CN207283237U - 一种新能源户外充电桩 - Google Patents

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张秀成
尹国木
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Abstract

本实用新型公开了一种新能源户外充电桩，包括风力发电机、整流模块、稳压模块A、太阳能电池板、储能蓄电池组和逆变器，所述风力发电机的电压输出端连接整流器的输入端，整流器的输出端连接稳压模块A，稳压模块A的输出端连接储能蓄电池组，太阳能电池板的电压输出端连接稳压模块B，稳压模块B的输出端连接储能蓄电池组，本实用新型新能源户外充电桩将风力发电和光伏发电相结合，实现了智能供电的目的，相对于传统的市电供电技术，其更家里绿色环保，且风光互补能够适应多种恶劣天气，其使用范围更广泛，且能够同时输出直流电压和交流电压供给不同的用电负载使用。

Description

一种新能源户外充电桩
技术领域
本实用新型涉及一种充电桩，具体是一种新能源户外充电桩。
背景技术
我国有丰富的可再生能源资源，在水电、沼气、太阳能热的利用方面已取得了显著成效，近年来加快了风电、生物液体燃料和太阳能发电的发展，开发利用可再生能源已成为我国缓解能源供需矛盾、减轻环境污染、调整能源结构、转变经济增长方式和促进社会主义新农村建设的重要途径。在“十一五”时期，我国将继续大力发展水电，加快发展生物质能、风电和太阳能，加强农村可再生能源开发利用，逐步提高可再生能源在能源供应中的比重，为更大规模开发利用可再生能源创造条件。其中风力发电和太阳能发电是两种发展前景最好新能源利用方式。
风能、太阳能等可再生能源具有清洁、使用无污染、分布广泛、用之不竭等特点，但风能和太阳能都具有能量密度低、稳定性差的弱点，并受到地理分布、季节变化、昼夜交替等影响.然而太阳能与风能在时间上和地域上都有很强的互补性，白天太阳光最强时，风较小，晚上太阳落山后，光照很弱，但由于地表温差变化大而风能加强.在夏季，太阳光强度大而风小；冬季，太阳光强度弱而风大.太阳能发电稳定可靠，但目前成本较高，而风力发电成本较低，随机性大，供电可靠性差.若将两者结合起来，可实现昼夜发电.在合适的气资源条件下，新能源户外充电桩能提高系统供电的连续性、稳定性和可靠性。低成本、规模化利用风能、太阳能等可再生能源，是解决能源危机和环境问题的有效手段之一，已成为各国的共识，世界各国政府予以高度重视。太阳能和风能是应用广泛的可再生资源，但不可回避，不管是太阳能还是风能其能量密度都非常低，独立的太阳能或者风能供电系统都不能提供可靠的电能供应。风能和太阳能在资源条件和应用上都有天然互补性，扬长避短，风光互补发电相互弥补了单独风电和光电的短处，将二者的优点发挥到最大。
而随着绿色能源被广泛推广，电动车、电动汽车等交通工具正在普及，而充电桩是这类交通工具的能源供给站，因此，如何将绿色能源和充电桩相结合，是未来能源研究的新方向。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种新能源户外充电桩以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种新能源户外充电桩，包括风力发电机、整流模块、稳压模块A、太阳能电池板、储能蓄电池组和逆变器，所述风力发电机的电压输出端连接整流器的输入端，整流器的输出端连接稳压模块A，稳压模块A的输出端连接储能蓄电池组，太阳能电池板的电压输出端连接稳压模块B，稳压模块B的输出端连接储能蓄电池组，储能蓄电池组连接调压器和逆变器，逆变器输出交流电压，调压器输出直流电压。
作为本实用新型进一步的方案：所述稳压模块A和稳压模块B均通过三端稳压器实现控制。
作为本实用新型进一步的方案：所述逆变器包括电源E、电阻R1、电容C1和三极管V1，所述电源E的正极连接电阻R1、电容C1和变压器W的绕组L1，电阻R1的另一端连接电容C1、二极管D1的阴极和变压器W的绕组L2，二极管D1的阳极连接三极管V1的发射极和电源E的负极，变压器W的绕组L1的另一端连接三极管V1的集电极，三极管V1 的基极连接电阻R2，电阻R2的另一端连接二极管D1的阴极，二极管D1的阳极连接变压器W的绕组L2的另一端，变压器W的绕组L3的两端分别连接负载A的两端。
作为本实用新型进一步的方案：所述升压器为升压变压器。
作为本实用新型进一步的方案：所述整流模块是由四个IN4001二极管组成的全桥整流电路。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型新能源户外充电桩将风力发电和光伏发电相结合，实现了智能供电的目的，相对于传统的市电供电技术，其更家里绿色环保，且风光互补能够适应多种恶劣天气，其使用范围更广泛，且能够同时输出直流电压和交流电压供给不同的用电负载使用。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图。
图2为逆变器的电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-2，本实用新型实施例中，一种新能源户外充电桩，包括风力发电机、整流模块、稳压模块A、太阳能电池板、储能蓄电池组和逆变器，所述风力发电机的电压输出端连接整流器的输入端，整流器的输出端连接稳压模块A，稳压模块A的输出端连接储能蓄电池组，太阳能电池板的电压输出端连接稳压模块B，稳压模块B的输出端连接储能蓄电池组，储能蓄电池组连接调压器和逆变器，逆变器输出交流电压，调压器输出直流电压。
稳压模块A和稳压模块B均通过三端稳压器实现控制。
逆变器包括电源E、电阻R1、电容C1和三极管V1，所述电源E的正极连接电阻R1、电容C1和变压器W的绕组L1，电阻R1的另一端连接电容C1、二极管D1的阴极和变压器 W的绕组L2，二极管D1的阳极连接三极管V1的发射极和电源E的负极，变压器W的绕组 L1的另一端连接三极管V1的集电极，三极管V1的基极连接电阻R2，电阻R2的另一端连接二极管D1的阴极，二极管D1的阳极连接变压器W的绕组L2的另一端，变压器W的绕组L3的两端分别连接负载A的两端。
升压器为升压变压器。整流模块是由四个IN4001二极管组成的全桥整流电路。
本实用新型的工作原理是：
1)风力发电
将风能转化电能的能量转化装置。是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。风力发电机组一般为水平轴式风力发电机，它由风轮、增速齿轮箱、发电机、偏航装置、控制系统、塔架等部件所组成。现在一些小型风力发电的效率非常高，不是由一个发电机组构成，而是一个由风力发电机，充电器和数字逆变器组成的小系统。但是风速的不断变化、忽大忽小，发电机发出的电流和电压也随着变化发出的电经过整流，由交流电变成了具有一定电压的直流电，并向储能蓄电池组进行充电。从储能蓄电池组组输出的直流电，一方面通过DC/DC变换供给直流负载，另一方面通过逆变器后变成了220V 的交流电，供给交流负载。风力发电属于可再生能源充分利用，不会产生辐射或空气污染。
2)光伏发电
光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的能量足够大，能克服金属内部引力做功，离开金属表面逃逸出来，成为光电子。“光生伏特效应”，简称“光伏效应”。指光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。它首先是由光子(光波)转化为电子、光能量转化为电能量的过程；其次，是形成电压过程。有了电压，就像筑高了大坝，如果两者之间连通，就会形成电流的回路。光伏发电，其基本原理就是“光伏效应”。太阳能专家的任务就是要完成制造电压的工作。因为要制造电压，所以完成光电转化的太阳能电池是阳光发电的关键。
独立光伏系统是直联系统，光伏系统发电原理：由光伏电池方阵将太阳的辐射能转化为直流电，通过控制器保护储能蓄电池组充放电，再由逆变器将符合要求的交流电提供给用户负载。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电光伏发电系统主要由太阳能电池板(组件)、控制器和逆变器，光伏发电三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件，所以，光伏发电设备极为精炼，可靠稳定寿命长、安装维护简便。
3)电能存储
储能蓄电池组部分由多块储能蓄电池组组成，在系统中同时起到能量调节和平衡负载两大作用。储能蓄电池组在新能源户外充电桩中是作为储能器件使用的。储能蓄电池组具有化学能和电能转化效率高，充放电循环次数多，端电压高，容量大的特点，同时还具有防酸防爆，消氢耐腐蚀的特性。
逆变器的电路如图2所示：电路由蓄电池E供电，结合多相变压器W和三极管V1实现逆变功能，刚开始通电时，电容C1进行充电，三极管V1的基极无电压，变压器W的绕组L1 不通，当电容C1充满电后，E的电压经过电阻R1、变压器W的绕组L2、二极管D1和电阻 R2加在三极管V1的基极，使得三极管V1导通，变压器W的绕组L3得到感应电压，因此V1 的导通，因此变压器W的绕组L1导通，经过三极管V1形成回路，因为L1和L2的绕向不同，因此这时候变压器W的绕组L3获得反向的感应电压，L1导通后，电阻R1被短路，因此L2 的电压消失，此时电容C1再次进行充电，重复上述过程，在L3两端形成交流电压。

Claims (5)

1.一种新能源户外充电桩，包括风力发电机、整流模块、稳压模块A、太阳能电池板、储能蓄电池组和逆变器，其特征在于，所述风力发电机的电压输出端连接整流器的输入端，整流器的输出端连接稳压模块A，稳压模块A的输出端连接储能蓄电池组，太阳能电池板的电压输出端连接稳压模块B，稳压模块B的输出端连接储能蓄电池组，储能蓄电池组连接调压器和逆变器，逆变器输出交流电压，调压器输出直流电压。
2.根据权利要求1所述的一种新能源户外充电桩，其特征在于，所述稳压模块A和稳压模块B均通过三端稳压器实现控制。
3.根据权利要求1所述的一种新能源户外充电桩，其特征在于，所述逆变器包括电源E、电阻R1、电容C1和三极管V1，所述电源E的正极连接电阻R1、电容C1和变压器W的绕组L1，电阻R1的另一端连接电容C1、二极管D1的阴极和变压器W的绕组L2，二极管D1的阳极连接三极管V1的发射极和电源E的负极，变压器W的绕组L1的另一端连接三极管V1的集电极，三极管V1的基极连接电阻R2，电阻R2的另一端连接二极管D1的阴极，二极管D1的阳极连接变压器W的绕组L2的另一端，变压器W的绕组L3的两端分别连接负载A的两端。
4.根据权利要求1所述的一种新能源户外充电桩，其特征在于，升压器为升压变压器。
5.根据权利要求1所述的一种新能源户外充电桩，其特征在于，所述整流模块是由四个IN4001二极管组成的全桥整流电路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109067310A (zh) * 2018-08-28 2018-12-21 郭凯 多用途的太阳能的综合利用系统
CN109484227A (zh) * 2018-11-21 2019-03-19 合肥泽尼特新能源有限公司 一种基于新能源领域的太阳能充电桩

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