CN204539045U - 一种用于高速公路上的风光发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于高速公路上的风光发电系统，由太阳能光伏阵列、风机、永磁发电机、电线、电网和负载等组成。当有太阳光照射到太阳能光伏阵列时，其将光能转换成电能从而发电，当高速公路上行驶的汽车沿隔离带侧通过时，产生的风力带动发动机发电。工作方式为永磁发电机输出交流电，经整流后变成直流电，同时和光伏阵列的直流电经控制器的控制，对蓄电池进行充电。控制器除了控制永磁发电机和太阳能光伏阵列对蓄电池的充电外，还包括对蓄电池向负载放电的管理。风光发电系统采用变速恒频控制方式，发动机采用永磁同步发电机，其不仅能够提供稳定连续的电能，并且能够提供工频交流220V和380V两种类型的电能。

Description

一种用于高速公路上的风光发电系统

技术领域

本实用新型涉及新能源发电技术领域，具体地是涉及一种用于高速公路上的风光发电系统。

背景技术

在一些风力资源丰富、光照充分的地区常常是一些比较或者非常偏僻的地区，这里常常离城镇较远，同时也离电站和配电单位非常的远。这里无水力资源可用，也无矿石资源(石油、煤炭和天然气等)，为了给这些地区提供电源，政府常常要铺设很长，很复杂的输电线路，为此而浪费了大量的财力。而且其用电量也不大，可能消耗在输电线路上的量要占其使用量的一个无法忽略的部分。向这些地区输送电能是一件得不偿失的事情，需要很大的先期投入(漫长的送电线路铺设)，以及微薄的回报(微不足道的用电量)。

在高速公路修建过程中，常常要通过一些偏远的地区以减少修建距离，在这些地区路况很恶劣；还有一些地区，本来就很荒凉，如西藏、蒙古、新疆等西北地区；在这些区域，高速公路信息控制尤为主要。而这些信息控制设备(信息牌、交通信号灯、广播以及移动通讯设备)都要求电力不中断供应，低成本运行。

今天，随着不可再生的化石能源大量消耗，已有的不可再生能源储备已经到了临界点，根据当前石油、天然气和煤炭等的年消耗量，目前已经探测的化石能源仅仅能够维持人类消耗几十年能源危机已成为一个让各个工业发达国家提心吊胆而又无法回避的难题。也许，在可见的未来我们的生活会因为能源危机变得完全不同，在面对这个全球性的难题时，各国的答案也是相同的，那就是可再生能源。无污染可再生能源正在被全世界推崇，在各个行业中，越来越多的设备采用了可再生能源，而越来越多的新技术在加入到可再生能源的推广中在此，我们注意到有些能源是可再生的，也是无污染的，那就是汽车经过高速公路带动空气流动所形成的风能。小型风力发电机一般将风力发电机组发出的电能用储能设备储存起来(一般用蓄电池)，需要时再提供给负载(可直流供电，亦可用逆变器变换为交流供给用户)，独立运行的风力发电机组，又称为离网型风力发电机组，是把风力发电机组输出的电能经蓄电池蓄能，再供给设备使用。如设备需要交流电，则须在蓄电池与用户之间为加装逆变器。但是众所周知，高速公路上的风力资源具有不连续性，难以为设备提供稳定连续的电能。而且在现有市场上出现的风力发电设备中，有许多发电设备不能提供工频交流220V和380V，无法满足道路交通控制信息设备的需要。

因此，本实用新型的发明人亟需构思一种新技术以改善其问题。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种不仅能够提供稳定连续的电能，并且能够提供工频交流220V和380V两种类型电能的用于高速公路上的风光发电系统。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种用于高速公路上的风光发电系统，包括太阳能光伏阵列、风机、永磁发电机、电线、电网。

其中所述太阳能光伏阵列和所述风机均呈两列连续平铺固定安装在隔离带的两侧护栏的内侧，所述风机与所述永磁发电机连接，所述永磁发电机呈两列固定安装在所述太阳能光伏阵列的下面靠车道处，所述太阳能光伏阵列和所述永磁发电机的输出端通过电线和电网连接。

所述电网包括整流电路、控制器、逆变器控制器、逆变器主电路、滤波电路，所述永磁发电机的输出端通过电线与所述整流电路连接，所述整流电路和所述太阳能光伏阵列的输出端与所述控制器连接，所述控制器将直流电分别发送给蓄电池、直流用电设备和所述逆变器主电路，所述逆变器主电路通过所述滤波电路后将工频交流电发送给交流用电设备和所述逆变器控制器，所述逆变器控制器的输出端与所述逆变器主电路连接。

优选地，所述控制器的电路结构包括电解电容C1、电容C2、场效应管Q1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、熔断器F1、二极管D7、二极管D8和控制芯片，所述太阳能光伏阵列的第一输入端与二极管D8的正极连接，二极管D8的负极与熔断器F1连接；电解电容C1与电容C2并联后一端与熔断器F1连接，另一端与场效应管Q1的源极连接；场效应管Q1的棚极与控制芯片连接，场效应管Q1的漏极与电阻R1连接，电阻R1的另一端与熔断器F1连接；电阻R2与电阻R3串联后与电阻R4并联，电阻R2和电阻R4的一端与熔断器F1连接，电阻R3和电阻R4的一端与电阻R5连接，场效应管Q1的源极与电阻R5连接，电阻R5的另一端和控制芯片的输出端均与蓄电池的负极连接，蓄电池的正极与熔断器F1连接。

优选地，所述整流电路包括整流二极管D1、整流二极管D2、整流二极管D3、整流二极管D4、整流二极管D5、整流二极管D6，其中整流二极管D1与整流二极管D2串联，整流二极管D3与整流二极管D4串联，整流二极管D5与整流二极管D6串联；所述风机的第一输出端与整流二极管D1的正极连接，所述风机的第二输出端与整流二极管D3的正极连接，所述风机的第三输出端与整流二极管D5的正极连接；整流二极管D1的负极与整流二极管D3的负极和整流二极管D5的负极连接，整流二极管D2的正极与整流二极管D4的正极和整流二极管D6的正极连接。

优选地，所述控制芯片为SG3525电压型脉宽调制芯片。

采用上述技术方案，本实用新型至少包括如下有益效果：

1.本实用新型所述的用于高速公路上的风光发电系统，当有太阳光照射到太阳能光伏阵列时，其将光能转换成电能从而发电，当高速公路上行驶的汽车沿隔离带侧通过时，产生的风力带动发动机发电。这种用于高速公路上的风光发电系统，不仅安装方便，而且具有寿命长、节约能源、环保等优点，另一方面还美化了高速公路的景观建设，形成了亮丽的风景线。

2.本实用新型所述的用于高速公路上的风光发电系统，由太阳能光伏阵列、风机、永磁发电机、电线、电网和负载等组成。工作方式为永磁发电机输出交流电，经整流后变成直流电，同时和光伏阵列的直流电经控制器的控制，对蓄电池进行充电。控制器除了控制永磁发电机和太阳能光伏阵列对蓄电池的充电外，还包括对蓄电池向负载放电的管理。风光发电系统采用变速恒频控制方式，发动机采用永磁同步发电机，不仅能够提供稳定连续的电能，并且能够提供工频交流220V和380V两种类型的电能。

附图说明

图1为本实用新型所述的用于高速公路上的风光发电系统的原理图；

图2为本实用新型所述的用于高速公路上的风光发电系统的部分电路图。

其中：1.风机，2.永磁发电机，3.太阳能光伏阵列。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1至图2所示，为符合本实用新型的一种用于高速公路上的风光发电系统，包括太阳能光伏阵列3、风机1、永磁发电机2、电线、电网。

其中所述太阳能光伏阵列3和所述风机1均呈两列连续平铺固定安装在隔离带的两侧护栏的内侧，所述风机1与所述永磁发电机2连接，所述永磁发电机2呈两列固定安装在所述太阳能光伏阵列3的下面靠车道处，所述太阳能光伏阵列3和所述永磁发电机2的输出端通过电线和电网连接。

所述电网包括整流电路、控制器、逆变器控制器、逆变器主电路、滤波电路，所述永磁发电机2的输出端通过电线与所述整流电路连接，所述整流电路和所述太阳能光伏阵列3的输出端与所述控制器连接，所述控制器将直流电分别发送给蓄电池、直流用电设备和所述逆变器主电路，所述逆变器主电路通过所述滤波电路后将工频交流电发送给交流用电设备和所述逆变器控制器，所述逆变器控制器的输出端与所述逆变器主电路连接。其最终输出电压由所述逆变器控制器根据输出的电流/电压检测信号反馈确认，控制工频交流220V或380V电压输出。

当有太阳光照射到太阳能光伏阵列3，则太阳能光伏阵列3将光能转换成电能，从而发电，当高速公路上行驶的汽车沿隔离带侧通过时，产生的风力带动永磁发动机2发电。这种用于高速公路上的风光发电系统，不仅安装方便，而且具有寿命长、节约能源、环保等优点，另一方面还美化了高速公路的景观建设，形成了亮丽的风景线。

优选地，所述控制器的电路结构包括电解电容C1、电容C2、场效应管Q1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、熔断器F1、二极管D7、二极管D8和控制芯片，所述太阳能光伏阵列3的第一输入端与二极管D8的正极连接，二极管D8的负极与熔断器F1连接；电解电容C1与电容C2并联后一端与熔断器F1连接，另一端与场效应管Q1的源极连接；场效应管Q1的棚极与控制芯片连接，场效应管Q1的漏极与电阻R1连接，电阻R1的另一端与熔断器F1连接；电阻R2与电阻R3串联后与电阻R4并联，电阻R2和电阻R4的一端与熔断器F1连接，电阻R3和电阻R4的一端与电阻R5连接，场效应管Q1的源极与电阻R5连接，电阻R5的另一端和控制芯片的输出端均与蓄电池的负极连接，蓄电池的正极与熔断器F1连接。

二极管D8为防反二极管，以保证太阳能光伏阵列3的单向导电性，同时避免了风机1整流电压和蓄电池对太阳能光伏阵列3的影响.二极管D7及熔断器F1的加入防止了蓄电池的反接，即当蓄电池反接时，通过二极管D7构成短路回路，过大的短路电流使熔断器F1快速熔断切断电路，从而保护了其它元器件。

优选地，所述整流电路包括整流二极管D1、整流二极管D2、整流二极管D3、整流二极管D4、整流二极管D5、整流二极管D6，其中整流二极管D1与整流二极管D2串联，整流二极管D3与整流二极管D4串联，整流二极管D5与整流二极管D6串联；所述风机1的第一输出端与整流二极管D1的正极连接，所述风机1的第二输出端与整流二极管D3的正极连接，所述风机1的第三输出端与整流二极管D5的正极连接；整流二极管D1的负极与整流二极管D3的负极和整流二极管D5的负极连接，整流二极管D2的正极与整流二极管D4的正极和整流二极管D6的正极连接。

优选地，所述控制芯片为SG3525电压型脉宽调制芯片。

本实施例设计的用于高速公路上的风光发电系统由太阳能光伏阵列3、风机1、永磁发电机2、电线、电网和负载等组成。工作方式为永磁发电机2输出交流电，经整流后变成直流电，同时和光伏阵列的直流电经控制器的控制，对蓄电池进行充电。控制器除了控制永磁发电机2和太阳能光伏阵列3对蓄电池的充电外，还包括对蓄电池向负载放电的管理。风光发电系统采用变速恒频控制方式，发动机采用永磁同步发电机，其不仅能够提供稳定连续的电能，并且能够提供工频交流220V和380V两种类型的电能。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的任何等同变化，均应仍处于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (4)

1.一种用于高速公路上的风光发电系统，其特征在于：包括太阳能光伏阵列、风机、永磁发电机、电线、电网；

其中所述太阳能光伏阵列和所述风机均呈两列连续平铺固定安装在隔离带的两侧护栏的内侧，所述风机与所述永磁发电机连接，所述永磁发电机呈两列固定安装在所述太阳能光伏阵列的下面靠车道处，所述太阳能光伏阵列和所述永磁发电机的输出端通过电线和电网连接；

所述电网包括整流电路、控制器、逆变器控制器、逆变器主电路、滤波电路，所述永磁发电机的输出端通过电线与所述整流电路连接，所述整流电路和所述太阳能光伏阵列的输出端与所述控制器连接，所述控制器将直流电分别发送给蓄电池、直流用电设备和所述逆变器主电路，所述逆变器主电路通过所述滤波电路后将工频交流电发送给交流用电设备和所述逆变器控制器，所述逆变器控制器的输出端与所述逆变器主电路连接。

2.如权利要求1所述的用于高速公路上的风光发电系统，其特征在于：所述控制器的电路结构包括电解电容C1、电容C2、场效应管Q1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、熔断器F1、二极管D7、二极管D8和控制芯片，所述太阳能光伏阵列的第一输入端与二极管D8的正极连接，二极管D8的负极与熔断器F1连接；电解电容C1与电容C2并联后一端与熔断器F1连接，另一端与场效应管Q1的源极连接；场效应管Q1的棚极与控制芯片连接，场效应管Q1的漏极与电阻R1连接，电阻R1的另一端与熔断器F1连接；电阻R2与电阻R3串联后与电阻R4并联，电阻R2和电阻R4的一端与熔断器F1连接，电阻R3和电阻R4的一端与电阻R5连接，场效应管Q1的源极与电阻R5连接，电阻R5的另一端和控制芯片的输出端均与蓄电池的负极连接，蓄电池的正极与熔断器F1连接。

3.如权利要求1所述的用于高速公路上的风光发电系统，其特征在于：所述整流电路包括整流二极管D1、整流二极管D2、整流二极管D3、整流二极管D4、整流二极管D5、整流二极管D6，其中整流二极管D1与整流二极管D2串联，整流二极管D3与整流二极管D4串联，整流二极管D5与整流二极管D6串联；所述风机的第一输出端与整流二极管D1的正极连接，所述风机的第二输出端与整流二极管D3的正极连接，所述风机的第三输出端与整流二极管D5的正极连接；整流二极管D1的负极与整流二极管D3的负极和整流二极管D5的负极连接，整流二极管D2的正极与整流二极管D4的正极和整流二极管D6的正极连接。

4.如权利要求2所述的用于高速公路上的风光发电系统，其特征在于：所述控制芯片为SG3525电压型脉宽调制芯片。