CN101414757A - 多源光电一体化供电储能节能的方法和装置 - Google Patents

多源光电一体化供电储能节能的方法和装置 Download PDF

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Abstract

一种多源光电一体化供电储能节能的方法和装置,在本发明的装置系统中,至少设置一风电储能单元和一光电储能单元,也可以增加设置电路冗余储能单元,在多个点同时进行能源回收。本发明通过智能控制的方法,解决了多点对一点同时储能充电供电时,互补自然界能源时间差而满足系统工作要求。本发明在用电能发光的同时并将光能回收储存;存满的蓄电池可以直接点亮多个路灯。另外,蓄电池中的电能还可以经直流/交流转化,驱动风扇、电脑、电视等家用电器,实现了充分利用自然界能源,通过系统优化处理与市电相结合节约能源的目的。本发明采用多种技术综合处理光、风、电能源并优化利用,节能率达89.2%。

Description

多源光电一体化供电储能节能的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种路灯及太阳能光电转换及风力发电技术,用电高效节能技术,光能回收技术,特别涉及智能控制路灯及太阳能光电转换及风力发电,风能、光能量转换为电能储存,光能再回收储存,并加以再利用的装置。
背景技术
现有技术中,已经有风力发电技术、太阳能光电转换技术、用电低节能技术,原始高耗能路灯技术,LED灯技术,但都是使用的单种技术,用能效率低,没有真正的满足技术与产品市场的要求,而且这些产品不能运用在大容量的无电区以及人群家用电器之中用电,达不到低耗能高效率,若将以上各种技术同时综合应用,增加多种有利技术,消除技术缺馅,其中有许多技术难题尚有待解决。
另外,目前人们的日常生活中,照明灯及家用电器将大量的电力浪费在无用的发热、发光上,以及浪费在材质低劣和技术落后上。在能源日见紧张的当代,如何利用新能源和用电回收无效能源,使这一部分电能得以利用,是一个很有必要的技术课题。
如原始照明路灯电能转化效率40%,COSφ0.46。
电子节能灯用能效率65%、COSφ0.65-0.96。
日光灯用能效率48%,COSφ0.5-0.52。
小型电动机10W-3KW用电效46%,COSφ0.38-0.54。
3.5KW-7.5KW,电动机用电效率48%-55%,COSφ0.46-0.56,
7.5KW以上电动机用电效率58%-70%,COSφ0.58-0.69。
照明至电器设备平均用电效率约58%-62%,全面用电总浪费40%,减去电器正常自耗6%,真正浪费平均为34%,这些不良的浪费因素主要问题出于技术落后,材质低劣,商家追求个人利益所致。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷和不利因素,本发明提出一种多源光电一体化供电储能节能的方法和装置,解决综合技术各个单元之间冲突的问题,将各个单元的能源利用提高,把多余的无效电能大部回收,再加利用。
为了解决上述目的,本发明通过采用以下技术方案来实现:
实施一种多源光电一体化供电储能节能的方法,所述方法包括:
A.首先设置风电储能单元、光电储能单元、智能控制单元和路灯单元;
B.然后设置一风电自动增益控制检测单元连接风电储能单元,输入风电储能单元的电能,并检测输出电能的电压的高低,风电自动增益控制检测单元的输出连接蓄电池,然后将风电检测单元的监控制端通过风电控制线组与智能控制单元连接;
C.同时再设置一光电自动增益控制检测单元连接光电储能单元,输入光电储能单元的电能,并检测输出电能的电压的高低,光电检测单元的输出连接蓄电池,然后将光电检测降单元的控制端通过光电控制线组与智能控制单元连接;
D.再将智能控制单元的一输入端口通过电压传感器与市电连接,感知市电电压的输入来电状况;
E.再设置一路灯控制单元,路灯控制单元的控制端通过路灯控制线组与智能控制单元连接,路灯控制单元包括路灯蓄电池输入端和路灯市电输入端和节能电路无效电能回收;这两个端口分别向路灯单元供电;
F.接下来将路灯蓄电池输入端与光电自动增益控制检测单元的输出端和风电自动增益控制检测单元的输出端以及蓄电池连接在一起;
G.在白天时,路灯单元不工作,智能控制单元通过路灯控制线组控制路灯控制单元关断与蓄电池的连接,和关断与市电的连接;
此时,
G-a1)、风电自动增益控制检测单元检测风电储能单元的输出电压,当输出电压高于Vfmx(风电门限电压),则风电储能单元的输出电压直接输出至蓄电池充电;
G-a2)、当风电储能单元的输出电压低于Vfmx,风电储能单元的输出电压改接至一风能DC/DC变换器,然后由风能DC/DC变换器的输出接至蓄电池充电;
G-a3)、当风电储能单元的输出电压为零,则风电自动增益控制检测单元断开与蓄电池的连接;
同时,
G-b1)、此时光电自动增益控制检测单元检测光电储能单元的输出电压,当输出电压高于Vgmx(光电门限电压),则光电储能单元的输出电压直接输出至蓄电池储能;
G-b2)、当光电储能单元的输出电压低于Vgmx,光电储能单元的输出电压改接至一光能DC/DC变换器,然后由光能DC/DC变换器的输出接至蓄电池充电;
G-b3)、当光电储能单元的输出电压为零,则光电自动增益控制检测单元断开与蓄电池的连接。
H.在夜里时,智能控制单元检测交流点输出有无负载电流输出,
当有负载电流输出,且输出电流大于1out(负载定限电流),则智能控制单元通过路灯控制线组控制路灯控制单元关断与蓄电池的连接,和接通与市电的连接,路灯单元点亮工作;
当没有电流输出或输出电流小于Iout,则智能控制单元通过路灯控制线组控制路灯控制单元关断与市电的连接,和接通与蓄电池的连接,路灯单元点亮工作;
同时,
H-a1)、风电自动增益控制检测单元检测风电储能单元的输出电压,当输出电压高于Vfmx,则风电储能单元的输出电压直接输出至蓄电池充电;
H-a2)、当风电储能单元的输出电压低于Vfmx,风电储能单元的输出电压改接至风能DC/DC变换器,然后由风能DC/DC变换器的输出接至蓄电池充电;
H-a3)、当风电储能单元的输出电压为零,则风电自动增益控制检测单元断开与蓄电池的连接;
同时,
H-b1)、此时光电自动增益控制检测单元检测光电储能单元的输出电压,当输出电压高于Vgmx,则光电储能单元的输出电压直接输出至蓄电池储能;
H-b2)、当光电储能单元的输出电压低于Vgmx,光电储能单元的输出电压改接至一光能DC/DC变换器,然后由光能DC/DC变换器的输出接至蓄电池储能;
H-b3)、当光电储能单元的输出电压为零,则光电检测单元断开与蓄电池的连接。
上述方法中:
在步骤A中增设一电路冗余储能单元,所述电路冗余储能单元的输出端连接电路冗余控制单元,所述电路冗余控制单元的输出连接蓄电池,所述电路冗余控制单元的控制端通过冗余控制线组连接智能控制单元;
所述电路冗余控制单元在路灯单元点亮工作时,且是在市电供电时,由智能控制单元通过路灯控制线组控制,将冗余电能通过冗余DC/DC变换器的输出接至蓄电池充电。
上述方法中:
在步骤G中,当所述风电自动增益控制检测单元和光电自动增益控制检测单元的输出端同时向蓄电池充电,智能控制单元将开通电压高的一个单元保持与蓄电池的接通,关断电压低的一个单元的连接;
被关断的一个自动增益控制检测单元,将输出电能暂存在自己的暂存容器中;
直到智能控制单元检测到原来输出电压高的自动增益控制检测单元的输出电压已经低于另一个未被接通的自动增益控制检测单元的输出电压,此时智能控制单元将两单元的接通关断调换,被关断的自动增益控制检测单元,将输出电能暂存在自己的暂存容器中。
上述方法中:
所述风电自动增益控制检测单元和光电自动增益控制检测单元和电路冗余控制单元的输出端同时向蓄电池充电,智能控制单元将开通电压高的一个单元保持与蓄电池的接通,关断电压低的两个单元的连接;
被关断的两个单元,将输出电能暂存在自己的暂存容器中;
直到智能控制单元检测到原来输出电压高的单元的输出电压已经低于另一个原来未被接通的单元的输出电压,此时智能控制单元将新的电压高的单元接通蓄电池,关断其余两个单元,这两个单元将输出电能暂存在自己的暂存容器中。
上述方法中:
优选的,将所述光电储能单元安装于一追光器上,所述追光器连接智能控制单元,智能控制单元还连接追光传感器,白天时,智能控制单元控制光电储能单元对准日光,夜里智能控制单元控制光电储能单元对准路灯单元。
根据上述方法设计制造一种多源光电一体化供电储能节能的装置,所述装置包括:
一风电储能单元,
一光电储能单元,
一智能控制单元,
一蓄电池,
一路灯单元,
DC/AC电能转化器,
交流电输出110V/220V/380V的端子等等。
一风电自动增益控制检测单元的输入连接风电储能单元的输出,所述风电自动增益控制检测单元包括检测风电储能单元输出电压高低的检测器,风电自动增益控制检测单元的输出连接蓄电池,风电自动增益控制检测单元的控制端通过风电控制线组与智能控制单元连接;
一光电自动增益控制检测单元的输入连接光电储能单元的输出,所述光电自动增益控制检测单元包括检测光电储能单元输出电压高低的检测器,光电自动增益控制检测单元的输出连接蓄电池,光电自动增益控制检测单元的控制端通过光电控制线组与智能控制单元连接;
智能控制单元的一输入端口通过电压传感器与市电连接,检测市电电压;
一路灯控制单元,路灯控制单元的控制端通过路灯控制线组与智能控制单元连接,路灯控制单元包括路灯蓄电池输入端和路灯市电输入端;这两个端口连接分别向路灯单元供电的蓄电池和市电;
所述风电自动增益控制检测单元包括风能DC/DC变换器,风能DC/DC变换器的输出接至蓄电池;
所述光电自动增益控制检测单元包括光能DC/DC变换器,光能DC/DC变换器的输出接至蓄电池。
所述装置还包括:
一电路冗余储能单元,所述电路冗余储能单元的输出端连接电路冗余控制单元;
所述电路冗余控制单元的输出连接蓄电池,所述电路冗余控制单元的控制端通过冗余控制线组连接智能控制单元;
所述电路冗余控制单元包括冗余DC/DC变换器,冗余DC/DC变换器的输出接至蓄电池。
风电自动增益控制检测单元包括风电能暂存容器,光电自动增益控制检测单元包括光电能暂存容器,电路冗余控制单元包括冗余电能暂存容器;
风电能暂存容器连接在风电自动增益控制检测单元的电能输入端;
光电能暂存容器连接在光电自动增益控制检测单元的电能输入端;
冗余电能暂存容器连接在电路冗余控制单元的电能输入端。
所述风电能暂存容器、光电能暂存容器、冗余电能暂存容器是超级电容组或蓄电池或二者组合。
所述光电储能单元可以安装于一追光器上,所述追光器连接智能控制单元,智能控制单元还连接追光传感器,追光器安装高度低于路灯单元。
本发明适于用于无市电的地区用电,也适用于有市电的地区用电节能。
适用范围:城市、农村、居民、路灯、商业、机关、学校、中小家用电器。
本发明的技术把光与风与电进行互补运用,填补光风电之间的时差,把三种能源所发出的能量运用在最佳时期,实现供能、储能、用能、节能的目的。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:在一个系统中,至少设置一风电储能单元和一光电储能单元,也可以设置电路冗余储能单元,本发明在多个点同时进行能源回收,解决了多点对一点同时充电的互相影响问题。
本发明将回收的能量储存于蓄电池中,在蓄电池充满时,可以点亮7个夜晚的路灯。在回收过程中,蓄电池的电能还可以经直流/交流变换,驱动风扇、电脑、电视等家用电器,达到了节约能源的目的,少用市电达约90%。
附图说明
图1是本发明一种多源光电一体化供电储能节能的方法和装置的原理方框示意图;
图2是本发明一种多源光电一体化供电储能节能的方法和装置的路灯控制单元的原理示意图;
图3是本发明一种多源光电一体化供电储能节能的方法和装置中风电自动增益控制检测单元的原理示意图;
图4是本发明一种多源光电一体化供电储能节能的方法和装置中光电自动增益控制检测单元的原理示意图;
图5是本发明一种多源光电一体化供电储能节能的方法和装置中的电路冗余控制单元原理示意图;
图6是本发明一种多源光电一体化供电储能节能的方法和装置中判断昼夜决定路灯开停部分的原理示意图;
图7是本发明一种多源光电一体化供电储能节能的方法和装置中风力发电部分电源输出原理示意图;
图8是本发明一种多源光电一体化供电储能节能的方法和装置中追光器的示意图;
图9是本发明一种多源光电一体化供电储能节能的方法和装置的总体结构原理示意图;
图10是本发明一种多源光电一体化供电储能节能的方法和装置中市电转为路灯使用的直流开关电源的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述:
如图1~图9所示最佳实施例,
实施多源光电一体化供电储能节能的方法,如图1所示,所述方法包括:
A.首先设置风电储能单元10、光电储能单元20、智能控制单元80和路灯单元40;
B.然后设置一风电自动增益控制检测单元110连接风电储能单元10,输入风电储能单元10的电能,并检测输出电能的电压的高低,风电自动增益控制检测单元110的输出连接蓄电池90,然后将风电自动增益控制检测单元110的控制端通过风电控制线组81与智能控制单元80连接;
C.同时再设置一光电自动增益控制检测单元120连接光电储能单元20,输入光电储能单元20的电能,并检测输出电能的电压的高低,光电自动增益控制检测单元120的输出连接蓄电池90,然后将光电自动增益控制检测单元120的控制端通过光电控制线组82与智能控制单元80连接;
D.再将智能控制单元80的一输入端口通过电压传感器91与市电连接,感知市电电压的有无;
E.再设置一路灯控制单元140,路灯控制单元140的控制端通过路灯控制线组84与智能控制单元80连接,路灯控制单元140包括路灯蓄电池输入端和路灯市电输入端;这两个端口分别向路灯单元40供电;
F.接下来将路灯蓄电池输入端与光电自动增益控制检测单元120的输出端和风电自动增益控制检测单元110的输出端以及蓄电池90连接在一起;
G.在白天时,路灯单元40不工作,智能控制单元80通过路灯控制线组84控制路灯控制单元140关断与蓄电池90的连接,和关断与市电的连接;
此时,
G-a1)、风电自动增益控制检测单元110检测风电储能单元10的输出电压,当输出电压高于Vfmx,则风电储能单元10的输出电压直接输出至蓄电池90充电;
G-a2)、当风电储能单元10的输出电压低于Vfmx,风电储能单元10的输出电压改接至一风能DC/DC变换器112,然后由风能DC/DC变换器112的输出接至蓄电池90充电;
G-a3)、当风电储能单元10的输出电压为零,则风电自动增益控制检测单元110断开与蓄电池90的连接;
同时,
G-b1)、此时光电自动增益控制检测单元120检测光电储能单元20的输出电压,当输出电压高于Vgmx,则光电储能单元20的输出电压直接输出至蓄电池90充电;
G-b2)、当光电储能单元20的输出电压低于Vgmx,光电储能单元20的输出电压改接至一光能DC/DC变换器122,然后由光能DC/DC变换器122的输出接至蓄电池90充电;
G-b3)、当光电储能单元20的输出电压为零,则光电自动增益控制检测单元120断开与蓄电池90的连接。
最佳的,Vfmx,等于或略高于蓄电池90的标称电压。蓄电池90的标准电压有6V\12V\24V/36V/48V/60V等。
当各个单元的输出电压大大高于蓄电池90的标称电压,那么各个单元的DC/DC变换器应该将较高的电压变换为较低的电压,即,使输出电压回到标称电压,符合电池充电的最佳状态。
H.在夜里时,智能控制单元80检测交流点输出60有无电流输出,当有电流输出,且输出电流大于1out,则智能控制单元80通过路灯控制线组84控制路灯控制单元140关断与蓄电池90的连接,和接通与市电的连接,路灯单元40点亮工作;
当没有电流输出或输出电流小于Iout,则智能控制单元80通过路灯控制线组84控制路灯控制单元140关断与市电的连接,和接通与蓄电池90的连接,路灯单元40点亮工作;
所述的负载定限电流1out在一个实施例中确定为是路灯电流的20%~40%,在其他的实施例中可以确定为10%~50%,这要看蓄电池90的容量大小而定,一般地,蓄电池90的容量越大,百分比取的越高,蓄电池90的容量越小,百分比取的越低。
同时,
H-a1)、风电自动增益控制检测单元110检测风电储能单元10的输出电压,如果输出电压高于Vfmx,则风电储能单元10的输出电压直接输出至蓄电池90充电;
H-a2)、当风电储能单元10的输出电压低于Vfmx,风电储能单元10的输出电压改接至一风能DC/DC变换器112,然后由风能DC/DC变换器112的输出接至蓄电池90充电;
H-a3)、当风电储能单元10的输出电压为零,则风电自动增益控制检测单元110断开与蓄电池90的连接;
同时,
H-b1)、此时光电自动增益控制检测单元120检测光电储能单元20的输出电压,当输出电压高于Vgmx,则光电储能单元20的输出电压直接输出至蓄电池90充电;
H-b2)、当光电储能单元20的输出电压低于Vgmx,光电储能单元20的输出电压改接至一光能DC/DC变换器122,然后由光能DC/DC变换器122的输出接至蓄电池90充电;
H-b3)、当光电储能单元20的输出电压为零,则光电自动增益控制检测单元120断开与蓄电池90的连接。
如图1所示,上述方法在步骤A中增设一电路冗余储能单元30,所述电路冗余储能单元30的输出端连接电路冗余控制单元130,所述电路冗余控制单元130的输出连接蓄电池90,所述电路冗余控制单元130的控制端通过冗余控制线组83连接智能控制单元80;
所述电路冗余控制单元130在路灯单元40点亮工作时,且是在市电供电时,由智能控制单元80通过路灯控制线组84控制,将冗余电能通过冗余DC/DC变换器132的输出接至蓄电池90充电。
上述方法在步骤G中,当所述风电自动增益控制检测单元110和光电自动增益控制检测单元120的输出端同时向蓄电池90充电,智能控制单元80将开通电压高的一个单元保持与蓄电池90的接通,关断电压低的一个单元的连接;
被关断的一个单元,将输出电能暂存在自己的暂存容器中;
直到智能控制单元80检测到原来输出电压高的单元的输出电压已经低于另一个未被接通的单元的输出电压,此时智能控制单元80将两单元的接通关断调换,被关断的单元将输出电能暂存在自己的暂存容器中。
上述方法中,所述风电自动增益控制检测单元110和光电自动增益控制检测单元120和电路冗余控制单元130的输出端同时向蓄电池90储能,智能控制单元80将开通电压高的一个单元保持与蓄电池90的接通,关断电压低的两个单元的连接;
被关断的两个单元,将输出电能暂存在自己的暂存容器中;
直到智能控制单元80检测到原来输出电压高的单元的输出电压已经低于另一个原来未被接通的单元的输出电压,此时智能控制单元80将新的电压高的单元接通蓄电池90,关断其余两个单元,这两个单元将输出电能暂存在自己的暂存容器中。
上述方法的最佳实施方式里,将所述光电储能单元20安装于一追光器上,所述追光器连接智能控制单元80,智能控制单元80还连接追光传感器,白天时,智能控制单元80控制光电储能单元20对准日光,夜里智能控制单元80控制光电储能单元20对准路灯单元40。
根据上述方法设计制造多源光电一体化供电储能节能的装置,如图1~图9所示,所述装置包括:
一风电储能单元10,
一光电储能单元20,
一智能控制单元80,
一蓄电池90,
一路灯单元40,
DC/AC电能转化器70,
交流电输出110V/220V/380V的端子等等。
一风电自动增益控制检测单元110的输入连接风电储能单元10的输出,所述风电自动增益控制检测单元110包括检测风电储能单元10输出电压高低的检测器,风电自动增益控制检测单元110的输出连接蓄电池90,风电自动增益控制检测单元110的控制端通过风电控制线组81与智能控制单元80连接;
一光电自动增益控制检测单元120的输入连接光电储能单元20的输出,所述光电自动增益控制检测单元120包括检测光电储能单元20输出电压高低的检测器,光电自动增益控制检测单元120的输出连接蓄电池90,光电自动增益控制检测单元120的控制端通过光电控制线组82与智能控制单元80连接;
智能控制单元80的一输入端口通过电压互感器91与市电连接,检测市电电压;
一路灯控制单元140,路灯控制单元140的控制端通过路灯控制线组84与智能控制单元80连接,路灯控制单元140包括路灯蓄电池输入端和路灯市电输入端;这两个端口连接分别向路灯单元40供电的蓄电池90和市电;
所述风电自动增益控制检测单元110包括风能DC/DC变换器112,风能DC/DC变换器112的输出接至蓄电池90;
所述光电自动增益控制检测单元120包括光能DC/DC变换器122,光能DC/DC变换器122的输出接至蓄电池90。
所述装置还可以包括一电路冗余储能单元30,所述电路冗余储能单元30的输出端连接电路冗余控制单元130;
所述电路冗余控制单元130的输出连接蓄电池90,所述电路冗余控制单元130的控制端通过冗余控制线组83连接智能控制单元80;
所述电路冗余控制单元130包括冗余DC/DC变换器132,冗余DC/DC变换器132的输出接至蓄电池90。
如图9所示,所述光电储能单元20安装于一追光器200上,所述追光器200连接智能控制单元80,智能控制单元80还连接追光传感器204,追光器200安装高度低于路灯单元40。
图1中,DC/AC电能转化器70将蓄电池90的电能转换成交流电输出,可以驱动风扇、电脑、电视等家用电器,实现了充分利用自然界能源,通过系统优化处理与市电相结合节约能源的目的。交流电输出可以选择不同的电压等级,例如110V/220V/380V等等,适应各个地区的需要。
图2所示的路灯控制单元140,其中包含了一个直流开关电源141,用于将市电转换为路灯单元40所用的直流电压,图10是最佳实施例的电原理图。
图2中,路灯蓄电池连通开关142的一端接蓄电池,另一端接路灯单元40,路灯蓄电池连通开关142的控制端,通过路灯蓄电池连通开关控制线841接智能控制单元80。
路灯市电连通开关143的一端接市电,另一端接直流开关电源141,然后直流开关电源141的输出接路灯单元40,路灯市电连通开关143的控制端,通过路灯市电连通开关控制线842接智能控制单元80。
图3所示的风电自动增益控制检测单元110,风电自动增益控制检测单元110包括风电能暂存容器118,风电能暂存容器118连接在风电自动增益控制检测单元110的电能输入端;此处连接一风电检测器111,该风电检测器111连接一风电检测信号线811到智能控制单元80。
由风电储能单元10输出的电能在风电自动增益控制检测单元110内部连接一风电输出开关113,风电输出开关113的另一端连接蓄电池90,风电输出开关113的风电输出开关控制线813连接智能控制单元80。
风电储能单元10的电能输出还连接一风能DC/DC变换器112,风能DC/DC变换器112的工作与否,通过风能DC/DC变换器控制线812连接智能控制单元80,风能DC/DC变换器112的输出连接风能DC/DC变换器输出开关114,风能DC/DC变换器输出开关114的另一端连接蓄电池90,风能DC/DC变换器输出开关114的控制端通过风能DC/DC变换器输出开关控制线814连接智能控制单元80。
图4所示的光电自动增益控制检测单元120包括光电能暂存容器128,光电能暂存容器128连接在光电自动增益控制检测单元120的电能输入端;此处连接一光电检测器121,该光电检测器121连接一光电检测信号线821到智能控制单元80。
由光电储能单元20输出的电能在光电自动增益控制检测单元120内部连接一光电输出开关123,光电输出开关123的另一端连接蓄电池90,光电输出开关123的光电输出开关控制线823连接智能控制单元80。
光电储能单元20的电能输出还连接一光能DC/DC变换器122,光能DC/DC变换器122的工作与否,通过光能DC/DC变换器控制线822连接智能控制单元80,光能DC/DC变换器122的输出连接光能DC/DC变换器输出开关124,光能DC/DC变换器输出开关124的另一端连接蓄电池90,光能DC/DC变换器输出开关124的控制端通过光能DC/DC变换器输出开关控制线824连接智能控制单元80。
图5所示的电路冗余控制单元130包括冗余电能暂存容器138;冗余电能暂存容器138连接在电路冗余控制单元130的电能输入端。所述的电能输入端是由电路冗余互感器131将路灯供电回路的浪费电能取回,加载在冗余DC/DC变换器132的输入端,也就是电路冗余控制单元130的电能输入端。此处可以设置一个检测器,也像光电自动增益控制检测单元120和风电自动增益控制检测单元110一样,该检测器连接检测信号线到智能控制单元80。
所述风电能暂存容器118、光电能暂存容器128、冗余电能暂存容器138是超级电容组或蓄电池,还可以是二者的组合。
如图1、图6所示,昼夜判断/路灯开停模块98将信号输入到智能控制单元80,这个信号可以是光电信号,也可以是时钟信号,当然,时钟信号更加准确可靠。
如图7、图9所示,假如风电储能单元10中的发电机101是交流发电机或是脉动输出发电机,则输出接在如图7所示的实施例之一的风电交流输入端,一个芯片HV-2405E,通过电阻、电容器件的搭配,所组成的电路输出电压与蓄电池90的电压匹配。
如图8、图9所示,所述光电储能单元20安装于一追光器200上,追光器200包括追光驱动器205,上齿轮206,下齿轮207,光电检测器204,水平转动驱动装置209,仰角驱动装置208,和传动轴2010。
光电检测器204感知光线的方向,将信号传输给智能控制单元80,智能控制单元80控制水平转动驱动装置209,仰角驱动装置208追光。
光电储能单元20的正极引出线203和负极引出线202输出电能。
如图9所示,一个控制箱500中可以安置众多本发明的单元,包括例如市电输入、智能控制单元80、路灯控制单元140、电路冗余控制单元130、风电自动增益控制检测单元110、光电自动增益控制检测单元120、DC/AC电能转化器70、交流电输出110V/220V/380V的端子等等。蓄电池90可以设置在控制箱500中,也可以另外安装在专用的容器中。
追光器200依路灯杆而设,路灯杆可以承载绝大部分的设备
图10是市电给路灯单元40供电的直流开关电源141的一个实施例的电路图,可以实现此功能的电路很多,在此不一一叙述。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.多源光电一体化供电储能节能的方法,其特征在于,所述方法包括:
A.首先设置风电储能单元(10)、光电储能单元(20)、智能控制单元(80)和路灯单元(40);
B.然后设置一风电自动增益控制检测单元(110)连接风电储能单元(10),输入风电储能单元(10)的电能,并检测输出电能的电压的高低,风电自动增益控制检测单元(110)的输出连接蓄电池(90),然后将风电自动增益控制检测单元(110)的控制端通过风电控制线组(81)与智能控制单元(80)连接;
C.同时再设置一光电自动增益控制检测单元(120)连接光电储能单元(20),输入光电储能单元(20)的电能,并检测输出电能的电压的高低,光电自动增益控制检测单元(120)的输出连接蓄电池(90),然后将光电自动增益控制检测单元(120)的控制端通过光电控制线组(82)与智能控制单元(80)连接;
D.再将智能控制单元(80)的一输入端口通过电压传感器(91)与市电连接,感知市电电压的供电状况;
E.再设置一路灯控制单元(140),路灯控制单元(140)的控制端通过路灯控制线组(84)与智能控制单元(80)连接,路灯控制单元(140)包括路灯蓄电池输入端和路灯市电输入端;这两个端口分别向路灯单元(40)供电;
F.接下来将路灯蓄电池输入端与光电自动增益控制检测单元(120)的输出端和风电自动增益控制检测单元(110)的输出端以及蓄电池(90)连接在一起;
G.在白天时,路灯单元(40)不工作,智能控制单元(80)通过路灯控制线组(84)控制路灯控制单元(140)关断与蓄电池(90)的连接,和关断与市电的连接;
此时,
G-a1)、风电自动增益控制检测单元(110)检测风电储能单元(10)的输出电压,当输出电压高于Vfmx,则风电储能单元(10)的输出电压直接输出至蓄电池(90)充电;G-a2)、当风电储能单元(10)的输出电压低于Vfmx,风电储能单元(10)的输出电压改接至一风能DC/DC变换器(112),然后由风能DC/DC变换器(112)的输出接至蓄电池(90)充电;
G-a3)、如果风电储能单元(10)的输出电压为零,则风电自动增益控制检测单元(110)断开与蓄电池(90)的连接;
同时,
G-b1)、光电自动增益控制检测单元(120)检测光电储能单元(20)的输出电压,如果输出电压高于Vgmx,则光电储能单元(20)的输出电压直接输出至蓄电池(90)充电;G-b2)、当光电储能单元(20)的输出电压低于Vgmx,光电储能单元(20)的输出电压改接至一光能DC/DC变换器(122),然后由光能DC/DC变换器(122)的输出接至蓄电池(90)充电;
G-b3)、当光电储能单元(20)的输出电压为零,则光电自动增益控制检测单元(120)断开与蓄电池(90)的连接。
H.在夜里时,智能控制单元(80)检测交流点输出(60)有无电源输出,
当有电流输出,且输出电流大于lout,则智能控制单元(80)通过路灯控制线组(84)控制路灯控制单元(140)当检测蓄电池电量不足时关断与蓄电池(90)的连接,接通与市电的连接,路灯单元(40)点亮工作;
当没有负载电流输出或输出电流小于Iout/1A,则智能控制单元(80)通过路灯控制线组(84)控制路灯控制单元(140)关断与市电的连接,自动接通与蓄电池(90)的连接,路灯单元(40)点亮工作;
同时,
H-a1)、风电自动增益控制检测单元(110)检测风电储能单元(10)的输出电压,当输出电压高于Vfmx,则风电储能单元(10)的输出电压直接输出至蓄电池(90)充电;H-a2)、当风电储能单元(10)的输出电压低于蓄电池的充电电压Vfmx,风电储能单元(10)的输出电压改接至风能DC/DC变换器(112),然后由风能DC/DC变换器(112)的输出接至蓄电池(90)储能;
H-a3)、当风电储能单元(10)的输出电压为零,则风电自动增益控制检测单元(110)断开与蓄电池(90)的连接;
同时,
H-b1)、有阳光,此时光电自动增益控制检测单元(120)检测光电储能单元(20)的输出电压,当输出电压高于Vgmx,则光电储能单元(20)的输出电压直接输出至蓄电池(90)储能;
H-b2)、当光电储能单元(20)的输出电压低于蓄电池的充电电压Vgmx,光电储能单元(20)的输出电压改接至一光能DC/DC变换器(122),然后由光能DC/DC变换器(122)的输出接至蓄电池(90)储能;
H-b3)、当光电储能单元(20)的输出电压为零,则光电自动增益控制检测单元(120)断开与蓄电池(90)的连接。
2.根据权利要求1所述的多源光电一体化供电储能节能的方法,其特征在于:
在步骤A中增设一电路冗余储能单元(30),所述电路冗余储能单元(30)的输出端连接电路冗余控制单元(130),所述电路冗余控制单元(130)的输出连接蓄电池(90),所述电路冗余控制单元(130)的控制端通过冗余控制线组(83)连接智能控制单元(80);
所述电路冗余控制单元(130)在路灯单元(40)点亮工作时,且是在市电供电时,由智能控制单元(80)通过路灯控制线组(84)控制,将冗余电能通过冗余DC/DC变换器(132)的输出接至蓄电池(90)充电。
3.根据权利要求1所述的多源光电一体化供电储能节能的方法,其特征在于:
在步骤G中,所述风电自动增益控制检测单元(110)和光电自动增益控制检测单元(120)的输出端同时向蓄电池(90)储能,智能控制单元(80)将开通电压高的一个保持与蓄电池(90)的接通,关断电压低的一个的连接;
被关断的一个自动增益控制检测单元,将输出电能暂存在自己的暂存储能容器中;
直到智能控制单元(80)检测到原来输出电压高的自动增益控制检测单元的输出电压已经低于另一个未被接通的自动增益控制检测单元的输出电压,此时智能控制单元(80)将两单元的接通关断调换,被关断的自动增益控制检测单元,将输出电能暂存在自己的暂存容器中。
4.根据权利要求2或3所述的多源光电一体化供电储能节能的方法,其特征在于:
所述风电自动增益控制检测单元(110)和光电自动增益控制检测单元(120)和电路冗余控制单元(130)的输出端同时向蓄电池(90)储能充电,智能控制单元(80)开通最高储能电压的单元保持与蓄电池(90)的接通,关断电压低的两个连接;
被关断的两个单元,将输出电能暂存在自己的暂存容器中;
直到智能控制单元(80)检测到原来输出电压高的单元的输出电压已经低于另一个原来未被接通的单元的输出电压,此时智能控制单元(80)将新的电压高的单元接通蓄电池(90),关断其余两个单元,这两个单元将输出电能暂存在自己的暂存容器中。
5.根据权利要求1所述的多源光电一体化供电储能节能的方法,其特征在于:
将所述光电储能单元(20)安装于一追光器上,所述追光器连接智能控制单元(80),智能控制单元(80)还连接追光传感器,白天时,智能控制单元(80)控制光电储能单元(20)对准日光,夜里智能控制单元(80)控制光电储能单元(20)对准路灯单元(40)。
6.一种多源光电一体化供电储能节能的装置,其特征在于,所述装置包括:
一风电储能单元(10),
一光电储能单元(20),
一智能控制单元(80),
一蓄电池(90),
一路灯单元(40),
一风电自动增益控制检测单元(110)的输入连接风电储能单元(10)的输出,所述风电自动增益控制检测单元(110)包括检测风电储能单元(10)输出电压高低的检测器,风电自动增益控制检测单元(110)的输出连接蓄电池(90),风电自动增益控制检测单元(110)的控制端通过风电控制线组(81)与智能控制单元(80)连接;
一光电自动增益控制检测单元(120)的输入连接光电储能单元(20)的输出,所述光电自动增益控制检测单元(120)包括检测光电储能单元(20)输出电压高低的检测器,光电自动增益控制检测单元(120)的输出连接蓄电池(90),光电自动增益控制检测单元(120)的控制端通过光电控制线组(82)与智能控制单元(80)连接;
智能控制单元(80)的一输入端口通过电压传感器(91)与市电连接,检测市电电压;
一路灯控制单元(140),路灯控制单元(140)的控制端通过路灯控制线组(84)与智能控制单元(80)连接,路灯控制单元(140)包括路灯蓄电池输入端和路灯市电输入端;这两个端口连接分别向路灯单元(40)供电的蓄电池(90)和市电连接;
所述风电自动增益控制检测单元(110)包括风能DC/DC变换器(112),风能DC/DC变换器(112)的输出接至蓄电池(90);
所述光电自动增益控制检测单元(120)包括光能DC/DC变换器(122),光能DC/DC变换器(122)的输出接至蓄电池(90)。
7.根据权利要求6所述的多源光电一体化供电储能节能的装置,其特征在于,所述装置还包括:
一电路冗余储能单元(30),所述电路冗余储能单元(30)的输出端连接电路冗余控制单元(130);
所述电路冗余控制单元(130)的输出连接蓄电池(90),所述电路冗余控制单元(130)的控制端通过冗余控制线组(83)连接智能控制单元(80);
所述电路冗余控制单元(130)包括冗余DC/DC变换器(132),冗余DC/DC变换器(132)的输出接至蓄电池(90)。
8.根据权利要求6和7所述的多源光电一体化供电储能节能的装置,其特征在于:
风电自动增益控制检测单元(110)包括风电能暂存容器(118),光电自动增益控制检测单元(120)包括光电能暂存容器(128),电路冗余控制单元(130)包括冗余电能暂存容器(138);
风电能暂存容器(118)连接在风电自动增益控制检测单元(110)的电能输入端;
光电能暂存容器(128)连接在光电自动增益控制检测单元(120)的电能输入端;
冗余电能暂存容器(138)连接在电路冗余控制单元(130)的电能输入端。
9.根据权利要求8所述的多源光电一体化供电储能节能的装置,其特征在于:
所述风电能暂存容器(118)、光电能暂存容器(128)、冗余电能暂存容器(138)是超级电容组或蓄电池或二者组合。
10.根据权利要求6所述的多源光电一体化供电储能节能的装置,其特征在于:
所述光电储能单元(20)安装于一追光器上,所述追光器连接智能控制单元(80),智能控制单元(80)还连接追光传感器,追光器安装高度低于路灯单元(40)。
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