CN216530575U - 一种基于太阳能风能的海上风光互补发电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于太阳能风能的海上风光互补发电系统，涉及风光互补发电技术领域，包含太阳能光伏板、风力发电机、防逆流稳压电路、蓄电池、电量检测模块、控制器和负载，其通过防逆流稳压电路，采用快速充电方式，分时段给两块直流电压为12V、容量为75Ah的铅晶蓄电池充电，以便给海水淡化系统交替供电蒸馏制水，提升制水系统的连续工作能力，为实现快速充电并考虑电阳能光板转换效率，选用18V 330W折叠式光伏板，而风力发电机则选用额定功率85W、额定直流电压电流为12V/4.4A微小型电机，淡化制水负载的耗能约为0.5千瓦每小时，当每块蓄电池充满电时能提供0.9千瓦每小时的电能，为了提高电池使用寿命设定10%的电量余，可连续制水供电1.6h以上。
Description
技术领域
本实用新型涉及海上风光互补发电技术领域，尤其涉及一种基于太阳能风能的海上风光互补发电系统。
背景技术
随着众所周知，在海洋渔业活动中，所带淡水量是影响出海时长的决定性因素之一，尽管海上到处都是水，可由于海水中含盐量杂质和细菌等都远远超过饮用水卫生标准"不能直接饮用，但问海要水还是出海渔业活动过程中最方便最有效的办法，可现有海水淡化装置不仅碳排放量高、装置体积庞大、需要大功率电力驱动，而中小型渔船在海上缺少电力，难以支撑起这些大型海水淡化设备。
基于这一现状，本实用新型设计了一款基于太阳能风能的节能环保型便携式海水淡化系统，在帮助出海渔民解决海上饮水、照明、防止驶出经济专属区等困扰的同时，实现少带淡水、多带航船驱动燃油，以及增加作业天数，延长航行距离，最终提升出海运营效益。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供一种基于太阳能风能的海上风光互补发电系统，其通过防逆流稳压电路，采用快速充电方式，分时段给两块直流电压为12V、容量为75Ah的铅晶蓄电池充电，以便给海水淡化系统交替供电蒸馏制水，提升制水系统的连续工作能力，为实现快速充电并考虑电阳能光板转换效率，选用18V 330W折叠式光伏板，而风力发电机则选用额定功率85W、额定直流电压电流为12V/4.4A微小型电机，淡化制水负载的耗能约为0.5千瓦每小时，当每块蓄电池充满电时能提供0.9千瓦每小时的电能，为了提高电池使用寿命设定10％的电量余，可连续制水供电1.6h以上。
本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种基于太阳能风能的海上风光互补发电系统，包含太阳能光伏板、风力发电机、防逆流稳压电路、蓄电池、电量检测模块、控制器和负载，所述阳能光伏板、风力发电机分别经过防逆流稳压电路连接蓄电池，所述电量检测模块分别连接蓄电池和控制器，所述蓄电池与负载连接，用于提供所需电能；
所述防逆流稳压电路包含电压输入Vin端、电容C1、电容C2、芯片LM2596、电感L1、二极管D3、二极管D4、电压输出Vout端，电压输入Vin端分别连接电容C1的一端和芯片LM2596的+VIN引脚，电容C1的另一端接地，芯片LM2596的GND引脚接地，芯片LM2596的ON/OFF引脚接地，芯片LM2596的OUTPUT引脚分别连接电感L1的一端、二极管D3的阴极，芯片LM2596的FEEDBACK引脚分别连接电感L1的另一端、二极管D4 的阳极、电容C2的一端，电容C2的另一端接地，二极管D3的阳极接地，二极管D4的阴极连接电压输出Vout端。
作为本实用新型一种基于太阳能风能的风光互补发电系统的进一步优选方案，所述电容C1、电容C2为100μF的滤波电容。
作为本实用新型一种基于太阳能风能的风光互补发电系统的进一步优选方案，所述太阳能光伏板选用18V 330W折叠式光伏板。
作为本实用新型一种基于太阳能风能的风光互补发电系统的进一步优选方案，所述风力发电机采用额定功率85W、额定直流电压电流为12V/4.4A微小型电机。
作为本实用新型一种基于太阳能风能的风光互补发电系统的进一步优选方案，所述负载的功耗为0.5千瓦每小时。
作为本实用新型一种基于太阳能风能的风光互补发电系统的进一步优选方案，所述蓄电池的电能为09千瓦每小时。
作为本实用新型一种基于太阳能风能的风光互补发电系统的进一步优选方案，所述电量检测模块包含电阻R1、电阻R2、蓄电池和控制器的PA0串口，蓄电池的一端连接电阻R1的一端并接地，电阻R1的另一端连接电阻R2的一端和控制器的PA0串口，电阻R2的另一端连接蓄电池的另一端。
作为本实用新型一种基于太阳能风能的风光互补发电系统的进一步优选方案，所述控制器的芯片为STM32F407VET6。
本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
本实用新型一种基于太阳能风能的海上风光互补发电系统，其通过防逆流稳压电路，采用快速充电方式，分时段给两块直流电压为12V、容量为75Ah的铅晶蓄电池充电，以便给海水淡化系统交替供电蒸馏制水，提升制水系统的连续工作能力；
本实用新型为实现快速充电并考虑电阳能光板转换效率，选用18V 330W折叠式光伏板，而风力发电机则选用额定功率85W、额定直流电压电流为12V/4.4A微小型电机，淡化制水负载的耗能约为0.5千瓦每小时，当每块蓄电池充满电时能提供0.9千瓦每小时的电能，为了提高电池使用寿命设定10％的电量余，可连续制水供电1.6h以上；
本实用新型为防止75Ah的蓄电池电量过高或过低而影响正常工作，系统设计了蓄电池电压测量电路，以实时监测电池电量，若电量过高，切断太阳能、风能供电，若一块电池电量过低，另一块电池实时交替供电。
附图说明
图1是本实用新型一种基于太阳能风能的海上风光互补发电系统的结构原理图；
图2是本实用新型防逆流稳压电路电路图；
图3是本实用新型电量检测模块的电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：
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。
本实用新型一种基于太阳能风能的海上风光互补发电系统，如图1所示，包含太阳能光伏板、风力发电机、防逆流稳压电路、蓄电池、电量检测模块和负载，所述阳能光伏板、风力发电机分别经过防逆流稳压电路连接蓄电池，所述电量检测模块连接蓄电池，所述蓄电池与负载连接，用于提供所需电能。
本实用新型太阳能光伏板和风力全天候给蓄电池充电，蓄电池给整个系统供电，为了减少用油量和降低燃油对环境的污染，系统通过12V直流电加热蒸馏的方式来淡化海水；船员生活和作业照明系统将根据环境的光照强度强弱来自动调节。
海上太阳能、风能资源十分丰富，但一天中太阳的光照度、风力大小有别。因此设计了风光互补发电系统，并通过防逆流稳压电路，如图2所示，所述防逆流稳压电路包含电压输入Vin端、电容C1、电容C2、芯片LM2596、电感L1、二极管D3、二极管D4、电压输出Vout端，电压输入Vin端分别连接电容C1的一端和芯片LM2596的+VIN引脚，电容 C1的另一端接地，芯片LM2596的GND引脚接地，芯片LM2596的ON/OFF引脚接地，芯片LM2596的OUTPUT引脚分别连接电感L1的一端、二极管D3的阴极，芯片LM2596的 FEEDBACK引脚分别连接电感L1的另一端、二极管D4的阳极、电容C2的一端，电容C2 的另一端接地，二极管D3的阳极接地，二极管D4的阴极连接电压输出Vout端。
其中，电容C1、电容C2的滤波电容，磁珠L1用来修正输出端电压变化波动，二极管D4防逆流，采用快速充电方式，分时段分别给两块直流电压为12V、容量为75Ah的铅晶蓄电池(该电池不存在酸雾挥发等问题，可深度放电至0V，充电可恢复全部额定容量) 充电，以便给海水淡化系统交替供电蒸馏制水，提升制水系统的连续工作能力。为实现快速充电并考虑太阳能光伏板转换效率，选用18V 330W折叠式光伏板；而风力发电机则选用额定功率85W、额定直流电压电流为12V/4.4A微小型电机。淡化制水负载的耗能约为0.5千瓦/每小时，当提高电池使用寿命设定10％的电量余，可连续制水1.6h以上。
本实用新型为防止75Ah的蓄电池电量过高或过低而影响正常工作，系统设计了蓄电池电压测量电路，以实时监测电池电量，若电量过高，切断太阳能、风能供电，若一块电池电量
过低，另一块电池实时交替供电。电路设计如图3所示，电路中电阻R1、电阻R2分压,A 点与控制器的PA0串口连接，利用ADC转换测量出模拟量K，根据下式系统自动测算出蓄电池的电压值并作出判断。
以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。
Claims (8)
1.一种基于太阳能风能的海上风光互补发电系统，其特征在于：包含太阳能光伏板、风力发电机、防逆流稳压电路、蓄电池、电量检测模块、控制器和负载，所述阳能光伏板、风力发电机分别经过防逆流稳压电路连接蓄电池，所述电量检测模块分别连接蓄电池和控制器，所述蓄电池与负载连接，用于提供所需电能；
所述防逆流稳压电路包含电压输入Vin端、电容C1、电容C2、芯片LM2596、电感L1、二极管D3、二极管D4、电压输出Vout端，电压输入Vin端分别连接电容C1的一端和芯片LM2596的+VIN引脚，电容C1的另一端接地，芯片LM2596的GND引脚接地，芯片LM2596的ON/OFF引脚接地，芯片LM2596的OUTPUT引脚分别连接电感L1的一端、二极管D3的阴极，芯片LM2596的FEEDBACK引脚分别连接电感L1的另一端、二极管D4的阳极、电容C2的一端，电容C2的另一端接地，二极管D3的阳极接地，二极管D4的阴极连接电压输出Vout端。
2.根据权利要求1所述的一种基于太阳能风能的海上风光互补发电系统，其特征在于：所述电容C1、电容C2为100μF的滤波电容。
3.根据权利要求1所述的一种基于太阳能风能的海上风光互补发电系统，其特征在于：所述太阳能光伏板选用18V 330W折叠式光伏板。
4.根据权利要求1所述的一种基于太阳能风能的海上风光互补发电系统，其特征在于：所述风力发电机采用额定功率85W、额定直流电压电流为12V/4.4A微小型电机。
5.根据权利要求1所述的一种基于太阳能风能的海上风光互补发电系统，其特征在于：所述负载的功耗为0.5千瓦每小时。
6.根据权利要求1所述的一种基于太阳能风能的海上风光互补发电系统，其特征在于：所述蓄电池的电能为0.9千瓦每小时。
7.根据权利要求1所述的一种基于太阳能风能的海上风光互补发电系统，其特征在于：所述电量检测模块包含电阻R1、电阻R2、蓄电池和控制器的PA0串口，蓄电池的一端连接电阻R1的一端并接地，电阻R1的另一端连接电阻R2的一端和控制器的PA0串口，电阻R2的另一端连接蓄电池的另一端。
8.根据权利要求1所述的一种基于太阳能风能的海上风光互补发电系统，其特征在于：所述控制器的芯片为STM32F407VET6。
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