發(fā)電，并將發(fā)出的電能輸送給AC/DC模塊，再由AC/DC模塊向負(fù)載供電，同時(shí)向鋰電池組充電；當(dāng)陽(yáng)光和風(fēng)力都不足，即第一供電電能和第二供電電能都不能滿足負(fù)載用電需求量時(shí)，電源管理裝置控制切掉太陽(yáng)發(fā)電設(shè)備和風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，由鋰電池組向負(fù)載供電。

需要說(shuō)明的是，上述的鋰電池組的工作模式包括放電模式和充電模式。鋰電池組放電模式：當(dāng)太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備和風(fēng)力發(fā)電設(shè)備都不能滿足負(fù)載的用電需求量時(shí)，由鋰電池組向負(fù)載供電。鋰電池充電模式：當(dāng)太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備和/或風(fēng)能發(fā)電設(shè)備能夠滿足負(fù)載的用電需求量并且有剩余的電能時(shí)，此時(shí)剩余電能將存儲(chǔ)在鋰電池組中。當(dāng)鋰電池組處于充電模式和放電模式時(shí)，PMS管理模塊的功能還包括：(1)鋰電池單體電壓測(cè)量；(2)溫度測(cè)量；(3)鋰電池總電壓測(cè)量；(4)鋰電池總電流測(cè)量；(5)SOC計(jì)算，State of Charge的縮寫(xiě)，即荷電狀態(tài)，也叫剩余電量計(jì)算；(6)報(bào)警；(7)鋰電池的熱管理；通過(guò)上述的多個(gè)功能，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰電池組的過(guò)充電保護(hù)、過(guò)放電保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)和過(guò)熱保護(hù)。

通過(guò)上述實(shí)施例，利用電源管理裝置，控制風(fēng)力發(fā)電設(shè)備、太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備和儲(chǔ)能裝置的工作狀態(tài)，使風(fēng)力發(fā)電設(shè)備、太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備以及儲(chǔ)能裝置配合，產(chǎn)生系留氣球的負(fù)載的供電電能，在減少電能浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電能充分利用的同時(shí)，達(dá)到為系留氣球的負(fù)載持續(xù)供電的目的。

在本實(shí)用新型的上述實(shí)施例中，太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備安裝在系留氣球的外殼上。

在上述實(shí)施例中，可以在系留氣球的外殼上(如外殼頂部)安裝太陽(yáng)能發(fā)電裝置，可以達(dá)到充分利用太陽(yáng)能發(fā)電的目的。

可選地，太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備可以與風(fēng)機(jī)葉片粘貼在一起，或者可以將太陽(yáng)能硅電板直接作為風(fēng)機(jī)葉片，利用風(fēng)能驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)發(fā)電，同時(shí)也可以根據(jù)太陽(yáng)能發(fā)電。

在本實(shí)用新型的上述實(shí)施例中，太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備包括太陽(yáng)能硅電板和逆變器。

具體地，太陽(yáng)能硅電板吸收太陽(yáng)能，并發(fā)出直流電，逆變器將太陽(yáng)能硅電板發(fā)出的直流電轉(zhuǎn)換為恒壓工頻的正弦電壓，得到第二供電電能。

通過(guò)上述實(shí)施例，實(shí)現(xiàn)了將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能的功能，從而利用轉(zhuǎn)換后的電能為系留氣球的負(fù)載供電。

下面結(jié)合圖6詳述本實(shí)用新型的上述實(shí)施例。如圖6所示，系留氣球的供電系統(tǒng)包括：風(fēng)力發(fā)電設(shè)備10、太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備30、電能處理設(shè)備50(包括交直流轉(zhuǎn)換器51、儲(chǔ)能裝置53和電源管理裝置55)以及負(fù)載70。其中，各個(gè)設(shè)備之間、各個(gè)裝置之間的連接關(guān)系與上述實(shí)施例中的連接方式一致，在此不再贅述。

具體地，利用風(fēng)力發(fā)電設(shè)備10產(chǎn)生系留氣球的第一供電電能，利用太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備30產(chǎn)生系留氣球的第二供電電能，通過(guò)電源管理裝置55可以檢測(cè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備產(chǎn)生的第一供電電能和太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備產(chǎn)生的第二供電電能是否滿足系留氣球的負(fù)載70用電需求量，以控制風(fēng)力發(fā)電設(shè)備10、太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備30和儲(chǔ)能裝置53的工作狀態(tài)。AC/DC模塊51可以將第一供電電能和/或第二供電電能轉(zhuǎn)換為直流電能，并利用直流電能為系留氣球的負(fù)載70供電，同時(shí)，當(dāng)?shù)谝还╇婋娔芎?或第二供電電能滿足系留氣球的負(fù)載70用電需求時(shí)，可以將直流電能的多余電能輸送至儲(chǔ)能裝置53(如鋰電池組)，儲(chǔ)能裝置53儲(chǔ)存多余電能，并在利用風(fēng)力發(fā)電設(shè)備10和太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備30產(chǎn)生的電能都不能滿足負(fù)載70用電需求量時(shí)，由儲(chǔ)能裝置53為負(fù)載供電。

通過(guò)上述實(shí)施例，利用太陽(yáng)能和風(fēng)能兩種供電方式的結(jié)合，可以使系留氣球長(zhǎng)時(shí)間駐留空中，進(jìn)行高空工作。

根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例，還提供了一種系留氣球的實(shí)施例。在該實(shí)施例中，該系留氣球包括上述的系留氣球的供電系統(tǒng)。

采用本實(shí)用新型實(shí)施例，在系留氣球上設(shè)置具有承載裝置的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，并增加太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備，結(jié)合風(fēng)力發(fā)電設(shè)備和太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備發(fā)電，并將發(fā)出的電通過(guò)電能處理設(shè)備，輸出系留氣球的負(fù)載所需的供電電能。通過(guò)上述實(shí)施例，利用具有承載裝置的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，可以減少風(fēng)力發(fā)電設(shè)備對(duì)系留氣球帶來(lái)的載荷，從而增加系留氣球的有效載荷，將風(fēng)力發(fā)電設(shè)備和太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備配合發(fā)電，可以實(shí)現(xiàn)為系留氣球的負(fù)載不斷持續(xù)的供電，解決了現(xiàn)有的系留氣球供電方式的供電效果差的問(wèn)題。

具體地，將承載裝置和風(fēng)力發(fā)電裝置組成的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備與系留氣球固定連接，利用承載裝置的浮力平衡風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的重量，并通過(guò)輸電線建立風(fēng)力發(fā)電設(shè)備與系留氣球的負(fù)載之間的供電連接，將風(fēng)力發(fā)電設(shè)備發(fā)出的第一供電電能傳輸至系留氣球的負(fù)載；利用增加的太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備產(chǎn)生系留氣球的第二供電電能；通過(guò)電能處理設(shè)備，控制風(fēng)力發(fā)電設(shè)備和/或太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備的工作狀態(tài)，并利用風(fēng)力發(fā)電設(shè)備發(fā)出的第一供電電能和/或太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備發(fā)出的第二供電電能，為系留氣球的負(fù)載供電。

上述系留氣球的負(fù)載可以為設(shè)置在系留氣球上的用電設(shè)備，如雷達(dá)裝置、檢測(cè)裝置等。

通過(guò)上述實(shí)施例，結(jié)合風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電兩種供電方式，利用太陽(yáng)能和風(fēng)能，即有效利用綠色能源，達(dá)到持續(xù)為系留氣球供電的目的。

上述本實(shí)用新型實(shí)施例序號(hào)僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。

在本實(shí)用新型的上述實(shí)施例中，對(duì)各個(gè)實(shí)施例的描述都各有側(cè)重，某個(gè)實(shí)施例中沒(méi)有詳述的部分，可以參見(jiàn)其他實(shí)施例的相關(guān)描述。

另外，在本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理單元中，也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。