CN201821121U - 风光互补独立电源 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种风光互补独立电源，包括一风力发电单元、一太阳能发电单元、一能量转换单元、一能量存储单元，以及一控制单元，所述风力发电单元、太阳能发电单元、能量存储单元以及控制单元均与所述能量转换单元连接，且所述能量存储单元再通过所述控制单元与风力发电单元连接。其优点在于：将太阳能发电和风力发电有机结合，形成一独立且互补电源，有效地解决了小型风力发电机的微风启动和微风偏航跟风难题，并改善了小型风力发电机的使用条件和发电效率。

Description

风光互补独立电源 
【技术领域】
本实用新型涉及一种小型风力发电机，特别涉及一种风力发电和太阳能发电两种发电形式的互补型独立电源。 
【背景技术】
小型风力发电机的发电量由其风叶的转速决定，为了有效提高风叶的转速，传统的小型风力发电机的风叶多采用超轻量薄幅翼，以减少转动过程所受的阻力。但这种超轻量薄幅翼型的风力发电机的致命弱点在于对启动风速的依赖，以及最有效正面受风的偏航跟风。如400W风力发电机的启动，通常要求有2.8米/秒以上的风速(相当3级以上)，而维持发电只需0.8米/秒的风速，因此存在微风启动和微风偏航跟风难题。。 
【实用新型内容】
本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种风光互补独立电源，将太阳能发电和风力发电有机结合，形成一独立且互补电源，有效地解决了小型风力发电机的微风启动和微风偏航跟风难题。 
本实用新型是这样实现的：一种风光互补独立电源，包括一风力发电单元、一太阳能发电单元、一能量转换单元、一能量存储单元，以及一控制单元，所述风力发电单元、太阳能发电单元、能量存储单元以及控制单元均与所述能量转换单元连接，且所述能量存储单元再通过所述控制单元与风力发电单元连接。 
所述控制单元包括相互连接的一综合控制器及一PC机，所述综合控制器与所述能量转换单元集成为一体。 
所述控制单元还包括一电位器，该电位器分别与所述风力发电单元、综合控制器及能量存储单元连接。 
本实用新型的优点在于：将太阳能发电和风力发电有机结合，形成一独立且互补电源，有效地解决了小型风力发电机的微风启动和微风偏航跟风难题，并改善了小型风力发电机的使用条件和发电效率。 
【附图说明】
下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。 
图1是本实用新型原理结构框图。 
【具体实施方式】
请参阅图1所示，本实用新型的风光互补独立电源1，包括一风力发电单元11、一太阳能发电单元12、一能量转换单元13、一能量存储单元14，以及一控制单元15，所述风力发电单元11、太阳能发电单元12、能量存储单元14以及控制单元15均与所述能量转换单元13连接，且所述能量存储单元14再通过所述控制单元15与风力发电单元11连接。该风光互补独立电源通过所述能量转换单元13或能量存储单元14分别连接负载2。所述控制单元15包括相互连接的一综合控制器151、一电位器152及一PC机153，所述综合控制器151与所述能量转换单元13集成为一体，所述电位器152分别与所述风力发电单元11、综合控制器151及能量存储单元14连接，但不限于此。 
本实用新型的风光互补独立电源1是利用静态力学与动态力学的原理，将处于静态状况的风力发电单元11的风叶用电力使其处于低速运转状态。根据不同发电机的发电性能，测试其在最佳平衡转速时点的发电电位，其最佳平衡转速计算公式为： 
N = ( 1 - r o + r 4 + q ) × W o ( r 1 - r 2 ) × W 1 + r 2 × W 2 × N 1
N：最佳平衡转速； 
ro：风速＞0.8m/s的风况比； 
r4：风速＞2.8m/s，且＜0.8m/s的风况比； 
q：风力发电单元的发电机内耗； 
W0：风力发电单元的发电机在风速为0.8m/s风况时点的发电量； 
N1：风力发电单元的发电机在风速为1.5m/s风况时点的转速； 
r1：风速＞1.5m/s的风况比； 
r2：风速＞2.8m/s的风况比； 
W1：风力发电单元的发电机在风速为1.5m/s风况时点的发电量； 
W2：风力发电单元的发电机在风速为2.8m/s风况时点的发电量； 
计算出最佳平衡转速之后储存于所述控制单元15内，通过电位器152对所述风力发电单元11的风叶实际转速进行监控，当风叶实际转速低于最佳平衡转速时包括无法启动状态，所述控制单元15即控制由所述能量存储单元14为所述风力发电单元11的风叶供电，使之保持最佳平衡转速的状态。 
具体原理如下所述： 
太阳能发电单元12和风力发电单元11所产出的能源通过能量转换单元13转化后提供给负载2使用，而多余的能源储存在能量存储单元14(如：蓄电池)中，即可通过所述能量转换单元13或能量存储单元14为负载2供电。在风速较小无法启动风力发电单元11的情况下或低于最佳平衡转速时，即可用能量储存单元14中的电能使风力发电单元11的风机启动，在风机动态运转的状况下，较小的风速即可保持风机正常转动。其偏航跟风的动态感知风速只需较小的风速即可。整个过程由所述控制单元15智能控制，通过所述电位器152的电位控制机能可控制系统的充放电，而有效地解决了小型风力发电机的微风启动和微风偏航跟风难题。极大地改善了小型风力发电机的使用条件和发电效率。 

Claims (3)

1.一种风光互补独立电源，其特征在于：包括一风力发电单元、一太阳能发电单元、一能量转换单元、一能量存储单元，以及一控制单元，所述风力发电单元、太阳能发电单元、能量存储单元以及控制单元均与所述能量转换单元连接，且所述能量存储单元再通过所述控制单元与风力发电单元连接。
2.根据权利要求1所述的风光互补独立电源，其特征在于：所述控制单元包括相互连接的一综合控制器及一PC机，所述综合控制器与所述能量转换单元集成为一体。
3.根据权利要求2所述的风光互补独立电源，其特征在于：所述控制单元还包括一电位器，该电位器分别与所述风力发电单元、综合控制器及能量存储单元连接。 
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