CN205377312U - 一种基于太阳能和风能的家庭清洁能源微电网结构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型属于太阳能和风能领域，尤其涉及一种基于太阳能和风能的家庭清洁能源微电网结构，该电网结构包括多输入直流变换器、太阳能发电系统以及风能发电系统，太阳能发电系统以及风能发电系统通过多输入直流变换器的两个输入端串联接入，通过电压与电流采集模块，用于采集太阳能发电系统以及风能发电系统的输出电压与电流，单片机控制多输入直流变换器的两个输入端的闭合与断开，将太阳能和风能的电压串联降压，并进行电能存储，与传统方式相比，控制更加简便。电网模型中，采用了太阳能跟光技术，提高了太阳能的利用率和微电网电能产生率。

Description

一种基于太阳能和风能的家庭清洁能源微电网结构
技术领域
本实用新型属于太阳能和风能领域，尤其涉及一种基于太阳能和风能的家庭清洁能源微电网结构。
背景技术
这几年随着大电网的规模不断扩大，它的弊端也日益凸显，微电网技术的出现正好有效地克服了大电网的诸多缺点，尤其是基于清洁能源的分布式能源的发展，微电网的发展越来越受到人们的关注。家庭式清洁能源微电网技术的发展可有很大优势，不仅使小型化家用清洁能源发电系统更家智能化，而且也减小了电网的负荷，改善了目前国家发电依旧依赖传统火力发电的现状，改善了目前空气质量日益严重的情况。发展这种家庭式微电网，减少原来传统输电线路上大量电能的损耗，能源的利用率大大提高。常规家庭清洁能源发电通常采用风光互补结构实现，这种方式是将太阳能发电和风力发电综合利用，实现互补输出应用。
在家庭清洁能源发电系统中，针对每一种能源形式，都需要一个直流—直流(DC/DC)变换器或者交流—直流(AC/DC)变换器，将能源产生的电能转换为直流输出，并联在公共的直流并联母线上。如果直接并联会导致一部分能源的电压关系无法存储在蓄电池或者超级电容等储能器中，浪费能源。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种基于太阳能和风能的家庭清洁能源微电网结构，能够使风能和太阳能综合利用，提高了微电网的太阳能利用效率。
本实用新型是这样实现的，该电网结构包括多输入直流变换器、太阳能发电系统以及风能发电系统，所述太阳能发电系统以及风能发电系统分别连接在多输入直流变换器的两个输入端使得太阳能发电系统以及风能发电系统形成串联的输出结构，设置电压与电流采集模块，用于采集太阳能发电系统以及风能发电系统的输出电压与电流，并将采集的信息输出至与其相连的单片机内，单片机与多输入直流变换器相连，控制多输入直流变换器的两个输入端，在所述多输入直流变换器的输出端连接蓄电池后输出至一逆变器内，通过逆变器的逆变处理后输出至负载，所述电压与电流采集模块与逆变器的输出连接，采集逆变器的输出电压与电流。
进一步地，所述风能发电系统的输出端通过整流电路与多输入直流变换器的输入端连接。
进一步地，所述单片机的输出端连接有显示屏，用于显示太阳能发电系统、风能发电系统以及逆变器输出端的电量。
进一步地，太阳能发电系统包括有跟光结构，所述跟光结构包括在太阳能电池板的相互垂直的四个方向分别设置光电二极管，光电二极管的输出连接至电压与电流采集模块，通过采集四个方向的电压来测量四个方向的光强；还包括有旋转结构，所述旋转结构包括第一转动台、与驱动第一转动台的垂直水平面转动的第一电机、垂直于第一旋转台上的支撑杆，设置在支撑杆上的第二电机，所述第二电机的输出轴连接第二旋转台，在第二旋转台上安装太阳能电池板，所述第一电机与第二电机与单片机的输出连接。
本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：本实用新型利用多输入直流变换器，将太阳能和风能的电压串联降压，并进行电能存储，与传统方式相比，控制更加简便。电网模型中，采用了太阳能跟光技术，提高了太阳能的利用率和微电网电能产生率。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的电路模块框图；
图2是本实用新型实施例提供的跟光结构的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
参见图1，一种基于太阳能和风能的家庭清洁能源微电网结构，该电网结构包括多输入直流变换器5、太阳能发电系统1以及风能发电系统2，太阳能发电系统1以及风能发电系统2分别连接在多输入直流变换器的两个输入端，设置电压与电流采集模块4，用于采集太阳能发电系统1以及风能发电系统2的输出电压与电流，并将采集的信息输出至与其相连的单片机6内，单片机6与多输入直流变换器5相连，控制多输入直流变换器5的两个输入端，在多输入直流变换器5的输出端连接蓄电池7后输出至一逆变器8内，通过逆变器8的逆变处理后输出至负载9，电压与电流采集模块与逆变器的输出连接，采集逆变器的输出电压与电流。
风能发电系统2的输出端通过整流电路3与多输入直流变换器的输入端连接。
在单片机的输出端连接有显示屏10，用于显示太阳能发电系统、风能发电系统以及逆变器输出端的电量。
风力发电机产生的电能经过整流，其输出端接入多输入直流变换器的一个输入，太阳能电池板的输出端接入多输入直流变换器的另一个输入端，通过单片机的电压与电流采集模块采集其电压值，通过控制产生对应占空比的PWM波控制MOS管开通和关断，继而来控制多输入直流变换器是否工作，如果电压值低于设定阈值则多输入直流变换器不工作，如果电压值高于预设阈值则多输入直流变换器工作。其中多输入直流变换器采用的常规的电路结构，采用的是由四个功率MOSFET构成的多输入直流变换器，当输入电压达到电路工作的要求时，输入电压串联输入，对应满足输入要求电压额相应的一路MOSFET相应的开通关断构成降压BUCK电路的电路拓扑结构，使不同的电压输入下，储能电池的充电的电压符合储能电池的充电曲线，输出稳定的电压。PWM驱动信号是依靠电容电阻组成振荡器，产生三角波，通过三角波和误差放大器的输出进行比较，从而改变的输出的PWM占空比。PWM比较器的输出接到有两个三极管构成的图腾柱结构，通过图腾柱的推挽输出，提高驱动MOSFET的驱动电流，同时也起到隔离驱动BUCK电路的作用。
参见图2，太阳能发电系统包括有跟光结构，跟光结构包括在太阳能电池板的相互垂直的四个方向分别设置四个光电二极管11，光电二极管的输出连接至电压与电流采集模块4，通过采集四个方向的电压来测量四个方向的光强；还包括有旋转结构，旋转结构包括第一转动台21、与驱动第一转动台21的垂直水平面转动的第一电机G1、垂直于第一旋转台21上的支撑杆22，设置在支撑杆22上的第二电机G2，第二电机G2的输出轴连接第二旋转台23，在第二旋转台23上安装太阳能电池板，第一电机G1与第二电机G2与单片机6的输出连接。
参见图2，光电二极管11与利用电压与电流采集模块采集四个端点的电压，端点分别标记为A、B、C和D先比较A，B端电压，当A，B端差大于预设阈值时，第一电机G1垂直于水平面旋转，直到阈值小于预设阈值，C和D端转动方法参照A，B端端，第二电机G2垂直于第一旋转台21转动，从而实现太阳能跟光。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于太阳能和风能的家庭清洁能源微电网结构，其特征在于，该电网结构包括多输入直流变换器、太阳能发电系统以及风能发电系统，所述太阳能发电系统以及风能发电系统分别连接在多输入直流变换器的两个输入端使得太阳能发电系统以及风能发电系统形成串联的输出结构，设置电压与电流采集模块，用于采集太阳能发电系统以及风能发电系统的输出电压与电流，并将采集的信息输出至与其相连的单片机内，单片机与多输入直流变换器相连，控制多输入直流变换器的两个输入端，在所述多输入直流变换器的输出端连接蓄电池后输出至一逆变器内，通过逆变器的逆变处理后输出至负载，所述电压与电流采集模块与逆变器的输出连接，采集逆变器的输出电压与电流。
2.按照权利要求1所述的基于太阳能和风能的家庭清洁能源微电网结构，其特征在于，所述风能发电系统的输出端通过整流电路与多输入直流变换器的输入端连接。
3.按照权利要求1所述的基于太阳能和风能的家庭清洁能源微电网结构，其特征在于，所述单片机的输出端连接有显示屏，用于显示太阳能发电系统、风能发电系统以及逆变器输出端的电量。
4.按照权利要求1所述的基于太阳能和风能的家庭清洁能源微电网结构，其特征在于，所述太阳能发电系统包括有跟光结构，所述跟光结构包括在太阳能电池板的相互垂直的四个方向分别设置光电二极管，光电二极管的输出连接至电压与电流采集模块，通过采集四个方向的电压来测量四个方向的光强；还包括有旋转结构，所述旋转结构包括第一转动台、与驱动第一转动台的垂直水平面转动的第一电机、垂直于第一旋转台上的支撑杆，设置在支撑杆上的第二电机，所述第二电机的输出轴连接第二旋转台，在第二旋转台上安装太阳能电池板，所述第一电机与第二电机与单片机的输出连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106208336A (zh) * 2016-08-31 2016-12-07 山东德建集团有限公司 太阳能光伏磨粉装置
CN107659242A (zh) * 2017-10-19 2018-02-02 江阴市创新气门嘴有限公司 一种追日型太阳能光伏电站的智能控制系统

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