CN111049467A - 一种小型风电光伏发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种小型风电光伏发电系统，包括风力发电模块、光伏发电模块和控制器，所述风力发电模块和光伏发电模块输出回路均设有电控开关，所述电控开关的驱动端与控制器的输出端电气相连，所述蓄电池的输出端连有照明灯具，所述照明灯具的电源回路中设有照明电控开关，所述照明电控开关的控制端与控制器的输出端电气相连，所述蓄电池上安装有与控制器相连的电量检测器；本发明的风力发电和光伏发电采用独立回路并通过统一的控制器对各回路进行控制开合，并增加熔断器进行保护，设置的蓄电池的电量检测器可以防止蓄电池过度充电，同时通过控制器与风力发电回路和光伏发电回路形成负反馈，大大提高了充电回路整体的安全性与运行稳定性。

Description

一种小型风电光伏发电系统
技术领域
本发明具体涉及路灯供电领域，具体是一种小型风电光伏发电系统。
背景技术
随着光伏发电技术的日益成熟，光伏发电被光伏运用到路灯等照明设备中，一般的路灯照明供电一部分通过光伏组件将太阳能直接转换为直流电存储在蓄电池中，由于环境和气候原因，光伏组件的发电量并不稳定，在长期阴雨天气下，光伏组件内部的蓄电池十分容易亏电，光伏组件的发电无法保证路灯照明的稳定运行，因此常常需要外接市政供电，以保证蓄电池亏电无法满足路灯的照明需求。
针对这类问题，市场上也出现了在路灯光伏组件发电供电的基础上加装风力发电装置，从而保证在无良好光照条件下，风力同样也可以驱动风力发电装置进行发电，但是一般的光伏发电和风力发电都是单独设置，无法联动控制，路灯内置的蓄电池在风力发电和光伏发电的共同作用下容易充电过盈，可能容易存在电池损坏和线路烧毁等严重问题，路灯内部的除风力和光伏充电回路缺乏反馈和保护，风力发电装置无法根据风向进行良好的角度调整，风力发电装置和光伏发电装置无法根据蓄电池使用状态进行调节工作。
因此，针对上述问题，我们需要一种应用于路灯类的稳定安全的小型风电光伏发电系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种小型风电光伏发电系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种小型风电光伏发电系统，包括风力发电模块、光伏发电模块和控制器，所述风力发电模块包括叶轮、发电机，所述叶轮输出端与发电机转动轴传动相连，所述发电机的输出端通过整流器与变压器与蓄电池充电端电气相连，所述光伏发电模块包括太阳能电池板，所述太阳能电池板通过太阳能控制器与蓄电池充电端电气相连，所述风力发电模块和光伏发电模块输出回路均设有电控开关，所述电控开关的驱动端与控制器的输出端电气相连，所述控制器的输入端设有监测叶轮处风力风向的风力风向仪，所述叶轮内设有可以随着风力风向仪转动的变桨机构，所述变桨机构的控制端与控制器输出端电气相连，所述蓄电池的输出端连有照明灯具，所述照明灯具的电源回路中设有照明电控开关，所述照明电控开关的控制端与控制器的输出端电气相连，所述蓄电池上安装有电量检测器，电量检测器的输出端与控制器的输入电气相连。
更进一步的方案：所述发电机的电源输出端通过整流器和变压器与蓄电池充电端电气相连。
更进一步的方案：所述发电机与蓄电池的充电回路、所述太阳能电池板与蓄电池的充电回路均设有熔断器。
更进一步的方案：所述电控开关包括独立串联在风力和光伏充电回路的继电器，所述照明电控开关包括继电器，所述继电器的控制端分别与控制器独立的输出端电气相连。
更进一步的方案：所述变桨机构采用直流驱动方式，蓄电池的输出端通过变压器对变桨机构进行供电，变桨机构的电源回路设有与控制器输出端相连的继电器。
更进一步的方案：所述控制器的输入端连有传感器组件，所述传感器组件包括用于检测外部环境亮度的感光传感器、用于检测发电机转速的速度传感器和用于检测发电机温度的温度传感器。
更进一步的方案：所述叶轮输出端与发电机输入端之间连有增速器。
更进一步的方案：所述风力发电模块和光伏发电模块整体都集中安装在路灯杆上，所述路灯杆内部开设有灯杆内腔，所述路灯杆的杆壁上安装有用于照明的，所述路灯杆的顶部安装有发电机，发电机输入端连有叶轮，所述发电机的一侧安装有风力风向仪，所述发电机整体安装在转动台顶部，转动台固定在变桨电机的电机轴顶部，所述变桨电机内置安装在灯杆内腔内，所述灯杆内腔内安装有和，所述路灯杆的顶部杆壁两侧安装有太阳能电池板，所述发电机的输出端、太阳能电池板的输出端与输入端电气相连，所述变桨电机的控制端与的输出端电气相连，所述风力风向仪的输出端与的输入端电气相连，所述的输出端与变桨电机和的电源端电气相连。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用风力发电和光伏发电共同对蓄电池进行充电操作，减少蓄电池亏电的情况，提高蓄电池的充电途径，风力发电和光伏发电采用独立回路并通过统一的控制器对各回路进行控制开合，并增加熔断器进行保护，设置的蓄电池的电量检测器可以防止蓄电池过度充电，同时通过控制器与风力发电回路和光伏发电回路形成负反馈，大大提高了充电回路整体的安全性与运行稳定性。
附图说明
图1为小型风电光伏发电系统的结构示意图。
图2为小型风电光伏发电系统应用在路灯上时的结构示意图。
图中：路灯杆1、灯杆内腔10、变桨电机11、转动台12、发电机2、叶轮20、风力风向仪21、太阳能电池板3。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1，本发明实施例中，一种小型风电光伏发电系统，包括风力发电模块、光伏发电模块和控制器，所述风力发电模块包括叶轮、发电机，所述叶轮输出端与发电机转动轴传动相连，所述发电机的输出端通过整流器与变压器与蓄电池充电端电气相连，所述光伏发电模块包括太阳能电池板，所述太阳能电池板通过太阳能控制器与蓄电池充电端电气相连，所述风力发电模块和光伏发电模块输出回路均设有电控开关，所述电控开关的驱动端与控制器的输出端电气相连，所述控制器的输入端设有监测叶轮处风力风向的风力风向仪，所述叶轮内设有可以随着风力风向仪转动的变桨机构，所述变桨机构的控制端与控制器输出端电气相连，所述蓄电池的输出端连有照明灯具，所述照明灯具的电源回路中设有照明电控开关，所述照明电控开关的控制端与控制器的输出端电气相连，所述蓄电池上安装有电量检测器，电量检测器的输出端与控制器的输入电气相连。
所述发电机的电源输出端通过整流器和变压器与蓄电池充电端电气相连，设置的整流器主要作用是将发电机的交流电整流为直流电，再通过变压器调节到蓄电池正常充电的电压范围进行充电。
所述发电机与蓄电池的充电回路、所述太阳能电池板与蓄电池的充电回路均设有熔断器，设置的熔断器主要防止充电过量、雷击或者其他短路问题引发的电流过大情况下，电气件的损害，可以很好的保护电路设备。
所述电控开关包括独立串联在风力和光伏充电回路的继电器，所述照明电控开关包括继电器，所述继电器的控制端分别与控制器独立的输出端电气相连，设置的继电器由控制器可以分别控制光伏充电回路和风力充电回路的开合，照明的继电器用于控制照明灯具的开合，当蓄电池充满电时，电量检测器会将电量信号传递给风力充电回路和光伏充电回路，控制器驱动各自的电控开关断开，双充电回路不再对蓄电池充电，保证蓄电池的安全性。
所述变桨机构采用直流驱动方式，蓄电池的输出端通过变压器对变桨机构进行供电，变桨机构的电源回路设有与控制器输出端相连的继电器，设置的继电器主要便于控制器对变桨器进行驱动控制。
所述控制器的输入端连有传感器组件，所述传感器组件包括用于检测外部环境亮度的感光传感器、用于检测发电机转速的速度传感器和用于检测发电机温度的温度传感器。
所述叶轮输出端与发电机输入端之间连有增速器，设置的增速器主要用于在低风状态下提高发电机的转速。
本发明的工作原理是：本发明采用风力发电和光伏发电共同对蓄电池进行充电操作，减少蓄电池亏电的情况，提高蓄电池的充电途径，风力发电和光伏发电采用独立回路并通过统一的控制器对各回路进行控制开合，并增加熔断器进行保护，设置的蓄电池的电量检测器可以防止蓄电池过度充电，同时通过控制器与风力发电回路和光伏发电回路形成负反馈，大大提高了充电回路整体的安全性与运行稳定性。
实施例2
所述风力发电模块和光伏发电模块整体都集中安装在路灯杆1上，所述路灯杆1内部开设有灯杆内腔10，所述路灯杆1的杆壁上安装有用于照明的13，所述路灯杆1的顶部安装有发电机2，发电机2输入端连有叶轮20，所述发电机2的一侧安装有风力风向仪21，所述发电机2整体安装在转动台12顶部，转动台12固定在变桨电机11的电机轴顶部，所述变桨电机11内置安装在灯杆内腔10内，所述灯杆内腔10内安装有14和15，所述路灯杆1的顶部杆壁两侧安装有太阳能电池板3，所述发电机2的输出端、太阳能电池板3的输出端与14输入端电气相连，所述变桨电机11的控制端与15的输出端电气相连，所述风力风向仪21的输出端与15的输入端电气相连，所述14的输出端与变桨电机11和13的电源端电气相连。
本发明的工作原理：风力发电模块和光伏发电模块都集中安置在路灯杆1的顶部，可以共同对路灯杆1内部的14进行充电，14可以对13进行供电点亮，设置的变桨电机11和转动台12组成变桨机构，变桨电机11带动转动台12转动时刻带动发电机2和叶轮20实现角度的转动实现变桨功能。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种小型风电光伏发电系统，包括风力发电模块、光伏发电模块和控制器，其特征在于，所述风力发电模块包括叶轮、发电机，所述叶轮输出端与发电机转动轴传动相连，所述发电机的输出端通过整流器与变压器与蓄电池充电端电气相连，所述光伏发电模块包括太阳能电池板，所述太阳能电池板通过太阳能控制器与蓄电池充电端电气相连，所述风力发电模块和光伏发电模块输出回路均设有电控开关，所述电控开关的驱动端与控制器的输出端电气相连，所述控制器的输入端设有监测叶轮处风力风向的风力风向仪，所述叶轮内设有可以随着风力风向仪转动的变桨机构，所述变桨机构的控制端与控制器输出端电气相连，所述蓄电池的输出端连有照明灯具，所述照明灯具的电源回路中设有照明电控开关，所述照明电控开关的控制端与控制器的输出端电气相连，所述蓄电池上安装有电量检测器，电量检测器的输出端与控制器的输入电气相连。
2.根据权利要求1所述的小型风电光伏发电系统，其特征在于，所述发电机的电源输出端通过整流器和变压器与蓄电池充电端电气相连。
3.根据权利要求1所述的小型风电光伏发电系统，其特征在于，所述发电机与蓄电池的充电回路、所述太阳能电池板与蓄电池的充电回路均设有熔断器。
4.根据权利要求1所述的小型风电光伏发电系统，其特征在于，所述电控开关包括独立串联在风力和光伏充电回路的继电器，所述照明电控开关包括继电器，所述继电器的控制端分别与控制器独立的输出端电气相连。
5.根据权利要求1所述的小型风电光伏发电系统，其特征在于，所述变桨机构采用直流驱动方式，蓄电池的输出端通过变压器对变桨机构进行供电，变桨机构的电源回路设有与控制器输出端相连的继电器。
6.根据权利要求1所述的小型风电光伏发电系统，其特征在于，所述控制器的输入端连有传感器组件，所述传感器组件包括用于检测外部环境亮度的感光传感器、用于检测发电机转速的速度传感器和用于检测发电机温度的温度传感器。
7.根据权利要求1所述的小型风电光伏发电系统，其特征在于，所述控制器的输入端连有传感器组件，所述传感器组件包括用于检测外部环境亮度的感光传感器、用于检测发电机转速的速度传感器和用于检测发电机温度的温度传感器。
8.根据权利要求1-7任一所述的小型风电光伏发电系统，其特征在于，所述风力发电模块和光伏发电模块整体都集中安装在路灯杆(1)上，所述路灯杆(1)内部开设有灯杆内腔(10)，所述路灯杆(1)的杆壁上安装有用于照明的(13)，所述路灯杆(1)的顶部安装有发电机(2)，发电机(2)输入端连有叶轮(20)，所述发电机(2)的一侧安装有风力风向仪(21)，所述发电机(2)整体安装在转动台(12)顶部，转动台(12)固定在变桨电机(11)的电机轴顶部，所述变桨电机(11)内置安装在灯杆内腔(10)内，所述灯杆内腔(10)内安装有(14)和(15)，所述路灯杆(1)的顶部杆壁两侧安装有太阳能电池板(3)，所述发电机(2)的输出端、太阳能电池板(3)的输出端与(14)输入端电气相连，所述变桨电机(11)的控制端与(15)的输出端电气相连，所述风力风向仪(21)的输出端与(15)的输入端电气相连，所述(14)的输出端与变桨电机(11)和(13)的电源端电气相连。
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