CN107276497A - 一种风光互补发电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了涉及一种风光互补发电系统，属于发电装置技术领域，包括风力发电系统、光伏发电系统、控制器、逆变器、蓄电池组，太阳能发电和风力发电两者互补性的结合实现了两种新能源在自然资源的配置方面、技术方案的整合方面、价格与性能的对比方面达到了对新能源综合利用的最合理的要求。由于太阳能与风能的互补性强，风光互补发电系统在资源上弥补了风电和光电独立系统在资源上的缺陷。同时，风电和光电系统在蓄电池组和逆变环节是可以通用的，所以风光互补发电系统的造价可以降低，系统成本趋于合理，预期能实现低能耗、性能稳、易安装、便维护的结果。
Description
技术领域
本发明涉及一种发电装置，具体地说，是涉及一种风光互补发电系统。
背景技术
目前社会形势下，随着全国工业化的飞速发展，在对矿物能源需求愈来愈大，如果不采取积极措施寻找其他能量转换方式和开发新能源利用策略，能源问题将严重威胁到人类社会的生存和发展。当前，出于对一次性矿物石化燃料能源储量的日渐匮乏以及低碳、环保概念的逐步深化，人们把目光投向了新能源和可再生资源。其中风能和太阳能是研究较多、较成熟的新能源形式。风光互补发电系统充分利用了风能和太阳能是研究较多、较成熟的新能源形式。风光互补发电系统充分利用了风能和太阳能在时间和地区上的互补性，能够提供稳定的电能输出，成为广大边远农牧区、边防哨所、海岛居民的用电首选。
2011年4月20日，国家海洋局公布《无居民海岛使用申请审批试行办法》，并向国人公开招租176 座海岛的开发使用权。我国沿海有5000多个500m2以上的无人居住岛屿，“岛主”上岛首先面临水、电的保障问题，其中，解决海岛供电问题被摆在第一位。如果采用传统的柴油机发电方式，存在噪音大、污染环境、油料补给困难、补给时间长、补给成本高等诸多问题。而海岛上的风能和太阳能等可再生能源储量巨大、分布广泛、开发利用无污染。如何利用这些资源转变成现代信息社会普遍所需的电能受到各国普遍重视。一些海岛和偏僻地区由于地理特点，离主电网较远或电网难于架设，加之其能量转换技术欠缺，居民生活水平落后，难于进行工业生产，而海岛自然资源时常较为丰富，如果采用风光互补发电，辅以海水淡化是解决海岛水电保障的一条重要途径。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种风光互补发电系统。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种风光互补发电系统，包括：风力发电系统，用于捕获风能并将其转换为机械能，然后通过风力发电机将机械能转换为电能，包括风力发电机和电连接于风力发电机的风向校对器，其中，风力发电机包括叶片、与该叶片连接的连接杆I和固定于连杆I底部的圆饼型底座，底座的外周缘固定有四个呈十字型的、在底座垂直方向上高度不一的挡块，每个挡块的垂直方向上设置有气缸，分别为第一气缸、第二气缸、第三气缸和第四气缸；
光伏发电系统，用于将太阳能光伏阵列的光伏效应将光能转换为电能；控制器，分别连接于风力发电系统和光伏发电系统，用于根据日照强度、风力大小及负载的变化，协调风力发电机组、光伏阵列的最大功率跟踪；逆变器，连接于控制器，用于将风光互补发电系统所发出的直流电能转换成交流电能；以及蓄电池组，连接于逆变器，由多块蓄电池组成，用于将光伏发电系统和风力发电系统输出的电能转化为化学能储存起来。
进一步，所述风向校对器包括风向标、与风向标连接的连接杆II和固定于连接杆II底部转盘，转盘的外周设置与其同心的圆环体，圆环体被均匀分割成四段圆弧，每段圆弧的内侧均设置有压力开关，分别为第一压力开关、第二压力开关、第三压力开关和第四压力开关；转盘的外周固定有摆针，该摆针的端部与压力开关接触。
进一步，相邻的压力开关之间设置有凸块。
进一步，所述底座的外周设置有与其同心的卡环，卡环的内周均匀分布有四个卡槽，底座的外周设置有与该卡槽相应的卡头。
本发明的有益效果是，太阳能发电和风力发电两者互补性的结合实现了两种新能源在自然资源的配置方面、技术方案的整合方面、价格与性能的对比方面达到了对新能源综合利用的最合理的要求。由于太阳能与风能的互补性强，风光互补发电系统在资源上弥补了风电和光电独立系统在资源上的缺陷。同时，风电和光电系统在蓄电池组和逆变环节是可以通用的，所以风光互补发电系统的造价可以降低，系统成本趋于合理，预期能实现低能耗、性能稳、易安装、便维护的结果；风力发电机的叶片可根据风向自动完成校正，提高发电效率。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1为本发明的工作原理图。
图2为本发明风力发电机的主视图。
图3为本发明图2的A-A剖面图。
图4为本发明风力发电机的俯视图。
图5为本发明风向校对器的主视图。
图6为本发明图5B-B剖面图。
图中，10风力发电系统，101叶片，102连接杆I，103底座，104挡块，105第一气缸，106第二气缸，107第三气缸，108第四气缸，109风向标，110连接杆II，111转盘，112圆环体，113第一压力开关，114第二压力开关，115第三压力开关，116第四压力开关，117摆针，118凸块，119卡环，120卡槽，121卡环，20光伏发电系统，30控制器，40逆变器，50蓄电池组。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
一种风光互补发电系统，其特征在于，包括：风力发电系统10，用于捕获风能并将其转换为机械能，然后通过风力发电机将机械能转换为电能，包括风力发电机和电连接于风力发电机的风向校对器，其中，风力发电机包括叶片101、与该叶片101连接的连接杆I102和固定于连杆I102底部的圆饼型底座103，底座103的外周缘固定有四个呈十字型的、在底座103垂直方向上高度不一的挡块104，每个挡块104的垂直方向上设置有气缸，分别为第一气缸105、第二气缸106、第三气缸107和第四气缸108；光伏发电系统20，用于将太阳能光伏阵列的光伏效应将光能转换为电能；控制器30，分别连接于风力发电系统和光伏发电系统，用于根据日照强度、风力大小及负载的变化，协调风力发电机组、光伏阵列的最大功率跟踪；逆变器40，连接于控制器，用于将风光互补发电系统所发出的直流电能转换成交流电能本专利优先采用使用DC-AC逆变器，它具有自动稳压功能，可改善风光互补发电系统的供电质量；以及蓄电池组50，连接于逆变器，由多块蓄电池组成，用于将光伏发电系统和风力发电系统输出的电能转化为化学能储存起来。
所述风向校对器包括风向标109、与风向标109连接的连接杆II110和固定于连接杆II110底部转盘111，转盘111的外周设置与其同心的圆环体112，圆环体112被均匀分割成四段圆弧，每段圆弧的内侧均设置有压力开关，分别为第一压力开关113、第二压力开关114、第三压力开关115和第四压力开关116；转盘111的外周固定有摆针117，该摆针117的端部与各压力开关接触。
相邻的压力开关之间设置有凸块118。
所述底座103的外周设置有与其同心的卡环119，卡环119的内周均匀分布有四个卡槽120，四个卡槽120对应的方向分别为东、西、南、北，底座103的外周设置有与该卡槽120相应的卡头121；凸块118和卡头121均为外部是可活动的壳体，内部是与该壳体连接的弹簧结构。
工作原理：各气缸均通过该发电系统产生的电能为其供电，第一压力开关113、第一气缸105和电源依次串联，第二压力开关114、第二气缸106和电源依次串联，第三压力开关115、第三气缸107和电源依次串联，第四压力开关116、第四气缸108和电源依次串联，以第一气缸105为例，当外界的风力足够大时，风向标109带动摆针117旋转，摆针117越过凸块118与第一压力开关113接触，则第一气缸105工作，活塞杆弹出，击打相应的挡块104，卡头120从一个卡槽120进入另一个卡槽120，叶片101完成旋转，使叶片101的方向与风向标109的方向一致，气缸的设置的推力应恰好使卡头120从一个卡槽120进入另一个卡槽120，不产生停留在卡环119的内壁上，当风力到达3级时，摆针117才会越过凸块118从一个压力开关进入下一个压力开关。
Claims (4)
1.一种风光互补发电系统，其特征在于，包括：
风力发电系统（10），用于捕获风能并将其转换为机械能，然后通过风力发电机将机械能转换为电能，包括风力发电机和电连接于风力发电机的风向校对器，其中，风力发电机包括叶片（101）、与该叶片（101）连接的连接杆I（102）和固定于连杆I（102）底部的圆饼型底座（103），底座（103）的外周缘固定有四个呈十字型的、在底座（103）垂直方向上高度不一的挡块（104），每个挡块（104）的垂直方向上设置有气缸，分别为第一气缸（105）、第二气缸（106）、第三气缸（107）和第四气缸（108）；
光伏发电系统（20），用于将太阳能光伏阵列的光伏效应将光能转换为电能；
控制器（30），分别连接于风力发电系统和光伏发电系统，用于根据日照强度、风力大小及负载的变化，协调风力发电机组、光伏阵列的最大功率跟踪；
逆变器（40），连接于控制器，用于将风光互补发电系统所发出的直流电能转换成交流电能；以及
蓄电池组（50），连接于逆变器，由多块蓄电池组成，用于将光伏发电系统和风力发电系统输出的电能转化为化学能储存起来。
2.根据权利要求1所述的风光互补发电装置，其特征在于：所述风向校对器包括风向标（109）、与风向标（109）连接的连接杆II（110）和固定于连接杆II（110）底部转盘（111），转盘（111）的外周设置与其同心的圆环体（112），圆环体（112）被均匀分割成四段圆弧，每段圆弧的内侧均设置有压力开关，分别为第一压力开关（113）、第二压力开关（114）、第三压力开关（115）和第四压力开关（116）；转盘（111）的外周固定有摆针（117），该摆针（117）的端部与各压力开关接触。
3.根据权利要求2所述的风光互补发电装置，其特征在于：相邻的压力开关之间设置有凸块（118）。
4.根据权利要求1所述的风光互补发电装置，其特征在于：所述底座（103）的外周设置有与其同心的卡环（119），卡环（119）的内周均匀分布有四个卡槽（120），底座（103）的外周设置有与该卡槽（120）相应的卡头（121）。
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