雨水發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雨水發(fā)電系統(tǒng)，包括：具有預(yù)設(shè)高度且用于蓄存雨水的蓄水箱；與蓄水箱的出口連通的第一樓房雨水管；位于蓄水箱下方的水輪發(fā)電機；一端與水輪發(fā)電機的進水口連通的第一連接管，第一連接管的另一端與第一樓房雨水管連通。本發(fā)明公開的雨水發(fā)電系統(tǒng)中，蓄水箱內(nèi)的雨水通過第一樓房雨水管、第一連接管進入水輪發(fā)電機，水輪發(fā)電機利用雨水進行發(fā)電，則應(yīng)用上述雨水發(fā)電系統(tǒng)時，在現(xiàn)有的樓房雨水管上增設(shè)連接管即可完成改造，較現(xiàn)有技術(shù)相比，有效減小了改造難度，減少了改造工作量，從而減小了雨水發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用難度。
【專利說明】
雨水發(fā)電系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種雨水發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源短缺問題的日益嚴重，雨水發(fā)電逐漸被應(yīng)用。雨水發(fā)電主要是利用樓房上的雨水。
[0003]現(xiàn)有的雨水發(fā)電系統(tǒng)，為了利用樓房上的雨水，需要對樓房上的樓房雨水管進行改造，改造難度較大，導(dǎo)致雨水發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用難度較大。
[0004]綜上所述，如何提供一種雨水發(fā)電系統(tǒng)，以減小其應(yīng)用難度，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種雨水發(fā)電系統(tǒng)，以減小其應(yīng)用難度。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0007]—種雨水發(fā)電系統(tǒng)，包括:
[0008]具有預(yù)設(shè)高度且用于蓄存雨水的蓄水箱；
[0009]與所述蓄水箱的出口連通的第一樓房雨水管；
[0010]位于蓄水箱下方的水輪發(fā)電機；
[0011]—端與所述水輪發(fā)電機的進水口連通的第一連接管，所述第一連接管的另一端與所述第一樓房雨水管連通。
[0012]優(yōu)選地，所述蓄水箱位于樓房的頂部，所述蓄水箱的出口通過第二連接管與所述第一樓房雨水管連通。
[0013]優(yōu)選地，所述蓄水箱內(nèi)的雨水通過第二樓房雨水管引入，所述第二樓房雨水管的進口裸露在樓房的頂部。
[0014]優(yōu)選地，上述雨水發(fā)電系統(tǒng)還包括設(shè)于所述蓄水箱內(nèi)的水位控制器。
[0015]優(yōu)選地，上述雨水發(fā)電系統(tǒng)還包括:與所述水位控制器相連且能夠顯示所述蓄水箱的水位的顯示器，與所述水位控制器相連且用于報警的報警器。
[0016]優(yōu)選地，上述雨水發(fā)電系統(tǒng)還包括與所述水輪發(fā)電機相連的蓄電池，所述蓄電池用于蓄存所述水輪發(fā)電機所發(fā)出的電。
[0017]優(yōu)選地，上述雨水發(fā)電系統(tǒng)還包括:能夠與所述水輪發(fā)電機相連的穩(wěn)壓裝置，與所述穩(wěn)壓裝置相連的變壓裝置。
[0018]優(yōu)選地，所述蓄水箱采用聚乙烯材料制作，且所述蓄水箱通過滾塑一次成型。
[0019 ]優(yōu)選地，所述水輪發(fā)電機為斜擊式水輪發(fā)電機。
[0020]優(yōu)選地，上述雨水發(fā)電系統(tǒng)還包括:
[0021]用于存儲所述水輪發(fā)電機排出的雨水的儲水結(jié)構(gòu)，所述儲水結(jié)構(gòu)與所述水輪發(fā)電機的排水口連通；
[0022]用于過濾雨水的過濾裝置，所述過濾裝置位于所述水輪發(fā)電機的上游。
[0023]本發(fā)明提供的雨水發(fā)電系統(tǒng)中，蓄水箱內(nèi)的雨水通過第一樓房雨水管、第一連接管進入水輪發(fā)電機，水輪發(fā)電機利用雨水進行發(fā)電，則應(yīng)用上述雨水發(fā)電系統(tǒng)時，在現(xiàn)有的樓房雨水管上增設(shè)連接管即可完成改造，較現(xiàn)有技術(shù)相比，有效減小了改造難度，減少了改造工作量，從而減小了雨水發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用難度。
【附圖說明】
[0024]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1為本發(fā)明實施例提供的雨水發(fā)電系統(tǒng)的示意圖。
[0026]圖1中:
[0027]I為蓄水箱、2為水輪發(fā)電機、3為第一樓房雨水管、4為第一連接管、5為儲水結(jié)構(gòu)、6為蓄電池、7為用電設(shè)備。
【具體實施方式】
[0028]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(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發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(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，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0029]本發(fā)明實施例提供的雨水發(fā)電系統(tǒng)，包括:蓄水箱I，第一樓房雨水管3，第一連接管4和水輪發(fā)電機2;其中，蓄水箱I具有預(yù)設(shè)高度且用于蓄存雨水；；水輪發(fā)電機2位于蓄水箱I下方且利用雨水發(fā)電；第一樓房雨水管3與蓄水箱I的出口連通;第一連接管4的一端與水輪發(fā)電機2的進水口連通，第一連接管4的另一端與第一樓房雨水管3連通。
[0030]可以理解的是，預(yù)設(shè)高度為設(shè)定值，在實際應(yīng)用過程中，對于該預(yù)設(shè)高度的具體數(shù)值可根據(jù)樓房的高度或者其他要求進行設(shè)定，本發(fā)明實施例對此不做限定。第一樓房雨水管3為樓房現(xiàn)有的樓房雨水管。
[0031]上述雨水發(fā)電系統(tǒng)中，雨水自蓄水箱I流出后，通過第一樓房雨水管3和第一連接管4進入水輪發(fā)電機2，雨水沖擊水輪發(fā)電機2的葉輪，使得葉輪發(fā)生轉(zhuǎn)動，與葉輪固定相連的轉(zhuǎn)軸隨之轉(zhuǎn)動，水輪發(fā)電機2的發(fā)電機與轉(zhuǎn)軸相連，則轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動帶動發(fā)電機發(fā)電。
[0032]本發(fā)明實施例提供的雨水發(fā)電系統(tǒng)中，蓄水箱I內(nèi)的雨水通過第一樓房雨水管3、第一連接管4進入水輪發(fā)電機2，水輪發(fā)電機2利用雨水進行發(fā)電，則應(yīng)用上述雨水發(fā)電系統(tǒng)時，在現(xiàn)有的樓房雨水管上增設(shè)連接管即可完成改造，較現(xiàn)有技術(shù)相比，有效減小了改造難度，減少了改造工作量，從而減小了雨水發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用難度。
[0033]同時，本發(fā)明實施例提供的雨水發(fā)電系統(tǒng)，減小了改造難度，減少了改造工作量，則相應(yīng)地，減小了上述雨水發(fā)電系統(tǒng)的成本。
[0034]上述雨水發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用時，為了利用大部分雨水，只保留一個樓房雨水管導(dǎo)通，其他的樓房雨水管均被堵住，當然，也可預(yù)留幾個樓房雨水管以備急用。
[0035]上述雨水發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)的電，可供用電設(shè)備7使用，該用電設(shè)備7可為照明設(shè)備，也可為水栗、電機等部件，本發(fā)明實施例對此不做限定。
[0036]上述雨水發(fā)電系統(tǒng)中，蓄水箱I可安裝在樓房的頂部，這樣，雨水直接落在蓄水箱I內(nèi)，此時，蓄水箱I的出口通過第二連接管與第一樓房雨水管3連通。
[0037]上述蓄水箱I還可設(shè)置在樓房頂部以下的位置，例如樓房頂層的下一層。此時，蓄水箱I通過支架固定在樓房；蓄水箱I內(nèi)的雨水通過第二樓房雨水管引入，第二樓房雨水管的進口裸露在樓房的頂部。可以理解的是，第二樓房雨水管為樓房現(xiàn)有的樓房雨水管。此時，蓄水箱I串接在現(xiàn)有的樓房雨水管上。
[0038]為了提高安全性和發(fā)電效率，上述雨水發(fā)電系統(tǒng)還包括:設(shè)于蓄水箱I內(nèi)的水位控制器。具體地，當蓄水箱I的水位到達第一預(yù)設(shè)水位時，水位控制器控制蓄水箱I向水輪發(fā)電機2供水；當蓄水箱I的水位到達第二預(yù)設(shè)水位時，水位控制器控制蓄水箱I停止向水輪發(fā)電機2供水;其中，第一預(yù)設(shè)水位高于第二預(yù)設(shè)水位。
[0039]在實際應(yīng)用過程中，可根據(jù)實際需要對第一預(yù)設(shè)水位和第二預(yù)設(shè)水位進行設(shè)定，例如第一預(yù)設(shè)水位為蓄水箱I的最高水位的80%，第二預(yù)設(shè)水位為蓄水箱I的最高水位的10%，當然，也可選擇其他值，本發(fā)明實施例對第一預(yù)設(shè)水位和第二預(yù)設(shè)水位的具體值不做限定。
[0040]上述雨水發(fā)電系統(tǒng)，能夠?qū)π钏銲的排水進行自動控制，保證了水輪發(fā)電機2的持續(xù)運轉(zhuǎn)以及發(fā)電的連續(xù)性、穩(wěn)定性。
[0041]為了降低成本，便于控制，優(yōu)先選擇上述水位控制器為浮球閥或者電子水位控制器。當然，也可選擇水位控制器為其他部件，并不局限于此。
[0042]上述雨水發(fā)電系統(tǒng)中，也可利用水位檢測器、控制器和截止閥來代替水位控制器，具體地，水位檢測器檢測蓄水箱I的水位，截止閥設(shè)于蓄水箱I出口處，或者截止閥串接于第一連接管4，控制器根據(jù)水位檢測器的檢測信號控制截止閥的開啟和關(guān)閉。
[0043]為了便于使用，上述雨水發(fā)電系統(tǒng)還包括:顯示器和報警器，其中，顯示器與水位控制器相連且能夠顯示蓄水箱I的水位，報警器與水位控制器相連且用于報警。
[0044]可以理解的是，顯示器與水位控制器信號連接，水位控制器檢測到的水位信息發(fā)送給顯示器，顯示器將接收到的水位信息顯示出來，這樣，工作人員可遠程查詢蓄水箱I的水位;同時，報警器與水位控制器信號連接，當水位到達第三預(yù)設(shè)水位時，報警器進行報警。其中，第一預(yù)設(shè)水位高于第三預(yù)設(shè)水位，可選擇第三預(yù)設(shè)水位與第二預(yù)設(shè)水位相同，還可選擇第三預(yù)設(shè)水位低于第二預(yù)設(shè)水位。
[0045]上述顯示器可為手機，也可為電腦等，上述報警器可為蜂鳴器或者燈，本發(fā)明實施例對顯示器和報警器的具體類型不做限定。
[0046]由于雨水量受季節(jié)性和氣候性影響，則雨水具有不連續(xù)性和不穩(wěn)定性，則上述雨水發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量較小且具有不連續(xù)性和不穩(wěn)定性。為了保證用電設(shè)備7正常工作，上述雨水發(fā)電系統(tǒng)還包括與水輪發(fā)電機2相連的蓄電池6，該蓄電池6用于蓄存水輪發(fā)電機2所發(fā)出的電。
[0047]上述雨水發(fā)電系統(tǒng)，利用蓄電池6將水輪發(fā)電機2所發(fā)出的電能蓄起來，便于使用。
[0048]需要使用上述雨水發(fā)電系統(tǒng)的電能時，需要在蓄電池6上連接逆變器，利用逆變器將蓄電池6的直流電能變?yōu)榻涣麟娔?，將蓄電?的低電壓變?yōu)楦唠妷?。具體地，逆變器將蓄電池6的直流12V變?yōu)榻涣?20V。
[0049]優(yōu)選地，上述蓄電池6的電壓為12V，蓄電池6的容量為100AH。
[0050]當雨水較多且連續(xù)時，水輪發(fā)電機2所發(fā)的電較穩(wěn)定和連續(xù)，此時，可直接利用水輪發(fā)電機2所發(fā)的電。具體地，上述雨水發(fā)電系統(tǒng)還包括:能夠與水輪發(fā)電機2連的穩(wěn)壓裝置，與穩(wěn)壓裝置相連的變壓裝置。
[0051]需說明的是，穩(wěn)壓裝置和變壓裝置將水輪發(fā)電機2發(fā)出的電進行調(diào)節(jié)，以滿足使用要求。穩(wěn)壓裝置和變壓裝置均為現(xiàn)有技術(shù)，本文對二者的結(jié)構(gòu)不再贅述。當可以直接使用水輪發(fā)電機2發(fā)出的電時，連接穩(wěn)壓裝置與變壓裝置，以及變壓裝置與穩(wěn)壓裝置;其中，用電設(shè)備7與變壓裝置相連。
[0052]上述雨水發(fā)電系統(tǒng)，可以將旱季為數(shù)不多的發(fā)電量用蓄電池6蓄起來，待到需要時使用，如用于應(yīng)急照明；在夏季雨水量足夠多可以發(fā)出可觀的連續(xù)的電量的情況下，可以將發(fā)出來的電通過穩(wěn)壓和變壓之后直接使用，例如使用于小區(qū)地下停車場，路燈照明，風(fēng)扇用電等。
[0053]優(yōu)選地，上述蓄水箱I采用聚乙烯材料制作，這樣，該蓄水箱I具有衛(wèi)生輕便、堅固耐腐蝕、耐震耐撞擊、防紫外線不易老化等優(yōu)點。進一步地，蓄水箱I通過滾塑一次成型，方便了生產(chǎn)和制造。當然，也可選擇蓄水箱I為其他材料，并不局限于此。
[0054]對于蓄水箱I的大小可根據(jù)實際需要進行設(shè)計，例如，蓄水箱I的直徑為2200mm，蓄水箱I的容腔垂直高度為2100mm，蓄水箱I的總高為2550mm，蓄水箱I的蓋徑為600mm，蓄水箱I的接口直徑為50_。當然，也可選擇蓄水箱I的尺寸為其他，并不局限于此。
[0055]優(yōu)選地，上述水輪發(fā)電機2為斜擊式水輪發(fā)電機。具體地，斜擊式水輪發(fā)電機具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、安裝使用方便等特點，最適合于具有微小水力資源的地方使用，且價格相對其他類型水輪機低，所以優(yōu)先選擇水輪發(fā)電機2為斜擊式水輪發(fā)電機。
[0056]對于斜擊式水輪發(fā)電機的型號和性能，可根據(jù)實際需要進行選擇，例如，斜擊式水輪發(fā)電機的功率為3000W，斜擊式水輪發(fā)電機的水頭為15-30m，斜擊式水輪發(fā)電機的流量為
0.025m3/s，斜擊式水輪發(fā)電機的電壓為220V，斜擊式水輪發(fā)電機的頻率為1000R/M，當然也可選擇上述參量為其他值，并不局限于此。
[0057]上述雨水發(fā)電系統(tǒng)中，為了便于安裝，優(yōu)先選擇水輪發(fā)電機2設(shè)置于地面。
[0058]進一步地，上述雨水發(fā)電系統(tǒng)還包括儲水結(jié)構(gòu)5，該儲水結(jié)構(gòu)5用于存儲水輪發(fā)電機2排出的雨水?？梢岳斫獾氖?，儲水結(jié)構(gòu)5與水輪發(fā)電機2的排水口連通。這樣，水輪發(fā)電機2排出的水可再次利用，實現(xiàn)了雨水回收利用。例如一個比較長的周期里雨水量比較小且呈間斷性，儲水結(jié)構(gòu)5存儲了一定量的雨水，該雨水可通過管道排出，用于沖廁、澆灌或者洗路等。
[0059]上述雨水發(fā)電系統(tǒng)，具有雨水發(fā)電和雨水回收利用兩個功能，二者構(gòu)成一個完整的節(jié)能系統(tǒng)。
[0060]上述儲水結(jié)構(gòu)5可為儲水箱，也可為儲水池，為了降低成本，優(yōu)先選擇儲水結(jié)構(gòu)5為儲水池。可以理解的是，儲水池即為在地面挖出的池子。
[0061]雨水中通常帶有異物，為了避免異物影響水輪發(fā)電機2發(fā)電以及堵塞管道，上述雨水發(fā)電系統(tǒng)還包括:用于過濾雨水的過濾裝置，該過濾裝置位于水輪發(fā)電機的上游。具體地，當蓄水箱I設(shè)置在樓頂時，過濾裝置設(shè)置在蓄水箱I內(nèi)或者第二連接管內(nèi)；當蓄水箱I串接在樓房雨水管上時，過濾裝置設(shè)置在第二樓房雨水管的進口端或者第二樓房雨水管的上游。
[0062]對于過濾裝置的具體結(jié)構(gòu)，可根據(jù)實際需要進行設(shè)計，本發(fā)明實施例對此不做限定。
[0063]上述雨水發(fā)電系統(tǒng)中，蓄水箱I的成本在4000元左右，水位控制器的成本為30-80元，斜擊式水輪發(fā)電機的成本在1600元左右，蓄電池6的成本在400元左右，若預(yù)計上述雨水發(fā)電系統(tǒng)的安裝成本在4000元左右，則上述雨水發(fā)電系統(tǒng)的總成本在10000元左右。
[0064]以樓房的屋頂面積為6000m2，樓高為20m，年降水量為1800mm計算。假設(shè)雨水在管道內(nèi)的平均流速為u = 2m/s，雨水管徑d = 120mm，管長L = 20m，取水溫為20°C，斜擊式水輪發(fā)電機的效率為80%，樓頂雨水回收率為95%，上述雨水發(fā)電系統(tǒng)全年的雨水發(fā)電量大概為348KWh。以高峰期電價I元/度，可知I年可節(jié)省用電348元，以水價為1.32元/立方米，若回收利用20%的雨水量即2000立方米，則可節(jié)省水費2640元，那么一年可節(jié)省水電費2988元。那么，上述雨水發(fā)電系統(tǒng)四到五年即可回收成本。假設(shè)該地區(qū)有1000座高樓安裝此系統(tǒng)，則每年可發(fā)電348000度，可節(jié)約自來水2000000m3。
[0065]上述雨水發(fā)電系統(tǒng)，利用建筑本身所附帶的樓房雨水管，是雨水沿管道留下的過程帶動水輪發(fā)電機2發(fā)電，積少成多，化整為零。產(chǎn)生的電能將用于高樓的公共設(shè)施如樓道應(yīng)急照明燈，路燈等;上述雨水發(fā)電系統(tǒng)選用的管道的布置和規(guī)格，與高樓原有的樓房雨水管的設(shè)計比較吻合，尺寸相當，與工程實際結(jié)合比較緊密，在不改變原來建筑物的排水結(jié)構(gòu)上安裝，相對于現(xiàn)有的雨水發(fā)電系統(tǒng)，實際安裝較簡便，投資相對較小。
[0066]對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種雨水發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括: 具有預(yù)設(shè)高度且用于蓄存雨水的蓄水箱(I); 與所述蓄水箱(I)的出口連通的第一樓房雨水管(3); 位于所述蓄水箱(I)下方的水輪發(fā)電機(2); 一端與所述水輪發(fā)電機(2)的進水口連通的第一連接管(4)，所述第一連接管(4)的另一端與所述第一樓房雨水管(3)連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雨水發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄水箱(I)位于樓房的頂部，所述蓄水箱(I)的出口通過第二連接管與所述第一樓房雨水管(3)連通。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雨水發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄水箱(I)內(nèi)的雨水通過第二樓房雨水管引入，所述第二樓房雨水管的進口裸露在樓房的頂部。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雨水發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)于所述蓄水箱(I)內(nèi)的水位控制器。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雨水發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，還包括:與所述水位控制器相連且能夠顯示所述蓄水箱(I)的水位的顯示器，與所述水位控制器相連且用于報警的報警器。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雨水發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述水輪發(fā)電機(2)相連的蓄電池(6)，所述蓄電池(6)用于蓄存所述水輪發(fā)電機(2)所發(fā)出的電。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雨水發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，還包括:能夠與所述水輪發(fā)電機(2)相連的穩(wěn)壓裝置，與所述穩(wěn)壓裝置相連的變壓裝置。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雨水發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄水箱(I)采用聚乙烯材料制作，且所述蓄水箱(I)通過滾塑一次成型。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雨水發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述水輪發(fā)電機(2)為斜擊式水輪發(fā)電機。10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任意一項所述的雨水發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 用于存儲所述水輪發(fā)電機(2)排出的雨水的儲水結(jié)構(gòu)(5)，所述儲水結(jié)構(gòu)(5)與所述水輪發(fā)電機(2)的排水口連通； 用于過濾雨水的過濾裝置，所述過濾裝置位于所述水輪發(fā)電機(2)的上游。
【文檔編號】F03B13/00GK106050535SQ201610632786
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月3日
【發(fā)明人】張亮星, 韋嘉祺, 周智霖, 雷諾, 鐘權(quán)威, 張程, 朱旭陽, 陳景煊, 許王羽
【申請人】廣東工業(yè)大學(xué)