CN218216786U - 一种多用途便携式风光互补电源系统 - Google Patents
一种多用途便携式风光互补电源系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供一种多用途便携式风光互补电源系统，涉及发电装置技术领域，包括风力发电机、光伏阵列、DC/DC变换器、主控制器、蓄电池组、逆变器、交流负载以及直流负载，风力发电机和光伏阵列的输出端均与DC/DC变换器的输入端相连，DC/DC变换器的输出端与主控制器的输入端相连，主控制器的输出端与交流负载和逆变器的输入端相连，且主控制器与蓄电池组双向连接，逆变器的输出端与直流负载的输入端相连。本系统整合了风力发电和光伏发电的供能方式，在不同的自然环境下能够相互补充，提高能源利用率，另外，本系统可满足生活照明、调温、可移动式便民设备等诸多系统的供电需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及发电装置技术领域，尤其涉及一种多用途便携式风光互补电源系统。
背景技术
目前市场上普遍使用的风光互补发电系统采用的DC/DC变换器为Buck变换器或者Boost变换器，其成本价格高且性能差，导致整个风光互补发电系统对风能、光能的转化率不高，造成资源浪费。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在成本价格高且性能差、转化率不高的问题，而提出的一种多用途便携式风光互补电源系统。
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种多用途便携式风光互补电源系统，包括风力发电机、光伏阵列、DC/DC变换器、主控制器、蓄电池组、逆变器、交流负载以及直流负载，所述风力发电机和光伏阵列的输出端均与DC/DC变换器的输入端相连，所述DC/DC变换器的输出端与主控制器的输入端相连，所述主控制器的输出端与交流负载和逆变器的输入端相连，且主控制器与蓄电池组双向连接，所述逆变器的输出端与直流负载的输入端相连。
优选的，所述主控制器为STM32单片机。
与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于，
本实用新型通过风力发电系统和光伏发电系统的同时设置，在不同的自然环境下，能够相互补充，协同工作，提高了能源的利用率，采用新型Buck/Boost DC/DC变换器，能够降低成本，提高发电效率，另外，通过逆变器电源系统可以像负载输出电能，蓄电池可以存储多余电量。
附图说明
图1为本实用新型为系统组成框图；
图2为本实用新型DC/DC变换器电路原理图；
图3为本实用新型主控制器接线原理图；
图4为本实用新型逆变器中的逆变桥电路原理图。
图例说明：各标号所代表的部件列表如下：Vbus、电源电压；Vbut、电池电压；Ub/Ud、端电压；C/C1/C2/C3/C4、储能电容；C5、滤波电容；R/Rb/RL、电阻；L/L1、电感；Idc、电容电流；iL、电感电流；S1/S2、开关管；VD1/VD2、二极管；T、晶体管。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
实施例：
如图1所示，本实用新型提供一种技术方案：一种多用途便携式风光互补电源系统，包括风力发电机、光伏阵列、DC/DC变换器、主控制器、蓄电池组、逆变器、交流负载以及直流负载，风力发电机和光伏阵列的输出端均与 DC/DC变换器的输入端相连，DC/DC变换器的输出端与主控制器的输入端相连，主控制器的输出端与交流负载和逆变器的输入端相连，且主控制器与蓄电池组双向连接，逆变器的输出端与直流负载的输入端相连。
进一步的，主控制器为STM32单片机。
在本实施例中，风力发电机是利用风力带动风车叶片旋转，在透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。
DC/DC变换器采用新型Buck/Boost DC/DC变换器，其将一个buck与一个 boost级联，可以在buck电路和boost电路之间切换。该变换器既保留了传统 Buck和Boost变换器的优点，又克服了它们的缺点。
主控制器采用STM32单片机，通过其A/D转换单元采集逆变器的输出信号，然后产生所需的PWM波及SPWM波以控制DC/DC转换器和逆变器，同时作为光伏PV模块中的MPPT控制器实现最大功率点的实时跟踪。
光伏阵列通过算法实现光伏发电最大功率跟踪，提高光伏利用率。
蓄电池组能够存储多余电量，在风力和光照不足时提供电量，多个蓄电池之间串联设置，或者，多个电池之间串联形成电池组，电池组之间并联设置。
逆变器，既可以输出直流电，又能输出交流电，满足多种用电设备。
如图2所示，当DC/DC变换器处于Buck模式时，开关管S1和开关管S2的反并联二极管构成Buck变换器，整个系统能量从左往右传递，此时蓄电池处于充电状态；当变换器处于Boost模式时，开关管S2和开关管S1的反并联构成Boost变换器，整个系统能量从右往左流动，此时蓄电池处于放电状态。
在本实施例中，逆变器主要有三部分电路组成：逆变桥电路、逻辑控制电路和滤波电路。
如图3和图4所示，在直流侧接有两个互相串联的足够大的电容C2、C3，两个电容的联结点是直流电源的中点，逆变桥电路有两个桥臂，每个桥臂有一个开关器件V和反并联二极管VD组成，开关器件V1和V2栅极信号在一个周期内各半周正偏、半周反偏，两者互补，二极管VD1和VD2轮流关断导通，V1或V2通时，负载电流io和电压uo同方向，直流侧向负载提供能量。VD1或VD2导通时，负载电流io和电压uo反向，负载电感中贮藏的能量向直流侧反馈，负载电感将其吸收的无功能量反馈回直流侧，反馈回的能量暂时储存在直流侧电容器中，直流侧电容器起着缓冲这种无功能量的作用。
滤波电阻Rb接于晶体管的基极回路，兼作偏置电阻，滤波电容C5接于晶体管的基极回路，可使较小的电容达到较大电容的滤波效果，减小电容的体积，便于小型化。负载RL接于晶体管的射极，使得RL上的输出电压等于Rb上的电压，即基本同RC无滤波输出直流电压相等。这种滤波电路特性较好，且可应用于小型电子设备中。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。
Claims (2)
1.一种多用途便携式风光互补电源系统，其特征在于：包括风力发电机、光伏阵列、DC/DC变换器、主控制器、蓄电池组、逆变器、交流负载以及直流负载，所述风力发电机和光伏阵列的输出端均与DC/DC变换器的输入端相连，所述DC/DC变换器的输出端与主控制器的输入端相连，所述主控制器的输出端与交流负载和逆变器的输入端相连，且主控制器与蓄电池组双向连接，所述逆变器的输出端与直流负载的输入端相连。
2.根据权利要求1所述的多用途便携式风光互补电源系统，其特征在于：所述主控制器为STM32单片机。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202221038992.3U CN218216786U (zh) | 2022-04-27 | 2022-04-27 | 一种多用途便携式风光互补电源系统 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202221038992.3U CN218216786U (zh) | 2022-04-27 | 2022-04-27 | 一种多用途便携式风光互补电源系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN218216786U true CN218216786U (zh) | 2023-01-03 |
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ID=84645341
Family Applications (1)
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| CN202221038992.3U Active CN218216786U (zh) | 2022-04-27 | 2022-04-27 | 一种多用途便携式风光互补电源系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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2022
- 2022-04-27 CN CN202221038992.3U patent/CN218216786U/zh active Active
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