CN113726266A - 一种海洋波浪能与太阳能组合发电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种海洋波浪能与太阳能组合发电系统，属于海洋技术领域。本海洋波浪能与太阳能组合发电系统包括设置在海岛周围的波浪能发电组件、架设在海岛上的太阳能发电组件、直流并网模块、储能模块和逆变器模块；波浪能发电组件、太阳能发电组件均和直流并网模块输入端连接，直流并网模块输出端和储能模块连接，储能模块通过逆变器模块连接电网。本海洋波浪能与太阳能组合发电系统实现了海洋环境下的多能互补发电和多元化电能输出，相比单一发电的发电效率更高。
Description
技术领域
本发明属于海洋救援技术领域，特别涉及一种海洋波浪能与太阳能组合发电系统。
背景技术
波浪能发电是以波浪的能量为动力生产电能，波浪能是一种近乎无限的能量资源，利用波浪能发电给工业和生活用电带来了供电保障，带来了很大的方便。目前，常用的波浪能发电技术是采用波浪能采集机构采集波浪能，通过能量转换机构和发电机将波浪波动产生的能量转化为电能，并将发电机直接接入电网或直接带电器负载，将产生的电能直接并网或使用。
但是，由于波浪能的间歇性和波动性，发电机产生的电能质量无法达到直接并网和使用的要求，将产生的电能直接接入电网会对电网带来不利影响。
同理，太阳能发电也存在不确定性，如果能把这两种发电机制结合起来，二者互补，将大大提高发电效率，这也符合最近几年的新能源发展中多能互补的潮流。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种海洋波浪能与太阳能组合发电系统，以实现海洋环境下的多能互补发电。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种海洋波浪能与太阳能组合发电系统，其特征在于，包括设置在海岛周围的波浪能发电组件、架设在海岛上的太阳能发电组件、直流并网模块、储能模块和逆变器模块；所述波浪能发电组件、所述太阳能发电组件均和所述直流并网模块输入端连接，所述直流并网模块输出端和所述储能模块连接，所述储能模块通过逆变器模块连接电网。
在上述的海洋波浪能与太阳能组合发电系统中，所述波浪能发电组件包括波浪能采集器、传动组件、发电机和整流器，所述波浪能采集器采集波浪动能并通过传动组件传递给发电机发电，所述整流器用于将发电机输出的电流转换为直流电并并入直流并网模块。
在上述的海洋波浪能与太阳能组合发电系统中，所述太阳能发电组件包括光伏板和第一DC/DC变换器；所述第一DC/DC变换器连接在光伏板的输出端，用于将光伏板输出的电能变换为直流电并并入直流并网模块。
在上述的海洋波浪能与太阳能组合发电系统中，所述储能模块包括蓄电池和第二DC/DC变换器，所述直流并网模块输出端通过第二DC/DC变换器和所述蓄电池连接。
在上述的海洋波浪能与太阳能组合发电系统中，所述逆变器模块包括第一逆变器和第二逆变器，所述蓄电池通过第一逆变器和电网连接；所述蓄电池通过第二逆变器和交流负载连接。通过逆变器模块实现了蓄电池对交流负载供电以及对电网输电的多元化功能。
在上述的海洋波浪能与太阳能组合发电系统中，所述蓄电池为锂电池组、铅酸电池组和镍氢电池组中的一种。
在上述的海洋波浪能与太阳能组合发电系统中，所述第一逆变器和所述电网之间设有升压器。通过升压器将经第一逆变器转变后的交流电的电压升高，以便进行远距离输送。
在上述的海洋波浪能与太阳能组合发电系统中，所述蓄电池还第三DC/DC变换器连接直流负载。通过第三DC/DC变换器将蓄电池的电能进行调压，使之转变为直流负载可用的电流，以便海岛上各种直流负载能够直接使用电能。
与现有技术相比，本海洋波浪能与太阳能组合发电系统具有以下优点：通过将波浪能和太阳能转换成电能，并使电能存储在蓄电池组内的蓄电池中，进而达到新能源开发利用的效果；通过逆变器将蓄电池中的电能并入电网，为实现海岛区域小电网供电提供了可靠和便利的解决方案；利用了可再生清洁能源，对实现海岛能源多元化、节能减排和提高竞争力具有重要价值。
附图说明
图1是实施例一的海洋波浪能与太阳能组合发电系统的系统总体架构图。
图2是实施例二的海洋波浪能与太阳能组合发电系统的系统总体架构图。
图中，1、波浪能发电组件；2、太阳能发电组件；3、直流并网模块；4、储能模块；5、逆变器模块；6、波浪能采集器；7、传动组件；8、发电机；9、整流器；10、增压器；11、调速阀；12、水轮机；13、光伏板；14、第一DC/DC变换器；15、蓄电池；16、第二DC/DC变换器；17、第一逆变器；18、第二逆变器；19、电网；20、交流负载；21、升压器；22、第三DC/DC变换器；23、直流负载。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示，本海洋波浪能与太阳能组合发电系统包括设置在海岛周围的波浪能发电组件1、架设在海岛上的太阳能发电组件2、直流并网模块3、储能模块4和逆变器模块5；波浪能发电组件1、太阳能发电组件2均和直流并网模块3输入端连接，直流并网模块3输出端和储能模块4连接，储能模块4通过逆变器模块5连接电网19。
具体的说，波浪能发电组件1包括波浪能采集器6、传动组件7、发电机8和整流器9，波浪能采集器6采集波浪动能并通过传动组件7传递给发电机8发电，整流器9用于将发电机8输出的电流转换为直流电并并入直流并网模块3。其中的传动组件7包括增压器10、调速阀11和水轮机12，波浪能采集器6输出的机械能通过增压器10增压，经调速阀11驱动水轮机12旋转，水轮机12旋转再带动发电机8进行发电。需要说明的是，本实施例中的水轮机12在其他实施例中还可以采用涡轮机代替。
太阳能发电组件2包括光伏板13和第一DC/DC变换器14；第一DC/DC变换器14连接在光伏板13的输出端，用于将光伏板13输出的电能变换为直流电并并入直流并网模块3。这里的光伏板13为多个，经过汇流箱汇流后再经第一DC/DC变换器14进行转换。光伏板13采用万向接头安装在其对应的支架上，并通过驱动电机定时转动，以便光伏板13能够最大化的采集光能。
储能模块4包括蓄电池15和第二DC/DC变换器16，直流并网模块3输出端通过第二DC/DC变换器16和蓄电池15连接。具体的，蓄电池15为锂电池组、铅酸电池组和镍氢电池组中的一种；作为最佳实施例，蓄电池15采用锂电池组构成。
逆变器模块5包括第一逆变器17和第二逆变器18，蓄电池15通过第一逆变器17和电网19连接；蓄电池15通过第二逆变器18和交流负载20连接。通过逆变器模块5实现了蓄电池15对交流负载20供电以及对电网19输电的多元化功能。
实施例二：
如图2所示，本发明实施例二提供的又一种基于物联网的海洋救援系统，该系统在上述实施例一系统结构基础上，进行改进：在第一逆变器17和电网19之间设有升压器21。通过升压器21将经第一逆变器17转变后的交流电的电压升高，以便进行远距离输送，并减少电能损失。此外，蓄电池15还通过第三DC/DC变换器22连接直流负载23。通过第三DC/DC变换器22将蓄电池15的电能进行调压，使之转变为直流负载23可用的电流，以便海岛上各种直流负载23能够直接使用电能，例如用于驱动光伏板13定时转动的驱动电机、海岛上的信号灯等等。
本发明的原理如下：
在有阳光时，布置在海岛上的光伏板13将光能转化为电能，然后经第一DC/DC变换器14转换后输送给直流并网模块3。
在有海浪时，布置在海岛周边海域的波浪能采集器6采集波浪能，通过增压器10增压，然后在调速阀11的控制下输送给水轮机12，水轮机12转动带动发电机8进行发电，通过调速阀11控制使得发电过程稳定，最终电流通过整流器9整流后输送给直流并网模块3。
直流并网模块3接收上述电能后，通过其输出端输送给第二DC/DC变换器16进行转换，进而输送给储能模块4的锂电池组进行存储。另一方面，蓄电池15内的电能通过三路输出：第一路为通过第三DC/DC变换器22转换后输送给直流负载23；第二路为通过第一逆变器17转换后输送给电网19，经过第一逆变器17后的电流更为稳定，对电网19冲击小；第三路为通过第二逆变器18转换后输送给交流负载20。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (8)
1.一种海洋波浪能与太阳能组合发电系统，其特征在于，包括波浪能发电组件(1)、太阳能发电组件(2)、直流并网模块(3)、储能模块(4)和逆变器模块(5)；所述波浪能发电组件(1)、所述太阳能发电组件(2)均和所述直流并网模块(3)输入端连接，所述直流并网模块(3)输出端和所述储能模块(4)连接，所述储能模块(4)通过逆变器模块(5)连接电网(19)。
2.根据权利要求1所述的海洋波浪能与太阳能组合发电系统，其特征在于，所述波浪能发电组件(1)包括波浪能采集器(6)、传动组件(7)、发电机(8)和整流器(9)，所述波浪能采集器(6)采集波浪动能并通过传动组件(7)传递给发电机(8)发电，所述整流器(9)用于将发电机(8)输出的电流转换为直流电并并入直流并网模块(3)。
3.根据权利要求1所述的海洋波浪能与太阳能组合发电系统，其特征在于，所述太阳能发电组件(2)包括光伏板(13)和第一DC/DC变换器(14)；所述第一DC/DC变换器(14)连接在光伏板(13)的输出端，用于将光伏板(13)输出的电能变换为直流电并并入直流并网模块(3)。
4.根据权利要求1所述的海洋波浪能与太阳能组合发电系统，其特征在于，所述储能模块(4)包括蓄电池(15)和第二DC/DC变换器(16)，所述直流并网模块(3)输出端通过第二DC/DC变换器(16)和所述蓄电池(15)连接。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的海洋波浪能与太阳能组合发电系统，其特征在于，所述逆变器模块(5)包括第一逆变器(17)和第二逆变器(18)，所述蓄电池(15)通过第一逆变器(17)和电网(19)连接；所述蓄电池(15)通过第二逆变器(18)和交流负载(20)连接。
6.根据权利要求5所述的海洋波浪能与太阳能组合发电系统，其特征在于，所述蓄电池(15)为锂电池组、铅酸电池组和镍氢电池组中的一种。
7.根据权利要求5所述的海洋波浪能与太阳能组合发电系统，其特征在于，所述第二逆变器(18)和所述电网(19)之间设有升压器(21)。
8.根据权利要求5所述的海洋波浪能与太阳能组合发电系统，其特征在于，所述蓄电池(15)还第三DC/DC变换器(22)连接直流负载(23)。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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