RU2805270C1 - Wind-solar power plant with energy storage - Google Patents

Wind-solar power plant with energy storage Download PDF

Info

Publication number
RU2805270C1
RU2805270C1 RU2023103587A RU2023103587A RU2805270C1 RU 2805270 C1 RU2805270 C1 RU 2805270C1 RU 2023103587 A RU2023103587 A RU 2023103587A RU 2023103587 A RU2023103587 A RU 2023103587A RU 2805270 C1 RU2805270 C1 RU 2805270C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
bus
operational amplifier
battery
inverting input
Prior art date
Application number
RU2023103587A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Борисович Колесников
Ирина Валерьевна Колесникова
Александр Сергеевич Садчиков
Максим Борисович Фомин
Ильмира Агзамовна Рахимжанова
Виктор Гаврилович Петько
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Тюльганский электро механический завод"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Тюльганский электро механический завод" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Тюльганский электро механический завод"
Application granted granted Critical
Publication of RU2805270C1 publication Critical patent/RU2805270C1/en

Links

Abstract

FIELD: renewable energy sources.
SUBSTANCE: used for uninterrupted power supply to consumers remote from centralized electrical networks. A wind-solar power plant with energy storage contains a common zero bus for supplying a consumer of DC electrical energy and a potential bus. A load resistor is connected to the potential bus with the first output, the second output of which is connected through the key outputs to the common bus. The potential bus is divided by a diode into the first potential bus, to which the first terminal of the corresponding battery polarity is connected and between which the energy consumer is connected and the common bus, and the second potential bus, between which and the common bus a generator driven by a wind turbine, a solar panel, and a controller battery charging are connected through diodes. The controller includes a circuit of serial first and second resistors, the first output connected to a common bus, forming the first voltage divider, and a stabilized voltage source, to the output of which and the common bus the first and second operational amplifiers and the second voltage divider are connected by power outputs to the third and fourth resistors connected in series. The inverting input of the first operational amplifier is connected to the output of a stabilized voltage source. The inverting input of the second operational amplifier is connected to the connection point of the third and fourth resistors. The non-inverting input and output of the second operational amplifier is connected respectively to the connection point of the first and second resistors and is connected to the control input of the switch, and the output of the first operational amplifier is connected to the LED. The first output of the load resistor is connected to the second potential bus. The battery is connected by the second terminal to the common bus through a resistor. The inverting input of the first operational amplifier is connected to the output of a stabilized voltage source, and the non-inverting input of the second operational amplifier is connected to the second output of the battery. The outputs of the first and second operational amplifiers are connected respectively through the first and second LEDs to the input of the key connected through a resistor to the common output of the key connected to a common bus.
EFFECT: providing a limitation of the battery charge current to increase its service life.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к альтернативным источникам энергии и может быть использовано для бесперебойного электроснабжения потребителей, удалённых от централизованных электрических сетей.The invention relates to alternative energy sources and can be used for uninterrupted power supply to consumers remote from centralized electrical networks.

Существенным недостатком большинства альтернативных источников энергии является непостоянство развиваемой ими мощности, зависящей как от времени суток, так и от погодных условий. В значительной мере этот недостаток устраняется при питании потребителей от нескольких альтернативных источников различного принципа действия. Распространены схемы параллельного подключения одного и того же потребителя к ветряной и солнечной электростанциям. Однако и в этом случае не исключается перерыв подачи электрической энергии, например, в тёмное время суток в безветренную погоду. В этом случае не обойтись от использования электрического аккумулятора, подзаряжаемого одновременно от ветрогенератора и солнечной панели при избытке вырабатываемой ими энергии. Известна схема контроллера зарядки аккумулятора от солнечного или ветрогенератора [1], ограничение напряжения зарядки которым осуществляется путём подключения к ним нагрузочного резистора. Тем не менее, при глубокой разрядке аккумулятора и достаточно высокой суммарной мощности источников энергии превышение сверх допустимой величины тока заряда аккумулятора данным контроллером не предотвращается.A significant drawback of most alternative energy sources is the variability of the power they develop, depending on both the time of day and weather conditions. To a large extent, this disadvantage is eliminated by feeding consumers from several alternative sources of different operating principles. Schemes for parallel connection of the same consumer to wind and solar power plants are common. However, even in this case, an interruption in the supply of electrical energy cannot be ruled out, for example, in the dark in calm weather. In this case, you cannot avoid using an electric battery, recharged simultaneously from a wind generator and a solar panel if there is an excess of the energy they generate. There is a well-known circuit for a battery charging controller from a solar or wind generator [1], which limits the charging voltage by connecting a load resistor to them. However, when the battery is deeply discharged and the total power of the energy sources is sufficiently high, this controller does not prevent the battery charging current from exceeding the permissible value.

Цель настоящего изобретения – ограничить ток заряда аккумулятора допустимой для его технических характеристик величиной, обеспечив тем самым его длительную работоспособность.The purpose of the present invention is to limit the battery charge current to a value acceptable for its technical characteristics, thereby ensuring its long-term performance.

Эта цель достигается за счёт того, что в ветро-гелиоэнергетической установке с аккумулированием энергии, содержащей общую нулевую шину питания потребителя электрической энергии постоянного тока и потенциальную шину, к которой первым выводом присоединён нагрузочный резистор, второй вывод которого подключён через выходы ключа к общей шине, потенциальная шина разделена диодом на первую потенциальную, к которой подсоединён первый вывод соответствующей полярности аккумулятора и между которой и общей шиной подключён потребитель энергии, и вторую потенциальную шину, между которой и общей шиной подключены через диоды генератор с приводом от ветротурбины, солнечная панель, и контроллер зарядки аккумулятора, включающий цепь из соединённых последовательно первого и второго резисторов, первым выводом подключённую к общей шине, образующие первый делитель напряжения, и источник стабилизированного напряжения, к выходу которого и обшей шине подсоединены выводами питания первый и второй операционные усилители и второй делитель напряжения на соединённых последовательно третьем и четвёртом резисторах, при чём инвертирующий вход первого операционного усилителя связан с выходом стабилизированного источника напряжения, а инвертирующий вход второго операционного усилителя присоединён к точке соединения третьего и четвёртого резисторов, неинвертирующий вход и выход второго операционного усилителя соединён соответственно с точкой соединения первого и второго резисторов и связан с управляющим входом ключа, а выход первого операционного усилителя связан со светодиодом, первый вывод нагрузочного резистора присоединён ко второй потенциальной шине, аккумулятор вторым выводом присоединён к общей шине через резистор, инвертирующий вход первого операционного усилителя присоединен к выходу источника стабилизированного напряжения, а неинвертирующий вход второго операционного усилителя ко второму выводу аккумулятора, выходы первого и второго операционных усилителей соединены соответственно через первый и второй светодиоды с входом ключа, соединённого через резистор с общим выходом ключа, присоединённым к общей шине.This goal is achieved due to the fact that in a wind-solar energy installation with energy storage, containing a common zero bus for supplying a DC electrical energy consumer and a potential bus, to which the first output is connected to a load resistor, the second output of which is connected through the switch outputs to the common bus, the potential bus is divided by a diode into the first potential bus, to which the first terminal of the corresponding polarity of the battery is connected and between which and the common bus an energy consumer is connected, and the second potential bus, between which and the common bus a generator driven by a wind turbine, a solar panel, and a controller are connected through diodes battery charging, including a circuit of first and second resistors connected in series, the first terminal connected to a common bus, forming the first voltage divider, and a stabilized voltage source, to the output of which and to the common bus the first and second operational amplifiers and the second voltage divider are connected by power pins on the connected in series with the third and fourth resistors, wherein the inverting input of the first operational amplifier is connected to the output of the stabilized voltage source, and the inverting input of the second operational amplifier is connected to the connection point of the third and fourth resistors, the non-inverting input and output of the second operational amplifier are connected, respectively, to the connection point of the first and second resistors and is connected to the control input of the switch, and the output of the first operational amplifier is connected to the LED, the first terminal of the load resistor is connected to the second potential bus, the battery with the second terminal is connected to the common bus through a resistor, the inverting input of the first operational amplifier is connected to the output of the stabilized voltage source, and non-inverting input of the second operational amplifier to the second terminal of the battery, the outputs of the first and second operational amplifiers are connected, respectively, through the first and second LEDs to the input of the switch connected through a resistor to the common output of the switch connected to the common bus.

Схематично заявляемая ветро-гелиоэнергетическая установка с аккумулированием энергии изображена на фигуре 1.The proposed wind-solar power plant with energy storage is shown schematically in Figure 1.

Она содержит общую нулевую шину 1 (в данном конкретном случае отрицательной полярности) питания потребителя электрической энергии и потенциальную шину, разделённую диодом 2 на первую потенциальную шину 3 и вторую потенциальную шину 4. Между первой потенциальной шиной 3 и общей шиной 1 подключён потребитель энергии (на чертеже не показан) и через резистор 5 – аккумулятор 6. При этом в данном конкретном выполнении устройства к шине 3 присоединён положительный вывод аккумулятора. Между второй потенциальной и общей шиной подключены через диод 7 и блок диодов 8 генератор 9 с приводом от ветротурбины 10, солнечная панель (на чертеже не показана), через выходы ключа 11 (в данном конкретном исполнении устройства через исток и сток силового полевого транзистора) нагрузочный резистор 12 и контроллер 13 зарядки аккумулятора. В него входит цепь из соединённых последовательно первого 14 и второго 15 резисторов, первым выводом подключённую к общей шине 1, а вторым – ко второй потенциальной шине 4. Резисторы образуют первый делитель напряжения. Также он включает источник 16 стабилизированного напряжения, к выходу которого и обшей шине подсоединены выводами питания первый 17 и второй 18 операционные усилители и второй делитель напряжения на соединённых последовательно третьем 19 и четвёртом 20 резисторах. Причём инвертирующий вход первого операционного усилителя присоединён к выходу стабилизированного источника напряжения, а инвертирующий вход второго операционного усилителя присоединён к точке соединения третьего 19 и четвёртого 20 резисторов. Неинвертирующий вход первого операционного усилителя соединён с точкой соединения первого 14 и второго 15 резисторов, а неинвертирующий вход второго операционного усилителя присоединён к точке соединения аккумулятора и резистора 5. Выходы первого и второго операционных усилителей соединены соответственно через первый 21 и второй 22 светодиоды с входом ключа 11 (в данном случае затвором полевого транзистора), соединённого через резистор 23 с общим выходом ключа (в данном случае истоком полевого транзистора), присоединённым к общей шине.It contains a common zero bus 1 (in this particular case, negative polarity) for powering the electrical energy consumer and a potential bus, divided by diode 2 into the first potential bus 3 and the second potential bus 4. Between the first potential bus 3 and the common bus 1, an energy consumer is connected (to not shown in the drawing) and through resistor 5 – battery 6. In this particular embodiment of the device, the positive terminal of the battery is connected to bus 3. Between the second potential and common bus, a generator 9 driven by a wind turbine 10, a solar panel (not shown in the drawing) are connected through a diode 7 and a block of diodes 8, through the outputs of the switch 11 (in this particular version of the device through the source and drain of a power field-effect transistor) load resistor 12 and battery charging controller 13. It includes a circuit of the first 14 and second 15 resistors connected in series, the first terminal connected to common bus 1, and the second to the second potential bus 4. The resistors form the first voltage divider. It also includes a stabilized voltage source 16, to the output of which and to the general bus the first 17 and second 18 operational amplifiers and a second voltage divider are connected by power pins to the third 19 and fourth 20 resistors connected in series. Moreover, the inverting input of the first operational amplifier is connected to the output of the stabilized voltage source, and the inverting input of the second operational amplifier is connected to the connection point of the third 19 and fourth 20 resistors. The non-inverting input of the first operational amplifier is connected to the connection point of the first 14 and second 15 resistors, and the non-inverting input of the second operational amplifier is connected to the connection point of the battery and resistor 5. The outputs of the first and second operational amplifiers are connected, respectively, through the first 21 and second 22 LEDs to the input of the switch 11 (in this case, the gate of the field-effect transistor), connected through resistor 23 to the common output of the switch (in this case, the source of the field-effect transistor), connected to the common bus.

Операционные усилители в данной схеме работают в режиме компараторов. На их выходах появляется напряжение близкое к стабилизированному напряжению питания, если потенциал неинвертирующего входа становится несколько больше (реально на несколько милливольт) потенциала инвертирующего входа. При этом через светодиоды начинает протекать ток по цепи: выход операционного усилителя-светодиод-резистор 23 - общая шина. Светодиод загорается, сигнализируя о срабатывании соответствующего усилителя, а напряжение с его выхода поступает на затвор транзистора, в результате чего транзистор открывается, подключив при этом к выходам генератора и солнечной панели нагрузочный резистор 12.The operational amplifiers in this circuit operate in comparator mode. A voltage appears at their outputs close to the stabilized supply voltage if the potential of the non-inverting input becomes slightly greater (actually by several millivolts) than the potential of the inverting input. At the same time, current begins to flow through the LEDs along the circuit: output of the operational amplifier-LED-resistor 23 - common bus. The LED lights up, signaling the activation of the corresponding amplifier, and the voltage from its output is supplied to the gate of the transistor, as a result of which the transistor opens, connecting load resistor 12 to the outputs of the generator and solar panel.

Сопротивления R 1 и R 2 соответственно первого 14 и второго 15 резисторов первого делителя напряжения рассчитаны таким образом, что при напряжении U Ш2.МАХ на второй потенциальной шине, соответствующем максимальной электродвижущей силе E АМАХ аккумулятора при его полной зарядке, напряжение U 1 на выходе первого делителя напряжения достигает величины U 1МАХ , равной стабилизированному напряжению U СТ на выходе источника 16 и, следовательно, напряжению на инвертирующем входе первого операционного усилителяResistanceR 1 AndR 2 respectively, the first 14 and second 15 resistors of the first voltage divider are designed in such a way that at voltageU Ш2.MAX on the second potential bus corresponding to the maximum electromotive forceE AMAH battery when fully charged, voltageU 1 at the output of the first voltage divider reaches the valueU 1MAX ,equal to the stabilized voltage U ST at the output of source 16 and, consequently, the voltage at the inverting input of the first operational amplifier

U 1МАХ = U Ш2.МАХ ⋅R 2 / (R 1 +R 2 ) = U СТ . (1) U 1MAX = U W2.MAX ⋅R 2 / (R 1 +R 2 ) = U ST . (1)

Сопротивления же R 3 и R 4 соответственно третьего 19 и четвёртого 20 резисторов второго делителя напряжения рассчитаны из условия равенства напряжения U 2ДОП на выходе второго делителя напряжения напряжению U 5ДОП на сопротивлении R 5 резистора 5 при протекании через него допустимого тока зарядки I ДОП для установленного аккумулятора The resistances R 3 and R 4 , respectively, of the third 19 and fourth 20 resistors of the second voltage divider are calculated from the condition that the voltage U 2DOP at the output of the second voltage divider is equal to the voltage U 5DOP at the resistance R 5 of resistor 5 when the permissible charging current I DOP flows through it for the installed battery

I ДОП ⋅R 5 = U 5ДОП = U 2ДОП = U СТ ⋅R 3 / (R 3 +R 4 ). (2) I DOP ⋅R 5 = U 5DOP = U 2DOP = U ST ⋅R 3 / (R 3 +R 4 ). (2)

Когда суммарная мощность источников энергии достаточна для питания потребителя и зарядки аккумулятора, напряжение на второй потенциальной шине несколько выше напряжения на первой потенциальной шине в результате диод 2 открыт, идёт ток на питание потребителя и избыток – на зарядку аккумулятора. Если ток зарядки аккумулятора меньше допустимого, то и напряжение U 5 меньше U 5ДОП , следовательно, и потенциал неинвертирующего входа второго операционного усилителя меньше потенциала U 2ДОП инвертирующего входа этого усилителя, снимаемого с выхода второго делителя напряжения. На выходе операционного усилителя напряжение равно нулю, через светодиод 22 ток не протекает, потенциал на затворе транзистора равен нулю, транзистор закрыт, нагрузочный резистор отключён. При усилении скорости ветра или солнечной радиации, или того и другого вместе напряжение U Ш1 на первой потенциальной шине растёт, в результате чего увеличивается и ток I АЗ зарядки аккумулятораWhen the total power of the energy sources is sufficient to power the consumer and charge the battery, the voltage on the second potential bus is slightly higher than the voltage on the first potential bus, as a result, diode 2 is open, current flows to power the consumer and the excess goes to charge the battery. If the battery charging current is less than permissible, then the voltage U 5 is less than U 5DOP , therefore, the potential of the non-inverting input of the second operational amplifier is less than the potential U 2DOP of the inverting input of this amplifier, taken from the output of the second voltage divider. At the output of the operational amplifier, the voltage is zero, no current flows through LED 22, the potential at the transistor’s gate is zero, the transistor is closed, and the load resistor is turned off. When wind speed or solar radiation increases, or both together, the voltage U Ш1 on the first potential bus increases, as a result of which the battery charging current I AZ also increases

I АЗ = (U Ш1 - Е A )/R A , (3) I AZ = ( U Ш1 - E A )/R A , (3)

где Е A и R A – соответственно электродвижущая сила и внутреннее сопротивление аккумулятора.where E A and R A are the electromotive force and internal resistance of the battery, respectively.

И как только ток зарядки станет больше допустимого, напряжение на резисторе 5, а, следовательно, и потенциал неинвертирующего входа второго операционного усилителя станет больше потенциала его инвертирующего входа. Это, как было показано выше, приведёт к подключению к выходам источников тока нагрузочного резистора 12. Потенциал шины 4 из-за увеличения падения напряжения на внутреннем сопротивлении источников снизится, ток I АЗ зарядки аккумулятора станет снова меньше допустимого. При этом напряжение на резисторе 5 и потенциал на неинвертирующем входе второго операционного усилителя станет меньше потенциала на инвертирующем входе этого усилителя. В итоге транзистор закроется, отключится нагрузочный резистор, напряжение на шинах и ток зарядки снова увеличатся. Далее процесс начнёт периодически повторяться с частотой, зависящей от постоянной времени переходного процесса. При необходимости частота может быть уменьшена путём подключения между неинвертирующим входом и выходом усилителя элементов положительной обратной связи (на чертеже не показаны). В результате ток зарядки в среднем будет поддерживаться на уровне допустимого тока. О том, что зарядка аккумулятора идёт в режиме ограничения тока зарядки, указывает свечение светодиода 22.And as soon as the charging current becomes greater than permissible, the voltage across resistor 5, and, consequently, the potential of the non-inverting input of the second operational amplifier will become greater than the potential of its inverting input. This, as shown above, will lead to the connection of load resistor 12 to the outputs of the current sources. The potential of bus 4 will decrease due to an increase in the voltage drop across the internal resistance of the sources, and the battery charging current I will again become less than permissible. In this case, the voltage across resistor 5 and the potential at the non-inverting input of the second operational amplifier will become less than the potential at the inverting input of this amplifier. As a result, the transistor will close, the load resistor will turn off, the voltage on the buses and the charging current will increase again. Next, the process will begin to repeat periodically with a frequency depending on the time constant of the transition process. If necessary, the frequency can be reduced by connecting positive feedback elements (not shown in the drawing) between the non-inverting input and the output of the amplifier. As a result, the charging current will be maintained on average at the permissible current level. The fact that the battery is charging in the charging current limiting mode is indicated by the lighting of LED 22.

По мере зарядки электродвижущая сила Е А аккумулятора и, следовательно, напряжения U Ш1 и на потенциальных шинах растут. Когда напряжение U Ш2 достигнет величины несколько большей U Ш2.МАХ , свидетельствующей о полной зарядке аккумулятора, напряжение U 1 , а значит и потенциал неинвертирующего входа первого операционного усилителя станет несколько больше потенциала U СТ инвертирующего входа этого усилителя. На выходе усилителя появится положительное напряжение, близкое к напряжению питания усилителя и это, как было показано выше, приведёт к подключению к шине 4 нагрузочного резистора. Напряжение на шине несколько снизится, потенциал неинвертирующего входа станет опять ниже потенциала инвертирующего входа, что снова приведёт к подключению нагрузочного резистора. Таким образом, циклы включения и отключения будут повторяться, поддерживая средний уровень напряжения на шинах неизменным. Неизменной будет вследствие этого и частота вращения ветротурбины.As charging proceeds, the electromotive force E A of the battery and, consequently, the voltage U Ш1 and on the potential buses increase. When the voltage U Ш2 reaches a value slightly greater than U Ш2.MAX , indicating that the battery is fully charged, the voltage U 1 , and therefore the potential of the non-inverting input of the first operational amplifier, will become slightly greater than the potential U ST of the inverting input of this amplifier. A positive voltage will appear at the output of the amplifier, close to the supply voltage of the amplifier and this, as shown above, will lead to the connection of a load resistor to bus 4. The voltage on the bus will drop slightly, the potential of the non-inverting input will again become lower than the potential of the inverting input, which will again lead to the connection of the load resistor. Thus, the on and off cycles will be repeated, keeping the average voltage level on the buses constant. As a result, the rotation speed of the wind turbine will also remain unchanged.

При этом, поскольку электродвижущая сила Е А аккумулятора по мере зарядки повышается, ток зарядки снизится, станет меньше допустимого тока, и второй операционный усилитель перестанет открываться и управлять транзистором. Управление перейдёт с режима поддержания допустимого тока зарядки на режим поддержания постоянства напряжения, осуществляемого первым операционным усилителем. При этом индикация режима осуществляется светодиодом 21. Дальнейшее повышение электродвижущей силы аккумулятора в условиях постоянства напряжения U Ш2 в соответствии с выражением (3) будет сопровождаться постепенным снижением тока I АЗ зарядки аккумулятора практически до тока саморазряда аккумулятора, близкого к нулевому по сравнению с рабочим током значению. Аккумулятор перейдёт в буферный режим зарядки. При этом напряжение на его выводах будет близко к E АМАХ , свидетельствующем о полной зарядке аккумулятора.Moreover, since the electromotive forceE A the battery increases as it charges, the charging current will decrease, the permissible current will become less, and the second operational amplifier will no longer open and control the transistor. The control will switch from the mode of maintaining the permissible charging current to the mode of maintaining a constant voltage, carried out by the first operational amplifier. In this case, the mode is indicated by LED 21. Further increase in the electromotive force of the battery under conditions of constant voltageU Ш2 V in accordance with expression (3) will be accompanied by a gradual decrease in currentI AZ charging the battery almost to the self-discharge current of the battery, which is close to zero compared to the operating current. The battery will go into buffer charging mode. In this case, the voltage at its terminals will be close toE AMAH , indicating that the battery is fully charged.

В случае ослабления солнечной радиации и одновременном уменьшении скорости ветра суммарная мощность источников энергии станет меньше мощности потребителя энергии. Напряжение на шинах 2 и 4 снизится, станет меньше электродвижущей силы аккумулятора, при этом изменится направление тока через аккумулятор. Разряжаясь, он будет покрываться дефицит мощности источников. Так как в этом случае U Ш2 < E АМАХ , а U 5 < U 5ДОП , то потенциалы неинвертируемых входов обоих операционных усилителей будут меньше потенциалов инвертирующих входов. Оба усилителя будут закрыты, нагрузочный резистор отключён. То же самое будет и при полном отсутствии солнечного излучения и ветра за исключением того, что аккумулятор возьмёт нагрузку потребителя полностью на себя. При этом ёмкость аккумулятора должна быть достаточной для питания потребителя в течение максимально возможного времени полного отсутствия или дефицита поступления энергии от источников.In the event of a weakening of solar radiation and a simultaneous decrease in wind speed, the total power of energy sources will become less than the power of the energy consumer. The voltage on buses 2 and 4 will decrease, the electromotive force of the battery will become less, and the direction of the current through the battery will change. By discharging, it will cover the power deficit of the sources. Since in this case U Ш2 < E MAX , and U 5 < U 5DOP , the potentials of the non-inverting inputs of both operational amplifiers will be less than the potentials of the inverting inputs. Both amplifiers will be closed, the load resistor will be disconnected. The same will happen in the complete absence of solar radiation and wind, except that the battery will take the consumer’s load completely upon itself. In this case, the battery capacity must be sufficient to power the consumer for the maximum possible time of complete absence or deficit of energy supply from sources.

Таким образом, введение дополнительного канала регулирования процесса зарядки аккумулятора по условию ограничения тока зарядки допустимой техническими требованиями величиной позволяет избежать преждевременного выхода аккумулятора из строя, чем и достигается поставленная цель предполагаемого изобретения. Thus, the introduction of an additional channel for regulating the battery charging process under the condition of limiting the charging current to a value allowed by technical requirements allows one to avoid premature failure of the battery, which achieves the intended purpose of the proposed invention.

Источник информацииA source of information

1. G. Forest Cook Контроллер заряда аккумулятора для солнечного или ветрогенератора [Электронный ресурс]. URL: https://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=61143 (Дата обращения 26.06.2021).1. G. Forest Cook Battery charge controller for solar or wind generator [Electronic resource]. URL: https://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=61143 (Date of access: 06/26/2021).

Claims (1)

Ветро-гелиоэнергетическая установка с аккумулированием энергии, содержащая общую нулевую шину питания потребителя электрической энергии постоянного тока и потенциальную шину, к которой первым выводом присоединён нагрузочный резистор, второй вывод которого подключён через выходы ключа к общей шине, потенциальная шина разделена диодом на первую потенциальную, к которой подсоединён первый вывод соответствующей полярности аккумулятора и между которой и общей шиной подключён потребитель энергии, и вторую потенциальную шину, между которой и общей шиной подключены через диоды генератор с приводом от ветротурбины, солнечная панель, и контроллер зарядки аккумулятора, включающий цепь из соединённых последовательно первого и второго резисторов, первым выводом подключённую к общей шине, образующие первый делитель напряжения, и источник стабилизированного напряжения, к выходу которого и обшей шине подсоединены выводами питания первый и второй операционные усилители и второй делитель напряжения на соединённых последовательно третьем и четвёртом резисторах, причём инвертирующий вход первого операционного усилителя связан с выходом стабилизированного источника напряжения, а инвертирующий вход второго операционного усилителя присоединён к точке соединения третьего и четвёртого резисторов, неинвертирующий вход и выход второго операционного усилителя соединён соответственно с точкой соединения первого и второго резисторов и связан с управляющим входом ключа, а выход первого операционного усилителя связан со светодиодом, отличающаяся тем, что первый вывод нагрузочного резистора присоединён ко второй потенциальной шине, аккумулятор вторым выводом присоединён к общей шине через резистор, инвертирующий вход первого операционного усилителя присоединен к выходу источника стабилизированного напряжения, а неинвертирующий вход второго операционного усилителя ко второму выводу аккумулятора, выходы первого и второго операционных усилителей соединены соответственно через первый и второй светодиоды с входом ключа, соединённого через резистор с общим выходом ключа, присоединённым к общей шине.A wind-solar power plant with energy storage, containing a common zero bus for supplying a consumer of direct current electrical energy and a potential bus, to which a load resistor is connected by the first terminal, the second terminal of which is connected through the key outputs to the common bus, the potential bus is divided by a diode into the first potential, to to which the first terminal of the corresponding polarity of the battery is connected and between which and the common bus an energy consumer is connected, and the second potential bus, between which and the common bus a generator driven by a wind turbine, a solar panel, and a battery charging controller are connected through diodes, including a circuit of the first connected in series and a second resistor, the first pin connected to the common bus, forming the first voltage divider, and a stabilized voltage source, to the output of which and the common bus the first and second operational amplifiers and the second voltage divider are connected by power pins to the third and fourth resistors connected in series, with the inverting input the first operational amplifier is connected to the output of a stabilized voltage source, and the inverting input of the second operational amplifier is connected to the connection point of the third and fourth resistors, the non-inverting input and output of the second operational amplifier are connected, respectively, to the connection point of the first and second resistors and is connected to the control input of the switch, and the output of the first operational amplifier is connected to the LED, characterized in that the first terminal of the load resistor is connected to the second potential bus, the battery with the second terminal is connected to the common bus through a resistor, the inverting input of the first operational amplifier is connected to the output of a stabilized voltage source, and the non-inverting input of the second operational amplifier is connected to to the second terminal of the battery, the outputs of the first and second operational amplifiers are connected, respectively, through the first and second LEDs to the input of the switch, connected through a resistor to the common output of the switch, connected to the common bus.
RU2023103587A 2023-02-16 Wind-solar power plant with energy storage RU2805270C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2805270C1 true RU2805270C1 (en) 2023-10-13

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1335475A (en) * 1970-08-24 1973-10-31 Gen Motors Corp Voltage regulator systems
RU2134889C1 (en) * 1997-07-01 1999-08-20 Мухин Николай Васильевич Device testing circuit of storage battery of direct current installation
RU2452637C1 (en) * 2010-11-08 2012-06-10 Николай Григорьевич Тупиков Mobile self-contained power supply system
CN108646544A (en) * 2018-05-14 2018-10-12 天津大学 A kind of grid charging stake discharge control system
RU2680642C1 (en) * 2018-01-29 2019-02-25 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" Wind and sun plant of autonomous power supply

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1335475A (en) * 1970-08-24 1973-10-31 Gen Motors Corp Voltage regulator systems
RU2134889C1 (en) * 1997-07-01 1999-08-20 Мухин Николай Васильевич Device testing circuit of storage battery of direct current installation
RU2452637C1 (en) * 2010-11-08 2012-06-10 Николай Григорьевич Тупиков Mobile self-contained power supply system
RU2680642C1 (en) * 2018-01-29 2019-02-25 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" Wind and sun plant of autonomous power supply
CN108646544A (en) * 2018-05-14 2018-10-12 天津大学 A kind of grid charging stake discharge control system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8593014B2 (en) Method of operation and device for controlling an energy installation with photovoltaic modules
JP5671595B2 (en) Charge control device
EP3410551B1 (en) System for interconnected elements of a power system
US9350185B2 (en) Power output distribution and control system for multi-output battery charger
US20120175966A1 (en) Power supply system
CN111357148B (en) Power storage module and power supply system
US20120176078A1 (en) Solar chargeable battery for portable devices
US10065521B2 (en) System and method for using solar power to supplement power in a DC electrical system
US9007038B2 (en) Direct-current stabilized power supply device
US20120217806A1 (en) Charge equalization systems and methods
US9059593B2 (en) Charge controlling system, charge controlling apparatus, charge controlling method and discharge controlling apparatus
US9246331B2 (en) Power supply control system and semiconductor integrated circuit
EP3012942A1 (en) Power feeding apparatus for solar cell, and solar cell system
KR20130048196A (en) Electricity control device, electricity control method, and electricity supply system
US20110285354A1 (en) Rechargeable battery controlling circuit, rechargeable battery controlling device, independent power system and battery pack
CN102257700B (en) A photovoltaic system
EP3542441A1 (en) Conversion circuit device for uninterruptible power supply (ups) systems
CN1098553C (en) Method and arrangement for disconnecting consumers
Schmidt et al. Power conditioning for photovoltaic power systems
US11146096B2 (en) Control method of power supply apparatus, the power supply apparatus, and power supply system
CN116868469A (en) DC photovoltaic input simulation using AC generator source
RU2805270C1 (en) Wind-solar power plant with energy storage
CN103095117A (en) Power Supply Apparatus, Power Controlling System And Starting Method For Electric Apparatus
US20120062042A1 (en) Low power start-up circuit
KR19990084821A (en) Electrical storage control system of all-weather optical energy