CN205911994U - 一种新型海岛生活舱用的能源供给系统 - Google Patents

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杜楠
郭雪松
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    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Abstract

本实用新型公开了一种新型海岛生活舱用的能源供给系统，包括光伏发电装置和风力发电装置；光伏发电装置包括三个光伏电池板，每个光伏电池板依次通过一个光伏防雷汇流箱、一个离网储能逆变一体机与蓄电池组连接；风力发电装置包括三个垂直轴风机，每个垂直轴风机通过一个风机控制器与蓄电池组连接；每个风机控制器与一个离网储能逆变一体机连接；还包括一台自动转换开关电器和一套柴油发电机；自动转换开关电器设置有检测单元；每个离网储能逆变一体机分别与检测单元连接；柴油发电机与自动转换开关电器的第一输入端子连接；每个离网储能逆变一体机的输出端子均与自动转换开关电器的第二输入端子连接；自动转换开关电器的输出端子与负载连接。

Description

一种新型海岛生活舱用的能源供给系统
技术领域
本实用新型涉及新能源发电技术领域，特别是涉及一种新型海岛生活舱用的能源供给系统。
背景技术
近年来，随着国民经济的迅速发展，包括海岛开发在内的海洋开发已成为当今世界获取新资源、扩大生存空间、推动经济社会发展的战略重点。在岛屿上工作和生活，最迫切需要解决的问题之一就是电的供给。目前海岛上虽已开始利用太阳能和风力发电系统提供电力，但并未形成成套装备，均是独立设计、安装和运行，这样在设计建造和后期管理维护等方面存在很大的弊端。因此，根据海岛环境的特点，从系统构成和设备选择、控制策略及容量配置等方面建立海岛生活舱，并利用风光柴互补发电系统对生活舱进行供能，建成一个高效、节能、便捷的新型海岛生活舱用的能源供给系统有着重要的意义。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：提供一种利用风光柴互补发电系统对生活舱进行供能，建成一个高效、节能、便捷的新型海岛生活舱用的能源供给系统。
本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
一种新型海岛生活舱用的能源供给系统，包括光伏发电装置和风力发电装置；所述光伏发电装置包括三个彼此独立的光伏电池板，每个光伏电池板依次通过一个光伏防雷汇流箱、一个离网储能逆变一体机与蓄电池组连接；
所述风力发电装置包括三个彼此独立的垂直轴风机，每个垂直轴风机通过一个风机控制器与蓄电池组连接；每个风机控制器与一个离网储能逆变一体机电连接；
至少还包括一台自动转换开关电器和一套柴油发电机；所述自动转换开关电器设置有用于检测每个离网储能逆变一体机输出电压信号的检测单元；每个离网储能逆变一体机的输出端子分别与检测单元电连接；所述柴油发电机与自动转换开关电器的第一输入端子电连接；每个离网储能逆变一体机的输出端子均与自动转换开关电器的第二输入端子电连接；所述自动转换开关电器的输出端子与负载电连接；所述负载包括海水淡化设备、雨水收集系统、热泵空调系统、以及生活用电设备。
进一步：每个光伏电池板包括四组并连的光伏电池串，每个光伏电池串由三个光伏电池串联组成。
更进一步：每个垂直轴风机的输出功率为600W、输出电压为48V。
更进一步：所述柴油发电机的输出功率为7KW。
更进一步：所述检测单元为电压检测电路或电压传感器中的一种。
本实用新型具有的优点和积极效果是：
通过采用上述技术方案，本实用新型通过风光柴三种发电装置的协调配合，能够满足海岛生活舱的日用能源问题，同时，基于自动转换开关电器的智能化控制，在光照或者风能充足的情况下，优先选择风光发电供电，只有当风光发电不足时，才需要柴油发电机进行供电，因此极大地降低了能源损耗。
附图说明
图1是本实用新型优先实施例的电路框图。
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的实用新型内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1，一种新型海岛生活舱用的能源供给系统，包括光伏发电装置、风力发电装置、自动转换开关电器、以及柴油发电机；其中：所述光伏发电装置包括三个彼此独立的光伏电池板，每个光伏电池板依次通过一个光伏防雷汇流箱、一个离网储能逆变一体机与蓄电池组连接；所述风力发电装置包括三个彼此独立的垂直轴风机，每个垂直轴风机通过一个风机控制器与蓄电池组连接；每个风机控制器与一个离网储能逆变一体机电连接；自动转换开关电器和柴油发电机分别为一台；所述自动转换开关电器设置有用于检测每个离网储能逆变一体机输出电压信号的检测单元；每个离网储能逆变一体机的输出端子分别与检测单元电连接；所述柴油发电机与自动转换开关电器的第一输入端子电连接；每个离网储能逆变一体机的输出端子均与自动转换开关电器的第二输入端子电连接；所述自动转换开关电器的输出端子与负载电连接；所述负载包括海水淡化设备、雨水收集系统、热泵空调系统、以及生活用电设备。如图1所示，每个光伏电池板包括四组并连的光伏电池串，每个光伏电池串由三个光伏电池串联组成。每个垂直轴风机的输出功率为600W、输出电压为48V。所述柴油发电机的输出功率为7KW。所述检测单元为电压检测电路或电压传感器中的一种。
上述优先实施例中新型海岛生活舱用的能源供给系统包含10kW光伏发电系统、1800W风力发电系统、蓄电池储能系统、7kW柴油发电系统，形成包含风、光、柴、储的生活舱供能系统。
风力发电和光伏发电的逐时发电量依赖于该时刻的风速和太阳辐射强度的大小，蓄电池组的逐时充电量或放电量情况依赖于该时刻的用电负荷及风力发电、光伏发电的发电量，蓄电池的放电深度设定为50％，如果蓄电池电量不足，则启动柴油发电机为负载供电及为蓄电池充电。如果有富余电量，则富余电量用于海水淡化。
作为优选，上述离网储能逆变一体机选用的型号为：煦达Powervortex 105K48P；上述自动转换开关电器选择的型号为：百利电气TQ40-100/40 2H；该型号的自动转换开关电器能够根据不同的供电情况对负载的供电源进行切换；具体包括如下几种情况：
a)风光供电充足情况下：风光供电，在充满蓄电池后有富余电量用于海水淡化；
b)风光供电不足情况下：如果电池电量大于90％则蓄电池供电；电量在50％～90％之间则维持原有供电状态；电量小于50％则柴油机供电并为蓄电池充电，富余电量用于海水淡化(即电池电量上升至90％为柴油机的停止条件)。
c)若其中任何一台离网储能逆变一体机出现故障，逆变一体机上的常闭开关断开，接触器线圈失电，接触器常开触点断开，ATS自动检测到此线路电压电流后，启动柴油机发电，同时切换到柴油机发电系统线路，给予交流负载供电。
下面以一个具体的海岛生活舱为例进行电量分析：该海岛生活舱用电设备主要分为：P1：海水淡化及雨水收集系统、P2：热泵空调系统、P3：生活用电设备，表1所示。
表1海岛生活舱用电设备表
由表1可知，所有负载同时开启，总功率：P＝P1+P2+P3＝6.2kW
每天总耗能：Q＝(P1×t1+P2×t2+P3×t3)＝24.8(kWh)；
为了节约资源，除了必须24小时开启设备，其他设备错开使用，且大部分用电设备尽量在白天使用，供电系统按照总负荷7kW进行设计，每天消耗电能24.8kWh。
考虑到海水淡化系统及空调系统感性负载比较多，最大海水淡化热泵达到1300W，应尽量避免同时启动，在控制策略上，可以在风光供电充足的情况下，富余电量用于海水淡化系统，这样就可以节约资源，保证系统的稳定性。
由于该海岛上风速较低，该发电系统以光伏发电为主，风力发电作为补充。
由于海岛上资源有限，应尽可能的利用太阳能和风能，少用柴油节约能源。因此必须对负载用电进行管理，根据气象条件及供电模式选择合理的用电管理模式。
海岛生活舱用电管理可分为5个模式：
a)风光储模式下风光充足且电池满电
闭合所有负载开关；
b)风光储模式下风光充足电池不满电
闭合生活用电、空调热泵系统开关，断开海水淡化开关；
c)风光储模式下风光不足(蓄电池供电)
闭合生活用电开关，断开空调热泵系统、海水淡化系统开关；
d)柴油模式下电池电量超过50％；
闭合所有负载开关；
e)柴油模式下电池电量未超过50％；
闭合生活用电开关，断开空调热泵系统、海水淡化系统开关；
以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，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均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (5)

1.一种新型海岛生活舱用的能源供给系统，包括光伏发电装置和风力发电装置；其特征在于：
所述光伏发电装置包括三个彼此独立的光伏电池板，每个光伏电池板依次通过一个光伏防雷汇流箱、一个离网储能逆变一体机与蓄电池组连接；
所述风力发电装置包括三个彼此独立的垂直轴风机，每个垂直轴风机通过一个风机控制器与蓄电池组连接；每个风机控制器与一个离网储能逆变一体机电连接；
至少还包括一台自动转换开关电器和一套柴油发电机；所述自动转换开关电器设置有用于检测每个离网储能逆变一体机输出电压信号的检测单元；每个离网储能逆变一体机的输出端子分别与检测单元电连接；所述柴油发电机与自动转换开关电器的第一输入端子电连接；每个离网储能逆变一体机的输出端子均与自动转换开关电器的第二输入端子电连接；所述自动转换开关电器的输出端子与负载电连接；所述负载包括海水淡化设备、雨水收集系统、热泵空调系统、以及生活用电设备。
2.根据权利要求1所述的新型海岛生活舱用的能源供给系统，其特征在于：每个光伏电池板包括四组并连的光伏电池串，每个光伏电池串由三个光伏电池串联组成。
3.根据权利要求2所述的新型海岛生活舱用的能源供给系统，其特征在于：每个垂直轴风机的输出功率为600W、输出电压为48V。
4.根据权利要求3所述的新型海岛生活舱用的能源供给系统，其特征在于：所述柴油发电机的输出功率为7KW。
5.根据权利要求4所述的新型海岛生活舱用的能源供给系统，其特征在于：所述检测单元为电压检测电路或电压传感器中的一种。
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CN107268013A (zh) * 2017-06-14 2017-10-20 大唐环境产业集团股份有限公司 一种获得生物尿素发电自用电的方法
CN112952793A (zh) * 2021-03-24 2021-06-11 重庆大学 一种光伏发电与蓄电联合供电的空调系统
CN114234309A (zh) * 2021-11-30 2022-03-25 青岛海尔空调器有限总公司 新能源空调及其控制方法、电子设备和存储介质

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