一种新能源显示屏的制作方法

1.本发明涉及一种新能源显示屏，尤其涉及一种利用风能和太阳能进行供电的广告或告示屏。


背景技术：

2.随着我国经济的迅速发展，交通工具作为一种社会公众服务，也迅猛崛起。然而近年，交通事故频繁发生，特别是在高速公路上。经分析其中原因，主要是高速路潜在许多安全隐患，驾驶员未能提前预知路面结冰、交通拥挤、路面潮湿、路面有大雾等因素而导致交通事故；高速显示屏的作用就是用来提醒驾驶员前方的道路情况。
3.风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风力发电机技术，大约是每秒三公尺的微风速度(微风的程度)，便可以开始发电。风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。
4.风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行；我国也在西部地区大力提倡。小型风力发电系统效率很高，但它不是只由一个发电机头组成的，而是一个有一定科技含量的小系统：风力发电机、充电器、数字逆变器。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。风力发电系统包括风力发电机、整流器、控制电路、蓄电池、逆变器以及负载，风力发电系统的结构以及工作原理属于公知的技术，在此不再过多的介绍。
5.太阳能作为清洁能源，在国内国外已经广泛应用。其原理主要是利用光伏电池板的光电效应，将太阳能转换为电能，从而供给负载工作电力。太阳能发电在人们生活中的各个领域都已经普遍存在，例如，现在在人迹稀少的地方，利用太阳能进行发电非常实用，因为人员稀少的地方，通过架电线进行输电的方式，浪费人力物力，而使用太阳能进行发电，能够逐个地点进行供应，无需架设电线等电力设施，从而能够节省电力设施。
6.中国是一个幅员辽阔的国家，在国家的规划中有许许多多的高速公路建设，而且国家跨度广，城市与城市之间通过高速公路进行连接，而城市之间的地带通常是人烟稀少的地带；因此，在高速公路上利用光伏电池板和风能进行发电是一个不错的地方。而在高速公路上，为了提示路况或者做广告，会架设用于显示信息的显示屏，这些显示屏比较分散，如果集中供电比较困难，且很不经济。因此，高速公路上的信息显示屏的供电问题有待解决。由于高速公路上车辆行驶速度通常比较快，能够产生风力，由此形成的风能不可忽视，且高速公路通常处于空旷地带，安装光伏电池板进行太阳能发电也是完全可行的，而这两种能源均属于清洁能源，对环境没有污染，符合国家提倡的新能源政策，因此有必要提供一种为显示屏进行新能源供电的方案。
7.另外，高速公路上的车流量随时间是变化的，一年中不同月份，车流量不同，同一天中，不同时间段，车流量也不同，白天高峰期车流量大，而其它时间段车流量就小。车流量不同，产生的风能也不同，进而生成的电量也是不同的；同样，太阳光照一年四季也是不断变化的，夏天的光照强，温度高，产生的太阳能就多，而冬天光照弱，温度第，产生的太阳能
就少；晴天产生的太阳能多，阴天或雨天产生的太阳能就少，因此，如何适应车流量或太阳光的变化情况，进行分情况对产生的风电或光生电进行存储，也是一个需要解决的技术问题。


技术实现要素：

8.本发明提供一种对高速公路显示屏，该显示屏利用新能源进行供电，通过安装在高速公路中间绿化带的风力发电装置以及太阳能发电装置为沿途的显示屏提供工作所需的电力；且本发明能够适应不同车流量和不同的光照条件下对产生的风电或光生电进行存储，从而起到提高资源的利用率，节省成本。
9.本发明采用以下技术方案：
10.一种新能源显示屏，可用于高速公路上，利用风能和太阳能转换得到的电能进行显示；所述新能源显示屏包括：风力供电系统、光伏供电系统以及显示屏；所述风力供电系统包括风力发电装置以及第一电流处理电路；所述光伏供电系统包括太阳能电池板以及第二电流处理电路；所述风力发电装置包括壳体(5)、内部转轴(2)、外部转轴(4)以及扇叶(1)；所述壳体(5)为圆筒状，所述内部转轴(2)可转动地固定在壳体(5)的中心轴处；所述外部转轴(4)可转动的套接在内部转轴(2)的外表面；所述外部转轴(4)与内部转轴(2)能够一起转动；所述内部转轴(2)与发电机的转子固定连接；所述外部转轴的外表面上安装有多个扇叶(1)，所述扇叶(1)为弧形的叶片；所述壳体(5)的外壁上开设有多个通槽，所述通槽沿所述壳体(5)的外壁竖直方向延伸，所述通槽用于进风，经通槽进入壳体(5)内的风推动扇叶(1)转动，扇叶(1)的转动带动外部转轴(4)转动，进而带动内部转轴(2)转动；其特征在于：
11.所述第一电流处理电路包括：整流器、滤波器、电压检测电路、第一蓄电池、第二蓄电池、输出控制电路以及控制电路；所述风力发电装置的输出端与整流器的输入端连接；
12.所述整流器用于将风力发电装置产生的交流电变为方向不变，大小在变的单向脉冲电，其输出端与滤波器的输入端连接；
13.所述滤波器用于对整流器输出的电脉冲进行滤波，其输出端经节点(n)与电压检测电路的输入端连接；
14.所述电压检测电路用于检测第一蓄电池的充电电压，当检测到第一蓄电池的充电电压超过预设电压时，停止对第一蓄电池进行充电，同时产生信号使得所述控制电路产生控制信号用于开启第二蓄电池的进行充电；所述电压检测电路的输出端与第一蓄电池的一端连接，同时所述电压检测电路的输出端连接控制电路；
15.所述控制电路用于产生控制第二蓄电池和输出控制电路的控制信号，从而控制第二蓄电池和输出控制电路的工作状态；
16.所述第一蓄电池为主要蓄电池，用于对风力发电装置产生的电荷进行存储；所述第二蓄电池为补充蓄电池，用于在第一蓄电池充满后，继续对风力发电装置产生的电荷进行存储；
17.所述输出控制电路用于控制第一蓄电池和第二蓄电池的输出，用于对显示屏进行供电。
18.优选地，所述控制电路电连接输出控制电路和第二蓄电池，用于通过输出第一控
制信号和第二控制信号分别控制输出控制电路和第二蓄电池的工作。
19.优选地，所述第二蓄电池的一端电连接节点(n)，所述输出控制电路的一端也电连接节点(n)。
20.优选地，所述风力发电装置的输出端电连接整流器的输入端，所述整流器的输出端经滤波器后连接节点(n)；
21.所述第一蓄电池的第一极连接电压检测电路的输出端，电压检测电路的输入端连接节点(n)，第一蓄电池的第二极连接第一电压(v1)；
22.所述第二蓄电池的第二极连接第二电压(v2)，第二蓄电池的第一极连接第二开关晶体管(m2)的第二极，第二开关晶体管(m2)的第一极连接节点(n)；
23.所述输出控制电路包括第一开关晶体管(m1)，所述第一开关晶体管(m1)的第一极连接节点(n)，其第二极连接负载；
24.所述第一开关晶体管(m1)的控制极连接第一控制信号端，所述第二开关晶体管(m2)的控制极连接第二控制信号端；
25.所述控制电路与电压检测电路、第一控制信号端以及第二控制信号端连接，用于产生第一控制信号和第二控制信号，所述第一控制信号用于控制第一开关晶体管(m1)，所述第二控制信号用于控制第二开关晶体管(m2)。
26.优选地，所述第二蓄电池为多个蓄电池并联组成的蓄电池组。
27.优选地，所述第二蓄电池包括第一子蓄电池(c21)，第二子蓄电池(c22)，第三子蓄电池(c23)，第一子蓄电池(c21)的正极连接第一级开关晶体管(m21)的第二极，第二子蓄电池(c22)的正极连接第二级开关晶体管(m22)的第二极，第三子蓄电池(c23)的正极连接第三级开关晶体管(m23)的第二极。
28.第一子蓄电池(c21)，第二子蓄电池(c22)以及第三子蓄电池(c23)的负极均连接第二电压端。
29.第一级开关晶体管(m21)的第二极连接第二级开关晶体管(m22)的第一极，第二级开关晶体管(m22)的第二极连接第三级开关晶体管(m23)的第一极，从而第一级开关晶体管(m21)、第二级开关晶体管(m22)以及第三级开关晶体管(m23)首尾相连。
30.第一级开关晶体管(m21)、第二级开关晶体管(m22)以及第三级开关晶体管(m23)的控制极分别连接第一子控制信号(g21)，第二子控制信号(g22)以及第三子控制信号(g23)。
31.优选地，所述第一子控制信号g21，第二子控制信号g22以及第三子控制信号g23相同或者不同。
32.优选地，所述光伏供电系统包括：包括太阳能电池板，第三蓄电池、第四蓄电池、第二输出控制电路、第二电压检测电路以及第二控制电路；所述太阳能电池板的输出端连接到第二节点并与第二电压检测电路连接，第二电压检测电路的输出端连接第三蓄电池的第一极以及第二控制电路；第四蓄电池与第二节点以及第二控制电路连接；第二输出控制电路与第二节点以及第二控制电路连接。
33.优选地，所述第二电压检测电路用于检测第三蓄电池的充电电压，当第三蓄电池充电电压超过预设电压时，停止对第三蓄电池进行充电，同时产生信号使得第二控制电路产生控制信号用于开启第四蓄电池的进行充电。
34.本发明相对于现有技术，做出了以下技术贡献，获得以下技术效果，属于本发明的创新之处：
35.1、根据风力和太阳能的变化情况，采用主副蓄电池的结合方式，在风力和/或太阳能生电不够的情况下，仅使用一个主蓄电池进行充电，在风力和/或太阳能生电过多的情况下，在主蓄电池充满的情况下，自动开启副蓄电池进行补充充电，如此能够避免现有技术中对一个大容量蓄电池反复充电，容易造成大容量蓄电池的寿命缩减，更换新的大容量蓄电池而造成的费用损失；
36.2、使用电压检测电路，用于对主蓄电池的充电电压进行实时检测，当检测到主蓄电池的充电电压超过预设电压时，即检测到主蓄电池充满后，自动控制副蓄电池开启，从而将多余的电荷存储到副蓄电池中，上述电压检测电路能够实时检测主蓄电池的充电电压，并同时在充满的情况下发出信号到控制电路，由控制电路控制副蓄电池的开启。上述电压检测电路、主蓄电池(第一蓄电池)、控制电路以及副蓄电池(第二蓄电池)为一个整体，相互作用，不可分割。
37.3、副蓄电池采用多级子蓄电池串联或并联的方式，通过相同或不同的控制信号，实现多级子蓄电池的同时充电或分级充电，这样能够适合不同的发电量的情况下的补充充电，更能够适应不同发电量的情况，节约使用副蓄电池。
附图说明
38.图1为高速公路风力发电装置发电部分的立体图；
39.图2为高速公路风力发电装置外部转轴及扇叶的示意图；
40.图3为高速公路风力发电装置放置的示意图；
41.图4为高速公路风力供电系统的示意图；
42.图5为电流处理电路的部分结构图；
43.图6为电压检测电路的电路图；
44.图7为第二蓄电池的实施例之一；
45.图8为高速公路光伏供电系统的示意图。
46.1扇叶，2内部转轴，3腔体，4外部转轴，5壳体，51通槽，6绿化带，7风力发电装置，8显示屏，9第一电流处理电路。
具体实施方式
47.如图1-2所示，其为本发明风力发电装置7包括多个扇叶1，外部转轴4，内部转轴2，壳体5。壳体5为圆筒状的金属筒，壳体的中心轴线处安装有转轴，所述转轴包括内部转轴2和外部转轴4，所述外部转轴4套接在内部转轴2的外面，通过外部转轴4的转动带动内部转轴2旋转，所述内部转轴与大电机的转子的转轴固定连接，通过内部转轴2的转动从而带动发电机的转子转动，从而由发电机产生电流。所述外部转轴4上安装有多个扇叶，所述扇叶1为竖直方向的弧形叶片，风作用在扇叶1上，从而带动扇叶1运动，扇叶1的运动带动外部转轴转动。所述外部转轴4与壳体外壁之间形成腔体3，所述扇叶置于所述腔体3中。在所述腔体3的外壁上开设有多个竖直方向的通槽，所述通槽适于汽车在高速公路上行驶经过该发电装置时产生的风进入，从而带动扇叶4的运动。
48.如图3所示，所述风力发电装置7安装在高速公路的中间绿化带中，或者高速公路的两旁。在高速公路的中间绿化带或道路两旁安装有警示屏8。所述风力发电装置7位于所述警示屏8前后一公里的范围内，将多个风力发电装置7所产生的电力输送给显示屏8，从而为显示屏8的显示提供工作电力。
49.所述风力发电装置7的壳体5固定安装在地面上，汽车经过时产生的风力带动扇叶转动。而为了提高汽车经过时产生的风速，确保扇叶能够转动起来，可以在所述壳体5的外壁上安装导风装置。导风装置的具体结构可以参考本人之前的申请，在此不再详述。
50.接下来介绍如果将风力发电装置产生的电流进行处理后提供给显示屏。如图4所示，本发明的风力供电系统包括电流处理电路9，该电流处理电路9用于将风力发电装置产生的电流进行处理后提供给显示屏，从而给显示屏提供稳定的工作电流。所述电路处理电路9包括整流器，滤波器，电压检测电路，第一蓄电池，第二蓄电池、控制电路以及输出控制电路。所述整流器用于将风力发电装置产生的交流电变为方向不变，大小在变的单向脉冲电，经滤波器后，给蓄电池进行充电。蓄电池包括第一蓄电池和第二蓄电池，第一蓄电池作为主蓄电池，第二蓄电池作为辅助蓄电池。电流首先给第一蓄电池进行充电，如果第一蓄电池充满后，再给第二蓄电池进行充电，其中第二蓄电池可以是单个的蓄电池，也可以是多个并联或串联的蓄电池组成的蓄电池组。由于高速公路上每个时间段的车流量不同，例如，在非高峰时段，车流量少，风力发电装置产生的电流少，因此，第一蓄电池足以存储所产生的电量；而在高峰时期，产生的电流大，很容易将第一蓄电池充满，此时需要开启第二蓄电池进行充电。且使用一个大容量蓄电池和使用相同容量的由第一和第二蓄电池组成的电池组，其经济效果是不一样的。如果仅使用一个大容量蓄电池，该蓄电池一直处于工作状态，则该蓄电池的使用寿命就会大大缩短，而采用第一蓄电池和第二蓄电池组成的电池组，使得第二蓄电池在需要时才开启充电，因此，第二蓄电池的使用寿命延长，只需要更换一个小容量的第一蓄电池即可，显然比起更换一个大容量的蓄电池更经济，此为本发明的创新点之一。所述输出控制电路用于将第一和第二蓄电池中的电流输出，从而为显示屏供电。电压检测电路用于检测第一蓄电池的充电电压，如果所述电压检测电路检测到第一蓄电池在充电过程中的电压没有达到预定的充电电压，则所述电压检测电路继续处于导通状态，使得由风力发电装置产生的电流继续对第一蓄电池进行充电。如果所述电压检测电路检测到第一蓄电池在充电过程中的电压达到预定的充电电压，即所述第一蓄电池已经充满，此时所述电压检测电路截止输出，不再对第一蓄电池进行充电。由于电压检测电路截止输出，从而使得控制电路产生控制信号，控制对应的开关晶体管导通，从而使得由风力发电装置产生的电流对第二蓄电池进行充电。
51.如图5所示，经滤波电路滤波后的电流输入至节点n，然后经电压检测电路后输入第一蓄电池c1的第一极，第一蓄电池的第二极连接电压v1；第二蓄电池的第二极连接电压v2，其第一极连接第二开关晶体管m2的第二极，第二开关晶体管m2的第一极连接节点n。输出控制电路包括第一开关晶体管m1，所述第一开关晶体管m1的第一极连接节点n，其第二极连接负载。第二开关晶体管m2的控制极接入第二控制信号g2，当检测到第一蓄电池充满后，控制电路产生第二控制信号g2，从而开启第二开关晶体管m2，使得第二蓄电池电连接节点n，从而对第二蓄电池进行充电。当预设的充电时间结束后，控制电路产生第一控制信号g1，从而开启第一开关晶体管m1，使得第一蓄电池和第二蓄电池对外输出电流。
52.上述电压检测电路如图6所示，其包括第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4，第，五电阻r5、第一变压器t1、第二变压器t2、第一二极管d1、第二二极管d2以及第三开关晶体管m3。其中，第一电阻r1与第二电阻r2的阻值相等，而其它电阻的阻值可以根据实际情况进行设置，在此不再详细说明。第一电阻r1和第二电阻r2串联后接入电路(电源正负极之间)，第三电阻r3与第一变压器t1串联后接入电路。第一电阻r1的第一段连接电源正极，第二端连接第一变压器t1的第二端。第一变压器t1的第一端连接第三电阻的第二端；第一变压器t1的第一端同时连接第一二极管d1的正极。第一二极管d1的负极连接第二变压器t2的第二端，第二变压器t2的第一端连接第五电阻r5的第二端，第五电阻的第一端连接第三开关晶体管m3的控制极。第五电阻r5的第一端同时连接第四电阻r4的第二端，第四电阻r4的第一端连接第三开关晶体管m3的第一极，第三开关晶体管m3的第二极连接第二二极管d2的正极，第二二极管d2的负极连接第一蓄电池的输入端，第二二极管d2的负极同时连接到控制器。
53.以上是电压检测电路的结构介绍，下面说明电压检测电路的工作原理。当风力发电装置产生的电流对第一蓄电池进行充电时，其通过第三开关晶体管m3以及第二二极管d2对第一蓄电池进行充电，如果第一蓄电池的充电电压未达到预定的工作电压(例如36v)，此时第三开关晶体管m3始终保持导通状态。如果第一蓄电池的电压达到预定的工作电压后，此时第一电阻r1与第二电阻r2的中间点的电压大于预定工作电压的一半，从而第一变压器t1导通，而第二变压器关闭，进而使得第三开关晶体管m3截止，从而停止对第一蓄电池的充电。由于电压检测电路的输出为零，此时的控制器就会产生第二控制信号g2(例如是低电平信号)，所述第二控制信号g2控制第二开关晶体管m2导通，继而开始对第二蓄电池进行充电。
54.上述第二蓄电池可以是单个的蓄电池，也可以是多个串联或并联的蓄电池。下面以并联的蓄电池组成的第二蓄电池进行说明。如图7所示，第二蓄电池包括三级子蓄电池：第一子蓄电池c21，第二子蓄电池c22，第三子蓄电池c23，第一子蓄电池c21的正极连接第一级开关晶体管m21的第二极，第二子蓄电池c22的正极连接第二级开关晶体管m22的第二极，第三子蓄电池c23的正极连接第三级开关晶体管m23的第二极。第一子蓄电池c21，第二子蓄电池c22以及第三子蓄电池c23的负极均连接第二电压端。第一级开关晶体管m21的第二极连接第二级开关晶体管m22的第一极，第二级开关晶体管m22的第二极连接第三级开关晶体管m23的第一极，从而第一级开关晶体管m21、第二级开关晶体管m22以及第三级开关晶体管m23首尾相连。第一级开关晶体管m21、第二级开关晶体管m22以及第三级开关晶体管m23的控制极分别连接第一子控制信号g21，第二子控制信号g22以及第三子控制信号g23。第一子控制信号g21，第二子控制信号g22以及第三子控制信号g23可以相同，也可以不同。在相同的情况下，为同一个控制信号，此时的第一级开关晶体管m21、第二级开关晶体管m22以及第三级开关晶体管m23同时开启或截止，从而同时对第一子蓄电池c21，第二子蓄电池c22，第三子蓄电池c23进行充电。在为不同的控制信号的情况下，此时的第一级开关晶体管m21、第二级开关晶体管m22以及第三级开关晶体管m23不是同时开启，则可以根据实际需要，对第一级开关晶体管m21、第二级开关晶体管m22以及第三级开关晶体管m23的开闭进行控制，从而根据实际情况选择需要使用的子蓄电池的数量。例如，在持续的大流量的车流时段，可以选择将三个子蓄电池都开启进行使用；而在中等流量的情况下，可以选择只开启其中的一
个或两个子蓄电池进行充电。
55.以上是对风力发电的情况进行介绍。下面对光伏发电进行介绍。如图8所示，光伏供电系统包括太阳能电池板，第三蓄电池、第四蓄电池、第二输出控制电路、第二电压检测电路以及第二控制电路。由此可见，光伏发电系统与上述的风力发电系统相比，结构更为简单，省去了整流器和滤波器，这是由太阳能发电的特点决定的。太阳光照射到太阳能电池板上由光生电，从而产生电流(此处的电流经过处理，具体的处理电路属于光伏发电领域的公知常识，在此不再介绍，本技术重点介绍生成电流后如何进行存储)，产生的电流经第二电压检测电路输入第三蓄电池，从而对产生的电荷进行存储。第三蓄电池为主要蓄电池，第四蓄电池为辅助电池，由于太阳光照在不同季节、不同月份以及同一天中的不同时间段，其照射强度是不同的。由于不同的照射强度，对第三蓄电池的充电情况是不同的，夏秋季节，阳光充足且温度高，产生的光生电荷量较大，容易将第三蓄电池充满，因此，可以选择使用第四蓄电池用于存储剩余的光生电荷，而在冬春季节，阳光不太充足且气温低，产生的光生电荷量较小，因此对第三蓄电池充电不够，或者说用第三蓄电池存储电荷足够了。因此，使用第三蓄电池和第四蓄电池的结构，可以适应不同季节或不同时间段对光生电荷的存储，比起使用单一的蓄电池进行存储，更能适合环境变化，且能够做到更加经济环保，原因与前述风力供电系统中使用第一蓄电池和第二蓄电池的原因相同，在此不再详细说明。上述第三、第四蓄电池的结构，以及第二电压检测电路、第二控制电路的结构与前述风力供电系统中的第一蓄电池、第二蓄电池、电压检测电路、控制电路、输出控制电路的结构以及连接关系是相同的，在此不再重复介绍。