CN101409519A - 一种小功率太阳能风能发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种小功率太阳能风能发电系统，包括风机、太阳能电池板、太阳能风能控制器、蓄电池和光源，太阳能风能控制器分别与风机、太阳能电池板、蓄电池和发电装置连接，其特征在于，在风机、太阳能电池板与太阳能风能控制器之间设有恒流调节装置。本发明的优点是发电效率比普通提高了30－40％，太阳能发电后充电平滑无冲击，蓄电池使用寿命也长。

Description

一种小功率太阳能风能发电系统
技术领域
本发明涉及一种小功率太阳能风能发电系统，属于太阳能风能发电技术领域。
背景技术
国内外小功率太阳能风能发电系统，如图1所示，均由风机、太阳能电池板、太阳能风能控制器、蓄电池和光源组成，太阳能风能控制器分别与风机、太阳能电池板、蓄电池和发电装置连接，太阳能电池板和风机都是系统的发电装置，太阳能风能控制器是用以控制发电的装置，控制着风能，太阳能的切换，控制对系统蓄电池的充电和放电，控制路灯的开启和关闭，同时对系统的运行状态和故障进行指示和报警。由于太阳能、风能是自然的能源，所以在某段发电的时间里，其发电特性如图2所示，剩余发电电流造成对蓄电池过大电流的冲击，而影响系统的使用寿命，甚至造成元件的损坏，原有太阳能路灯及庭院灯，在使用一段时间后，诸如此类情况会不断出现。
发明内容
本发明的目的是提供一种能提高效率的小功率太阳能风能发电系统。
为实现以上目的，本发明的技术方案是提供一种小功率太阳能风能发电系统，包括风机、太阳能电池板、太阳能风能控制器、蓄电池和光源，太阳能风能控制器分别与风机、太阳能电池板、蓄电池和发电装置连接，其特征在于，在风机、太阳能电池板与太阳能风能控制器之间设有恒流调节装置。
所述的恒流调节装置由开关电路、微型计算机、A/D转换电路、PWM控制器(脉宽调制器)组成，开关电路分别与微型计算机和PWM控制器连接，微型计算机通过A/D转换电路与PWM控制器连接。
本发明应用PWM脉宽调节技术办法，在系统中增设恒流调节装置，恒流调节装置可以将太阳能、风能先储存起来，然后由检测到的电池电压，输出一个电压给太阳能风能控制器，实现对蓄电池进行恒流充电的控制，另外减少脉动峰值电流对系统和蓄电池的冲击，充放电平滑性更加好，其发电效率比原来提高了30-40％。
本发明的优点是：
1)发电效率比普通提高了30-40％；
2)太阳能发电后充电平滑无冲击；
3)蓄电池使用寿命也长。
附图说明
图1为一种小功率太阳能风能发电系统结构示意图；
图2为本发明一种小功率太阳能风能发电系统结构示意图；
图3为恒流调节装置结构示意图；
图4为程序流程图；
图5为开关电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例
如图2所示，为本发明一种小功率太阳能风能发电系统结构示意图，所述的一种小功率太阳能风能发电系统由风机、太阳能电池板、太阳能风能控制器、蓄电池、光源和恒流调节装置组成。
太阳能风能控制器分别与风机、太阳能电池板、蓄电池和发电装置连接，在风机、太阳能电池板与太阳能风能控制器之间设有恒流调节装置。
如图3所示，为恒流调节装置结构示意图，所述的恒流调节装置由开关电路、微型计算机、A/D转换电路、PWM控制器(脉宽调制器)组成，开关电路分别与微型计算机和PWM控制器连接，微型计算机通过A/D转换电路与PWM控制器连接。
微型计算机采用intel公司生产的8086微型计算机控制器，微型计算机控制可以实时对系统数据采集，实时控制决策，以及实时控制输出，所以由主控对象蓄电池的两端电压反馈信号，根据太阳能发电板由超级电容输出的电压来调整对蓄电池的充电电流。
Mic控制器：根据给定控制器量和反馈电量计算决策控制系统；
D/A：数字量转换成模拟量；
被控对象：蓄电池两端充电电流；
被控量：蓄电池两端的电压；
A/D：由采集的反馈电压数据变换为模拟电压。
如图4所示，为程序流程图，本发明采用ViscnlC+7.0来编程，ui、uo是系统的输入、输出电压信号，U(k)由ui给出一个原始值，若有uf反馈电压值，则u(k)＝ui(k)-uf(k)，根据u(k)值求出Δu(k)增量，利用分段函数判别系统状态，输出u(k)值，通过D/A，作用于被控对象蓄电池两端。
微型计算机对C1电压和充电蓄电池的电压进行采样，并通过A/D转换数字量，然后CPU对采样值与给定值加次比较，判断误差的情况和大小，通过计算再通过定时间，产生相应PWM波对电源主电路输出量进行调节，从而有效控制充电电流，同时调节储能电容的运行，可以使发电达到最佳效率。
PWM控制器(脉宽调制器)采用intel公司的产品。
控制发出的电能对哪个电容的充电并且不断地储能，同时微型计算机检测到某个电容充电电压达到饱和值后，微型计算机发出一个允许放电信号，开关电路控制输出给PWM控制器进行对蓄电池充电，如此反复以上过程，当蓄电池充电，随之电压不断升高后，由A/D转换输入给微型计算机，微型计算机给出一个较高电压信号，使PWM输出电压也相应增高，实现了对蓄电池进行恒流充电。
如图5所示，为开关电路原理图，所述的开关电路由第1至第6放大器IC1-IC6、第1至第3三极管T1-T3、第一至第三电容C1-C3组成，第1至第3放大器IC1-IC3的2脚和第4至第6放大器IC4-IC6的3脚分别与微型计算机连接，第1至第3放大器IC1-IC3的1脚串联后与PWM控制器连接，第1至第3放大器IC1-IC3的3脚分别与第1至第3三极管T1-T3的集电极连接，第1至第3三极管T1-T3的发射极和第4至第6放大器IC4-IC6的2脚串联，第1至第3三极管T1-T3的基极分别与第4至第6放大器IC4-IC6的1脚及第一至第三电容C1-C3连接，第一至第三电容C1-C3串联。
开关电路是本发明的要点，由微型计算机控制信号决定，根据检测到电压信号控制第4至第6放大器IC4-IC6分别对第一至第三电容C1-C3的充电，再由检测到电容两端的电压值，由微型计算机判别，并发出第1至第3放大器IC1-IC3某一单元允许放电信号。将电容器内的电能由PWM输入回路，再通过PWM输出不同的电压，使蓄电池恒流充电。

Claims (3)

1.一种小功率太阳能风能发电系统，包括风机、太阳能电池板、太阳能风能控制器、蓄电池和光源，太阳能风能控制器分别与风机、太阳能电池板、蓄电池和发电装置连接，其特征在于，在风机、太阳能电池板与太阳能风能控制器之间设有恒流调节装置。
2.根据权利要求1所述的一种小功率太阳能风能发电系统，其特征在于，所述的恒流调节装置由开关电路、微型计算机、A/D转换电路、PWM控制器组成，开关电路分别与微型计算机和PWM控制器连接，微型计算机通过A/D转换电路与PWM控制器连接。
3.根据权利要求1所述的一种小功率太阳能风能发电系统，其特征在于，所述的开关电路由第1至第6放大器(IC1)-(IC6)、第1至第3三极管(T1)-(T3)、第一至第三电容(C1)-(C3)组成，第1至第3放大器(IC1)-(IC3)的2脚和第4至第6放大器(IC4)-(IC6)的3脚分别与微型计算机连接，第1至第3放大器(IC1)-(IC3)的1脚串联后与PWM控制器连接，第1至第3放大器(IC1)-(IC3)的3脚分别与第1至第3三极管(T1)-(T3)的集电极连接，第1至第3三极管(T1)-(T3)的发射极和第4至第6放大器(IC4)-(IC6)的2脚串联，第1至第3三极管(T1)-(T3)的基极分别与第4至第6放大器(IC4)-(IC6)的1脚及第一至第三电容(C1)-(C3)连接，第一至第三电容(C1)-(C3)串联。
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PB01 Publication
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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