CN201835988U - 一种风光互补智能发电系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型属于风光能源装置技术领域，具体涉及一种风光互补智能发电系统。本实用新型的特点是所述的风力发电机采用稀土永磁无碳刷、无铁芯风力发电机；控制器部分采用风光互补智能控制器；蓄电池采用锂电池。稀土永磁无碳刷、无铁芯风力发电机与智能控制器连接；光伏发电部分与智能控制器连接；智能控制器、锂电池、逆变器、负载依次连接；本实用新型利用风能、太阳能能源的互补性，获得比较稳定的电能输出，具有较高的稳定性和可靠性；能够实现风光互补智能发电供电，具有较好的社会效益和经济效益。

Description

一种风光互补智能发电系统
技术领域
本实用新型属于风光能源装置技术领域，具体涉及一种风光互补智能发电系统。
背景技术
近年来，世界各国逐渐认识到常规能源利用过程中对环境和生态系统的破坏，纷纷把可再生、无污染的新能源的开发利用作为可持续发展的重要内容。风光互补发电系统是利用风能和太阳能资源的互补性，具有较高性价比的一种新型能源发电系统，具有很好的应用前景。最初的风光互补发电系统，就是将风力机和光伏组件进行简单的组合，大多使用寿命不长。近几年来逐渐发展起来的风光互补发电系统主要由风力发电机组、太阳能光伏电池组、控制器、蓄电池、逆变器、交流直流负载等部分组成。该发电系统是集风能、太阳能及蓄电池等多种能源发电技术及系统智能控制技术为一体的复合可再生能源发电系统，具有较好的应用前景。
中国专利文献（公开号CN201367984）公开了名称为《风光互补发电系统》的实用新型专利技术，该实用新型专利技术公开了一种风光互补发电系统，该系统包括：将风能转化为电能的风力发电机，风力发电机连接逆变转换器及充电电流控制器，充电电流控制器在连接的MCU的控制下，将阈值范围内的电能输入至连接的蓄电池；太阳能板连接充电控制电路，充电控制电路在连接的MCU控制下，将电能输出至连接的稳压电路，稳压电路在连接的MCU控制下，将电能输入至连接的蓄电池，所述MCU通过对充电控制电路的电能检测控制蓄电池的充电。 但是该实用新型中的风光互补发电系统由于采用铅酸蓄电池存在铅酸污染问题，同时功率消耗较大，体积较大，使用寿命较短。
发明内容
为了克服已有的风光互补发电系统存在的铅酸污染、功率消耗大、体积大、寿命短的缺陷，本实用新型提供一种风光互补智能发电系统。
本实用新型的风光互补智能发电系统，包括：
风力发电部分是利用风力机将风能转换为机械能，通过风力发电机将机械能转换为电能，再通过控制器对蓄电池进行充电，经过逆变器对负载供电； 
光伏发电部分利用太阳能电池板的光伏效应将光能转换为电能，然后对蓄电池充电，通过逆变器将直流电转换为交流电对负载进行供电； 
逆变器部分由几台逆变器组成，把蓄电池中的直流电变成标准的220v交流电，保证交流电负载设备的正常使用。同时还具有自动稳压功能，可改善风光互补智能发电系统的供电质量； 
控制器部分根据日照强度、风力大小及负载的变化，不断对蓄电池组的工作状态进行切换和调节：一方面把调整后的电能直接送往直流或交流负载。另一方面把多余的电能送往蓄电池组存储。发电量不能满足负载需要时，控制器把蓄电池的电能送往负载，保证了整个系统工作的连续性和稳定性； 
蓄电池部分由多块蓄电池组成，在系统中同时起到能量调节和平衡负载两大作用。它将风力发电机和太阳能电池板输出的电能转化为化学能储存起来，以备供电不足时使用。 
本实用新型的特点是所述的风力发电机采用稀土永磁无碳刷、无铁芯风力发电机；
控制器部分采用智能控制器；
蓄电池采用锂电池。
本实用新型的风光互补智能发电系统能够根据风力和太阳辐射变化情况，在以下三种模式下运行：风力发电机组单独向负载供电；光伏发电部分单独向负载供电；风力发电机组和光伏发电部分联合向负载供电。 
本实用新型利用风能、太阳能能源的互补性，获得比较稳定的电能输出，智能发电系统有较高的稳定性和可靠性； 在保证同样供电的情况下，可大大减少储能蓄电池的容量； 通过合理地设计与匹配，可以基本上实现由风光互补智能发电系统供电，具有较好的社会效益和经济效益。
附图说明
图1为本实用新型的原理结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
图1为本实用新型的原理结构框图，从图1可以看出，本实用新型的风光互补智能发电系统，包括太阳能电池板，风力发电机，智能控制器、逆变器，锂电池组。
本实用新型的风光互补智能发电系统中的风力发电机采用市售的稀土永磁无碳刷、无铁芯风力发电机，锂电池采用四川晨洋科技研究所有限公司生产的充氮式锂离子动力电池（发明专利申请号201010135292.1），智能控制器采用市售的由微处理器、微机系统或单片机制成的风光互补智能控制器。
太阳能电池板吸收光能并将光能转换为电能，通过电缆线输送至智能控制器，再由智能控制器输送至锂电池组进行储存；稀土永磁无碳刷、无铁芯风力发电机经过风力使叶片转动转换为电能，通过电缆线输送至智能控制器，直接供给直流负载或输送至充氮式锂离子动力电池组进行储存；逆变器将充氮式锂离子动力电池组中储存的直流电源进行升压、逆变后转换成交流电源输出，供给交流负载。
稀土永磁无碳刷、无铁芯风力发电机，用于将风能转换为电能，能够轻风启动，微风发电，可靠性高、运转噪声小、无机械磨损、发电效率高、整机寿命长。稀土永磁无碳刷、无铁芯风力发电机采用磁悬浮技术，结合超级磁铁的磁力，将电机线圈悬浮于一定的空间，在没有任何摩擦的情况下，依靠风力推动电机转动并切割磁力线发出直流电。
风光互补智能控制器采用微处理器、微机系统或单片机组成，能够较好地对太阳能电池板、风力发电机的运行进行控制保护，对蓄电池组充电进行智能管理及保护，将直流电源变成220V的交流电源输出。
充氮式锂离子动力电池容量大，体积小、寿命长、易充电。
实施例1   400W的风光互补智能发电系统
需要配置2块150W/块的太阳能电池板、400W风力发电机一台、500W风光互补智能控制器一台、24V/200AH充氮式锂离子动力电池6块，500W逆变器一台。太阳能电池板和风力发电机与风光互补智能控制器连接，风光互补智能控制器分别对太阳能电池板和风力发电机产生的电能进行控制保护，将电能输送至大容量锂电池组储存。
实施例2   1000W的风光互补智能发电系统
需要配置2块180W/块的太阳能电池板、1000W风力发电机一台、1000W风光互补智能控制器一台、48V/200AH充氮式锂离子动力电池12块，1000W逆变器一台。太阳能电池板和风力发电机与风光互补智能控制器连接，风光互补智能控制器分别对太阳能电池板和风力发电机产生的电能进行控制保护，将电能输送至大容量锂电池组储存。
实施例3，3000W的风光互补智能发电系统
需要配置6块180W/块的太阳能电池板、3000W风力发电机一台、3000W风光互补智能控制器一台、108V/200AH充氮式锂离子动力电池28块，3000W逆变器一台。太阳能电池板和风力发电机与风光互补智能控制器连接，风光互补智能控制器分别对太阳能电池板和风力发电机产生的电能进行控制保护，将电能输送至大容量锂电池组储存。
下面根据实施例1~3的相关参数制成表1。
表1为实施例1~3的相关参数对照表
Figure 2010205177005100002DEST_PATH_IMAGE001
智能控制器逆变将单体充氮式锂离子动力电池3.7V~4.2V多块串连升压至24V、48V、108V或其它所需电压，然后通过智能控制器逆变再升压至220V，这样就可供居家照明和家用电器以及特殊场合下如油田、办公室等用电。
实施例4  风光互补智能发电系统用于路灯照明
将稀土永磁无碳刷、无铁芯风力发电机、太阳能电池板、充氮式锂离子动力电池、LED和相应的智能控制器组装成供电系统，锂电池埋在电杆底部，防水防潮，太阳能电池板装配在电杆中段相应部位，风力发电装置安装在电杆顶部，LED灯安装在电杆相应高度。由风能、太阳能转换成电能，储存在锂电池中，通过控制器升压将锂电池3.7V——4.2V的电压升压至24V，供LED发光照明，而通过光控，光线强时自动关闭照明电源，光线暗时自动开启LED开关照明。
本实用新型的效果是：节能、无污染、安全可靠、寿命长，可达10年以上，适应性强、不仅适用于家用电器、家居照明和路灯、还可用于道路监控摄像设备和红绿灯交通指挥系统。
本发明或实用新型与单项能源供电比较的优势是：（1）利用风能、太阳能的互补性，可以获得比较稳定的输出，系统有较高的稳定性和可靠性；（2）在保证同样供电的情况下，可大大减少储能蓄电池的容量。 

Claims (1)

1.一种风光互补智能发电系统，包括风力发电部分采用风力发电机、光伏发电部分、控制器、蓄电池、逆变器、负载；其特征在于：所述的风力发电机采用稀土永磁无碳刷、无铁芯风力发电机；控制器采用智能控制器；蓄电池采用锂电池；稀土永磁无碳刷、无铁芯风力发电机与智能控制器连接；光伏发电部分与智能控制器连接；智能控制器、锂电池、逆变器、负载依次连接。
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CN102982691A (zh) * 2012-10-29 2013-03-20 宋小卫 一种改进的多功能风能交通灯

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