RU74171U1 - INTEGRATED SOLAR WIND POWER INSTALLATION - Google Patents

INTEGRATED SOLAR WIND POWER INSTALLATION Download PDF

Info

Publication number
RU74171U1
RU74171U1 RU2007146584/22U RU2007146584U RU74171U1 RU 74171 U1 RU74171 U1 RU 74171U1 RU 2007146584/22 U RU2007146584/22 U RU 2007146584/22U RU 2007146584 U RU2007146584 U RU 2007146584U RU 74171 U1 RU74171 U1 RU 74171U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solar
voltage
output
power plant
wind turbine
Prior art date
Application number
RU2007146584/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Георгиевич Забродский
Вячеслав Михайлович Андреев
Валерий Дмитриевич Румянцев
Януш Брониславович Данилевич
Борис Николаевич Миронов
Сергей Олегович Когновицкий
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Национальная инновационная компания "Новые энергетические проекты" (ООО "Национальная инновационная компания "НЭП")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Национальная инновационная компания "Новые энергетические проекты" (ООО "Национальная инновационная компания "НЭП") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Национальная инновационная компания "Новые энергетические проекты" (ООО "Национальная инновационная компания "НЭП")
Priority to RU2007146584/22U priority Critical patent/RU74171U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU74171U1 publication Critical patent/RU74171U1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Abstract

Интегрированная солнечно-ветровая энергоустановка содержит солнечную электрогенерирующую установку (1). Солнечная электрогенерирующая установка (1) включает, по меньшей мере, одну солнечную батарею (2), ветроагрегат (4) с электрогенератором (5), первый преобразователь (6) напряжения, преобразующий постоянное напряжение в постоянное напряжение, второй преобразователь (7) напряжения, преобразующий переменное напряжение в постоянное напряжение, накопитель электроэнергии (8), систему (9) коммутации и управления и инвертор (10), формирующий выходное напряжение для потребителя (11). Солнечная батарея (2) состоит, по меньшей мере, из одного фотоэлектрического модуля (13) с гетероструктурными каскадными фотоэлектрическими преобразователями (20) и концентраторами солнечного излучения (17) или (18) и (19). Солнечная батарея (2) установлена на систему (3) ориентации на Солнце. Выход солнечной батареи (2) соединен с входом первого преобразователя (6) напряжения. Выход электрогенератора (5) подключен к входу второго преобразователя (7) напряжения. Выходы первого (6) и второго (7) преобразователей напряжения соединены соответственно с первым и вторым входами системы (9) коммутации и управления. Первый выход системы (9) подключен к накопителю электроэнергии (8), а второй выход соединен с входом инвертора (10). Задачей технического решения является создание интегрированной солнечно-ветровой энергоустановки с увеличенным КПД. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.The integrated solar-wind power installation contains a solar power generating installation (1). A solar power generating installation (1) includes at least one solar battery (2), a wind turbine (4) with an electric generator (5), a first voltage converter (6) that converts direct voltage to direct voltage, and a second voltage converter (7), converting an alternating voltage to a direct voltage, an electric energy storage device (8), a switching and control system (9) and an inverter (10) generating an output voltage for a consumer (11). The solar battery (2) consists of at least one photovoltaic module (13) with heterostructure cascade photovoltaic converters (20) and solar radiation concentrators (17) or (18) and (19). The solar battery (2) is installed on the solar orientation system (3). The output of the solar battery (2) is connected to the input of the first voltage converter (6). The output of the generator (5) is connected to the input of the second voltage converter (7). The outputs of the first (6) and second (7) voltage converters are connected respectively to the first and second inputs of the switching and control system (9). The first output of the system (9) is connected to the electric energy storage device (8), and the second output is connected to the inverter input (10). The objective of the technical solution is to create an integrated solar-wind power plant with increased efficiency. 6 c.p. f-ly, 5 ill.

Description

Полезная модель относится к гелио- и ветроэнергетике, в частности, к интегрированным энергоустановкам, применяемым, например, в системах автономного электроснабжения удаленных потребителей.The utility model relates to solar and wind energy, in particular, to integrated power plants used, for example, in autonomous power supply systems of remote consumers.

В настоящее время все большее внимание обращается на использование солнечной энергии в энергетике. Солнечная фотоэнергетика рассматривается как один из важнейших альтернативных источников энергии. Более двух миллиардов людей в мире не имеют доступа к централизованному снабжению электричеством, хотя большинство из них живет в солнечном поясе Земли. Централизованная система снабжения электроэнергией не выгодна в районах, отдаленных от традиционных источников электроэнергии, и ее организация требует огромных капитальных вложений. Этот фактор особенно важен для стран, занимающих большую территорию. Электрическая энергия является ключом для повышения уровня жизни в районах, не имеющих снабжения электричеством, и солнечная энергия оказывается предпочтительным децентрализованным источником энергии в этих районах, благодаря ее практически неограниченному ресурсу. Современный мировой рынок фотоэнергетики является быстро развивающимся сегментом мировой экономики с возрастающим темпом роста. Одним из наиболее перспективных методов получения электроэнергии из возобновляемых источников является преобразование энергии ветра и энергии солнечного излучения с помощью единой интегрированной солнечно-ветровой энергоустановки.Currently, more and more attention is paid to the use of solar energy in the energy sector. Solar photovoltaics is considered as one of the most important alternative energy sources. More than two billion people in the world do not have access to a centralized electricity supply, although most of them live in the Earth’s sun belt. A centralized electricity supply system is not profitable in areas remote from traditional sources of electricity, and its organization requires huge capital investments. This factor is especially important for countries occupying a large territory. Electric energy is the key to improving living standards in areas without electricity, and solar energy is the preferred decentralized source of energy in these areas due to its virtually unlimited resource. The modern global photovoltaic market is a rapidly growing segment of the global economy with an increasing growth rate. One of the most promising methods for generating electricity from renewable sources is the conversion of wind and solar radiation energy using a single integrated solar-wind power plant.

Известна гелиоветровая энергетическая установка, содержащая ветроагрегат, электрогенератор которого установлен на вертикальном стволе, одну горизонтальную и две боковые солнечные батареи, связанные между собой поворотными шарнирами и подпружиненные с обоих концов, Known solar power installation containing a wind generator, an electric generator of which is mounted on a vertical shaft, one horizontal and two side solar panels, interconnected by swivel joints and spring-loaded at both ends,

хвостовую балку с ручным приводом и аккумулятор. Балка прикреплена к тыльной части электрогенератора на подвижном шарнире, солнечные батареи прикреплены на шарнирах к верхней части балки (см. RU, Патент №2187693, F03D 9/00, 2002).manually operated tail boom and battery. The beam is attached to the back of the generator on a movable hinge, solar panels are hinged to the upper part of the beam (see RU, Patent No. 2187693, F03D 9/00, 2002).

Ручная установка солнечных батарей на определенный угол в зависимости от времени года и солнцестояния снижает эксплуатационные и энергетические характеристики установки.Manual installation of solar panels at a certain angle depending on the season and solstice reduces the operational and energy characteristics of the installation.

Известна ветровая энергоустановка, включающая ветроагрегат с электрогенератором и установленные на опоре ветроагрегата панели солнечных батарей (см. заявка US №2007/0182161, F03D 9/00, 09.08.2007).A known wind power installation, including a wind turbine with an electric generator and solar panels installed on the support of the wind turbine (see application US No. 2007/0182161, F03D 9/00, 08/09/2007).

Недостатком конструкции является отсутствие системы слежения за положением Солнца.The design drawback is the lack of a tracking system for the position of the Sun.

Известен источник энергии для удаленных потребителей, содержащий в своем составе солнечные модули и ветроэлектрогенератор (см. заявка US №2007/0132433, G05F 1/00, 14.01.2007).A known source of energy for remote consumers, comprising solar modules and a wind generator (see application US No. 2007/0132433, G05F 1/00, 01/14/2007).

Недостатком известного источника является отсутствие системы слежения солнечных модулей за положением Солнца, что снижает эффективность работы источника.A disadvantage of the known source is the lack of a tracking system of solar modules for the position of the Sun, which reduces the efficiency of the source.

Известна солнечная энергетическая установка, содержащая в своем составе ветряной ротор с электрогенератором и панели солнечных батарей (см. заявка DE №102005000710, F03G 6/04, 2006).Known solar power plant, comprising a wind rotor with an electric generator and solar panels (see application DE No. 102005000710, F03G 6/04, 2006).

В известной установке панели солнечных батарей установлены неподвижно, что отрицательно сказывается на эффективности работы установки.In the known installation, solar panels are installed motionless, which negatively affects the efficiency of the installation.

Известна ветровая и солнечная энергетическая установка, содержащая в своем составе ветряные роторы, расположенные вблизи специальных ветровых туннелей в здании, и панели солнечных батарей, установленные консольно по периметру здания (см. US, Патент №7172386, F03D 3/02, 06.02.2007).Known wind and solar power installation, comprising wind rotors located near special wind tunnels in the building, and solar panels mounted cantilever around the perimeter of the building (see US, Patent No. 7172386, F03D 3/02, 02/06/2007) .

Конструкция известной энергетической установки чрезмерно громоздка, а эффективность неподвижных панелей солнечных батарей недостаточна высока.The design of the well-known power plant is excessively cumbersome, and the effectiveness of fixed solar panels is not high enough.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков является интегрированная энергоустановка, содержащая солнечную электрогенерирующую установку, включающую солнечную батарею с фотоэлектрическими преобразователями, ветроагрегат с электрогенератором, кислородно-водородный топливный элемент, преобразователи напряжения, систему контроля и управления и инвертор, формирующий выходное напряжение для потребителя (см. US, Патент №7000395, F01B 23/08, 2006).The closest to the claimed technical solution in terms of essential features is an integrated power plant containing a solar power plant, including a solar battery with photovoltaic converters, a wind turbine with an electric generator, an oxygen-hydrogen fuel cell, voltage converters, a monitoring and control system and an inverter that generates the output voltage for consumer (see US, Patent No. 7000395, F01B 23/08, 2006).

Использованная в известной энергоустановке система контроля и управления позволяет оптимизировать функционирование энергоустановки и генерировать максимальную энергию. В то же время в энергоустановке отсутствует возможность увеличения энергосъема с помощью ориентации солнечных батарей на Солнце, что снижает ее КПД.The monitoring and control system used in the well-known power plant allows optimizing the functioning of the power plant and generating maximum energy. At the same time, in the power plant there is no possibility of increasing the energy consumption by orienting the solar panels to the Sun, which reduces its efficiency.

Задачей заявляемого технического решения является создание интегрированной солнечно-ветровой энергоустановки с увеличенным КПД.The objective of the proposed technical solution is to create an integrated solar-wind power plant with increased efficiency.

Поставленная задача решается тем, что интегрированная солнечно-ветровая энергоустановка содержит солнечную электрогенерирующую установку, включающую, по меньшей мере, одну солнечную батарею, по меньшей мере, из одного фотоэлектрического модуля с гетероструктурными каскадными фотоэлектрическими преобразователями и концентраторами солнечного излучения, установленную на систему ориентации на солнце, ветроагрегат с электрогенератором, первый преобразователь напряжения, преобразующий постоянное напряжение в постоянное напряжение, второй преобразователь напряжения, преобразующий переменное напряжение в постоянное напряжение, накопитель электроэнергии, систему коммутации и управления и инвертор, формирующий выходное напряжение для потребителя, причем выход солнечной батареи соединен с The problem is solved in that the integrated solar-wind power installation contains a solar power generating installation comprising at least one solar battery of at least one photovoltaic module with heterostructure cascade photovoltaic converters and solar radiation concentrators mounted on a solar orientation system , a wind turbine with an electric generator, a first voltage converter that converts direct voltage to direct voltage, in Ora voltage converter that converts an AC voltage into a DC voltage, power storage, switching and control system and inverter forming the output voltage for the consumer, wherein the solar battery is connected to the output

входом первого преобразователя напряжения, выход электрогенератора подключен к входу второго преобразователя напряжения, выходы первого и второго преобразователей напряжения соединены соответственно с первым и вторым входами системы коммутации и управления, первый выход которой подключен к накопителю электроэнергии, а второй выход соединен с входом инвертора.the input of the first voltage converter, the output of the generator is connected to the input of the second voltage converter, the outputs of the first and second voltage converters are connected respectively to the first and second inputs of the switching and control system, the first output of which is connected to the electric power storage device, and the second output is connected to the inverter input.

Снабжение солнечной батареи интегрированной солнечно-ветровой энергоустановки системой ориентации на Солнце позволяет значительно увеличить мощность энергоустановки при той же площади солнечных батарей, а следовательно, увеличить ее КПД. Система ориентации на Солнце может иметь любую известную конструкцию, например, такую, которая использована в патенте РФ №47497, F24J 2/42, опубликованном в 2005 году.The supply of a solar battery to the integrated solar-wind power plant with a solar orientation system can significantly increase the power of the power plant with the same area of solar panels, and therefore increase its efficiency. The system of orientation to the Sun can have any known design, for example, one that is used in RF patent No. 47497, F24J 2/42, published in 2005.

В состав энергоустановки входит солнечная батарея, содержащая один или несколько фотоэлектрических модулей с концентраторами солнечного излучения, и которая, кроме того, может содержать одну или несколько плоских панелей фотоэлектрических преобразователей без концентраторов солнечного излучения.The power plant includes a solar battery containing one or more photovoltaic modules with solar concentrators, and which, in addition, may contain one or more flat panels of photovoltaic converters without solar concentrators.

В солнечной батарее применяются гетероструктурные каскадные фотоэлектрические преобразователи и, кроме того, могут быть применены кремниевые фотоэлектрические преобразователи.Heterostructure cascade photovoltaic cells are used in the solar battery, and silicon photovoltaic cells can also be used.

В энергоустановке в качестве ветроагрегата может быть применена ветротурбина с вертикальной осью и низкооборотный генератор с управляемой модуляцией магнитной проводимости, а также ветротурбина с горизонтальной осью.In a power plant, a vertical axis wind turbine and a low-speed generator with controlled magnetic conductivity modulation, as well as a horizontal axis wind turbine, can be used as a wind turbine.

В качестве накопителя электроэнергии может быть применена электрохимическая аккумуляторная батарея, или другой накопитель, использующий обратимое преобразование и хранение энергии в другом ее виде.As an energy storage device, an electrochemical storage battery or another storage device using reversible conversion and storage of energy in another form thereof can be used.

Заявляемая интегрированная солнечно-ветровая энергоустановка поясняется чертежами, где:The inventive integrated solar-wind power plant is illustrated by drawings, where:

на фиг.1 приведена структура интегрированной солнечно-ветровой энергоустановки с автоматически ориентируемыми солнечными батареями;figure 1 shows the structure of an integrated solar-wind power plant with automatically oriented solar panels;

на фиг.2 схематически изображен вид сбоку на один из вариантов солнечной батареи с фотоэлектрическими преобразователями и системой их ориентации на Солнце;figure 2 schematically shows a side view of one of the options for a solar battery with photovoltaic converters and their orientation system on the Sun;

на фиг.3 приведен вид спереди на солнечную батарею, изображенную на фиг.2;figure 3 shows a front view of the solar battery shown in figure 2;

на фиг.4 показан один из вариантов фотоэлектрического модуля с концентраторами солнечного излучения;figure 4 shows one of the options for a photovoltaic module with solar concentrators;

на фиг.5 приведен другой вариант фотоэлектрического модуля с концентраторами солнечного излучения.figure 5 shows another variant of a photovoltaic module with solar concentrators.

Интегрированная солнечно-ветровая энергоустановка (см. фиг.1) содержит солнечную электрогенерирующую установку 1, включающую солнечную батарею 2 с фотоэлектрическими преобразователями и системой 3 ориентации на Солнце, ветроагрегат в виде ветротурбины 4 с электрогенератором 5, первый преобразователь 6, преобразующий постоянный ток в постоянный ток, второй преобразователь 7, преобразующий переменный ток в постоянный ток, накопитель 8 электроэнергии, например, в виде аккумуляторной батареи, систему 9 коммутации и управления и инвертор 10, формирующий выходное напряжение для потребителя 11. Солнечная батарея 2 соединена с входом первого преобразователя 6 напряжения, выход электрогенератора 5 подключен к входу второго преобразователя 7 напряжения. Выход первого преобразователя 6 подключен к первому входу системы 9 коммутации и управления, а выход второго преобразователя 7 напряжения соединен со вторым входом системы 9 коммутации и управления. Первый выход системы 9 коммутации и управления подключен к накопителю 8 электроэнергии, а второй выход соединен с входом инвертора 10. Солнечная электрогенерирующая установка 1 (см. фиг.2, фиг.3) может быть снабжена монтажной платформой 12, на которой могут The integrated solar-wind power installation (see Fig. 1) contains a solar power generating installation 1, including a solar battery 2 with photovoltaic converters and a solar orientation system 3, a wind turbine in the form of a wind turbine 4 with an electric generator 5, and the first converter 6 converting direct current to direct current current, a second converter 7 that converts alternating current to direct current, an electric energy storage device 8, for example, in the form of a battery, a switching and control system 9 and an inverter 10, for iruyuschy output voltage for the consumer 11. The solar battery 2 is connected to the input of the first inverter 6, the voltage output of the generator 5 is connected to the input of the second voltage converter 7. The output of the first converter 6 is connected to the first input of the switching and control system 9, and the output of the second voltage converter 7 is connected to the second input of the switching and control system 9. The first output of the switching and control system 9 is connected to the electric energy storage device 8, and the second output is connected to the input of the inverter 10. The solar power generating installation 1 (see FIG. 2, FIG. 3) can be equipped with a mounting platform 12, on which

также размещаться и другие блоки энергоустановки. Солнечная батарея 2 представляет собой совокупность одинаково ориентированных фотоэлектрических модулей 13, закрепленных на системе 3 ориентации на Солнце. Два из возможных вариантов фотоэлектрических модулей 13 показаны на фиг.4, фиг.5. Фотоэлектрический модуль 13 содержит выполненные из силикатного стекла боковые стенки 14, тыльную панель 15 и монолитную фронтальную панель 16, на тыльной поверхности которой путем литья под давлением сформированы соприкасающиеся друг с другом первичные оптические концентраторы. На фронтальной поверхности панели 16 сформировано тонкопленочное просветляющее (антиотражающее) покрытие. Первичные оптические концентраторы могут быть выполнены, например, в форме квадратных плоско-выпуклых линз 17 (см. фиг.4) или, например, в форме правильных шестиугольных линз Френеля 18 (см. фиг.5). Вторичные оптические концентраторы могут быть выполнены, например, в виде фоконов 19, установленных меньшим основанием на светочувствительных поверхностях фотоэлектрических преобразователей 20 с теплоотводящими элементами-основаниями 21, размещенных на фронтальной поверхности тыльной панели 15 соосно соответствующим первичным оптическим концентраторам. В качестве фотоэлектрических преобразователей использованы гетероструктурные каскадные фотоэлектрические преобразователи. Дополнительно солнечная батарея 2 может содержать кремниевые фотоэлектрические преобразователи и/или одну или несколько плоских панелей фотоэлектрических преобразователей без концентраторов солнечного излучения.other power units are also located. The solar battery 2 is a combination of identically oriented photovoltaic modules 13, mounted on the solar orientation system 3. Two of the possible options for the photovoltaic modules 13 are shown in figure 4, figure 5. The photovoltaic module 13 comprises side walls 14 made of silicate glass, a back panel 15 and a monolithic front panel 16, on the back surface of which primary optical concentrators in contact with each other are formed by injection molding. A thin-film antireflective coating is formed on the front surface of the panel 16. Primary optical concentrators can be made, for example, in the form of square plane-convex lenses 17 (see figure 4) or, for example, in the form of regular hexagonal Fresnel lenses 18 (see figure 5). Secondary optical concentrators can be made, for example, in the form of foci 19 mounted on a smaller photosensitive surfaces of the photoelectric converters 20 with heat-removing elements-bases 21 placed on the front surface of the rear panel 15 coaxially with the corresponding primary optical concentrators. Heterostructure cascade photoelectric converters are used as photoelectric converters. Additionally, the solar battery 2 may include silicon photovoltaic cells and / or one or more flat panels of photovoltaic cells without solar radiation concentrators.

Интегрированная солнечно-ветровая энергоустановка работает следующим образом. Система 3 ориентирует солнечную батарею 2 на центр солнечного диска с необходимой точностью, что достигается за счет прецизионного перемещения в горизонтальной и вертикальной плоскостях. В движение система 3 может приводиться различными способами, например, с помощью электродвигателей, питаемых от накопителя 8 электроэнергии Integrated solar-wind power plant operates as follows. System 3 orientates the solar battery 2 to the center of the solar disk with the necessary accuracy, which is achieved due to the precision movement in horizontal and vertical planes. The system 3 can be set in motion in various ways, for example, using electric motors powered by a power storage 8

(аккумуляторной батареи). Вращение и ориентация осуществляются по программе, учитывающей географическую точку расположения солнечной батареи 2 и местное время, и с помощью встроенного фотоэлектрического датчика ориентации по направлению потока солнечного излучения. Прямое солнечное излучение, проходящее через фронтальную панель 16 фотоэлектрического модуля 13 по нормали к ее поверхности, фокусируется с помощью первичных и вторичных оптических концентраторов на поверхности фотоэлектрических преобразователей 20. Фотоэлектрические преобразователи 20 преобразуют энергию квантов солнечного света в электрическую, создавая разность потенциалов на своих контактах. Параллельно-последовательная коммутация фотоэлектрических преобразователей 20 в фотоэлектрическом модуле 13 обеспечивает достижение разности потенциалов на выходных клеммах фотоэлектрического модуля 13, оптимальной для функционирования последующей электрической схемы. Отдельные фотоэлектрические модули 13 соединяются электрически последовательно в одинаковые группы для увеличения напряжения на общем выходе каждой группы, группы модулей 13 соединяются электрически параллельно в батарею для суммирования токов, генерируемых в группах модулей 13. Постоянный ток, вырабатываемый солнечной батареей 2, преобразуется в постоянный ток в первом преобразователе 6, который выполняет функцию зарядного устройства и может работать либо в режиме источника тока требуемой величины для подзарядки накопителя 8 электроэнергии, либо в режиме источника напряжения в случае заряженного накопителя 8 электроэнергии. Ветер, воздействуя на лопасти ветротурбины, заставляет вращаться ветротурбину, вал которой вращает ротор электрогенератора 5, в котором вырабатывается переменный ток. Этот ток поступает в преобразователь 7, преобразующий его в постоянный. Преобразователь 7 выполняет функции выпрямителя и зарядного устройства, которое может работать либо в режиме источника тока требуемой величины для подзарядки накопителя 8 электроэнергии, либо в режиме источника напряжения в случае (battery pack). Rotation and orientation are carried out according to the program, taking into account the geographical location of the solar battery 2 and local time, and using the built-in photoelectric orientation sensor in the direction of solar radiation flux. Direct solar radiation passing through the front panel 16 of the photovoltaic module 13 normal to its surface is focused using primary and secondary optical concentrators on the surface of the photovoltaic converters 20. Photovoltaic converters 20 convert the energy of the quanta of sunlight into electrical energy, creating a potential difference at their contacts. Parallel-serial switching of the photoelectric converters 20 in the photoelectric module 13 ensures that the potential difference at the output terminals of the photoelectric module 13 is optimal for the operation of the subsequent electrical circuit. The individual photovoltaic modules 13 are connected electrically in series to the same groups to increase the voltage at the common output of each group, the groups of modules 13 are connected electrically in parallel to the battery to sum the currents generated in the groups of modules 13. The direct current generated by the solar battery 2 is converted to direct current into the first Converter 6, which performs the function of a charger and can operate either in the mode of a current source of the required value to recharge the drive 8 electroen power, or in the mode of a voltage source in the case of a charged drive 8 of electricity. The wind, acting on the blades of the wind turbine, causes the wind turbine to rotate, the shaft of which rotates the rotor of the electric generator 5, in which an alternating current is generated. This current is supplied to the Converter 7, converting it into direct. The converter 7 performs the functions of a rectifier and a charger, which can operate either in the current source mode of the required value to recharge the electric power storage 8, or in the voltage source mode in the case of

заряженного накопителя 8 электроэнергии. После преобразователей 6 и 7 постоянные токи поступают в систему 9 коммутации и управления и используются для питания выходного инвертора 10, а также, при необходимости, для подзарядки накопителя 8 электроэнергии. Выходной инвертор 10 преобразует постоянный ток в ток, имеющий характеристики, требующиеся потребителю электроэнергии, например, в переменный ток с частотой 50 Гц и действующим напряжением 220 В.charged drive 8 electricity. After converters 6 and 7, direct currents are supplied to the switching and control system 9 and are used to power the output inverter 10, and also, if necessary, to recharge the electric power storage 8. The output inverter 10 converts direct current into current having the characteristics required by the consumer of electricity, for example, into alternating current with a frequency of 50 Hz and an operating voltage of 220 V.

В случае, если первичной мощности улавливаемого солнечного излучения и ветра с учетом коэффициентов преобразования достаточно для питания нагрузки потребителя электроэнергии и, при необходимости, для подзарядки накопителя электроэнергии (аккумуляторной батареи), осуществляется полное электроснабжение потребителя 11 и подзарядка накопителя 8 за счет излишков вырабатываемой электроэнергии. В случае, если первичная мощность понижается и становится, с учетом коэффициентов преобразования, равна мощности, потребляемой нагрузкой потребителя 11, подзарядка накопителя 8 электроэнергии приостанавливается. В случае, если первичной мощности с учетом коэффициентов преобразования недостаточно для питания нагрузки потребителя 11, недостающая мощность компенсируется за счет накопителя 8 электроэнергии, отдающего потребителю 11 накопленную электроэнергию. В случае разрядки накопителя 8 электроэнергии до минимально возможного уровня, потребитель 11 отключается от интегрированной солнечно-ветровой энергоустановки и за счет поступающей первичной мощности, недостаточной для питания нагрузки потребителя 11, начинается зарядка накопителя 8 до определенного уровня энергоемкости, после достижения которого потребитель 11 снова может быть подключен к энергоустановке.In the event that the primary power of the captured solar radiation and wind, taking into account the conversion factors, is sufficient to supply the load of the consumer of electricity and, if necessary, to recharge the energy storage device (battery), the consumer 11 is fully powered and the storage device 8 is charged due to surplus generated electricity. In the event that the primary power decreases and becomes, taking into account the conversion factors, equal to the power consumed by the load of the consumer 11, the charging of the energy storage 8 is suspended. If the primary power, taking into account the conversion factors, is not enough to supply the load of the consumer 11, the missing power is compensated by the drive 8 of electricity, which gives the consumer 11 the accumulated electricity. In the case of discharging the energy storage device 8 to the lowest possible level, the consumer 11 is disconnected from the integrated solar-wind power installation and due to the incoming primary power insufficient to supply the load of the consumer 11, charging of the storage device 8 to a certain energy intensity level begins, after which the consumer 11 can again be connected to a power plant.

Claims (7)

1. Интегрированная солнечно-ветровая энергоустановка, содержащая солнечную электрогенерирующую установку, включающую, по меньшей мере, одну солнечную батарею, по меньшей мере, из одного фотоэлектрического модуля с гетероструктурными каскадными фотоэлектрическими преобразователями и концентраторами солнечного излучения, установленную на систему ориентации на Солнце, ветроагрегат с электрогенератором, первый преобразователь напряжения, преобразующий постоянное напряжение в постоянное напряжение, второй преобразователь напряжения, преобразующий переменное напряжение в постоянное напряжение, накопитель электроэнергии, систему коммутации и управления и инвертор, формирующий выходное напряжение для потребителя, при этом выход солнечной батареи соединен с входом первого преобразователя напряжения, выход электрогенератора подключен к входу второго преобразователя напряжения, выходы первого и второго преобразователей напряжения соединены соответственно с первым и вторым входами системы коммутации и управления, первый выход которой подключен к накопителю электроэнергии, а второй выход соединен с входом инвертора.1. An integrated solar-wind power installation containing a solar power generating installation, comprising at least one solar battery of at least one photovoltaic module with heterostructure cascade photovoltaic converters and solar concentrators, mounted on a solar orientation system, a wind turbine with an electric generator, a first voltage converter that converts direct voltage to direct voltage, a second voltage converter, converting alternating voltage to direct voltage, an electric energy storage device, a switching and control system and an inverter generating an output voltage for a consumer, wherein the output of the solar battery is connected to the input of the first voltage converter, the output of the generator is connected to the input of the second voltage converter, the outputs of the first and second voltage converters connected respectively to the first and second inputs of the switching and control system, the first output of which is connected to an electronic storage device energy, and a second output connected to the input of the inverter. 2. Энергоустановка по п.1, отличающаяся тем, что солнечная батарея дополнительно содержит, по меньшей мере, одну плоскую панель фотоэлектрических преобразователей без концентраторов солнечного излучения.2. The power plant according to claim 1, characterized in that the solar battery further comprises at least one flat panel of photovoltaic converters without solar radiation concentrators. 3. Энергоустановка по п.1, отличающаяся тем, что солнечная батарея дополнительно содержит кремниевые фотоэлектрические преобразователи.3. The power plant according to claim 1, characterized in that the solar battery further comprises silicon photoelectric converters. 4. Энергоустановка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве ветроагрегата применена ветротурбина с вертикальной осью.4. The power plant according to claim 1, characterized in that a wind turbine with a vertical axis is used as a wind turbine. 5. Энергоустановка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве электрогенератора использован низкооборотный генератор с управляемой модуляцией магнитной проводимости.5. The power plant according to claim 1, characterized in that a low-speed generator with controlled modulation of magnetic conductivity is used as an electric generator. 6. Энергоустановка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве ветроагрегата применена ветротурбина с горизонтальной осью.6. Power plant according to claim 1, characterized in that a wind turbine with a horizontal axis is used as a wind turbine. 7. Энергоустановка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве накопителя электроэнергии использована электрохимическая аккумуляторная батарея.
Figure 00000001
7. The power plant according to claim 1, characterized in that an electrochemical storage battery is used as a power storage device.
Figure 00000001
RU2007146584/22U 2007-12-18 2007-12-18 INTEGRATED SOLAR WIND POWER INSTALLATION RU74171U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007146584/22U RU74171U1 (en) 2007-12-18 2007-12-18 INTEGRATED SOLAR WIND POWER INSTALLATION

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007146584/22U RU74171U1 (en) 2007-12-18 2007-12-18 INTEGRATED SOLAR WIND POWER INSTALLATION

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU74171U1 true RU74171U1 (en) 2008-06-20

Family

ID=48234862

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007146584/22U RU74171U1 (en) 2007-12-18 2007-12-18 INTEGRATED SOLAR WIND POWER INSTALLATION

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU74171U1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2479910C1 (en) * 2011-10-14 2013-04-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук Autonomous power supply system based on solar photoelectric plant
RU2499913C1 (en) * 2012-05-25 2013-11-27 Александр Юрьевич Онин Wind-driven power plant with heated diffuser accelerator
RU2551913C1 (en) * 2013-12-12 2015-06-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" All-season vertical hybrid power unit
WO2016007039A1 (en) * 2014-07-09 2016-01-14 Валерий Викторович ПЕРЕВАЛОВ Wind and solar energy installation
WO2016007038A1 (en) * 2014-07-09 2016-01-14 Валерий Викторович ПЕРЕВАЛОВ Wind and solar energy installation
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

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2479910C1 (en) * 2011-10-14 2013-04-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук Autonomous power supply system based on solar photoelectric plant
RU2499913C1 (en) * 2012-05-25 2013-11-27 Александр Юрьевич Онин Wind-driven power plant with heated diffuser accelerator
WO2013176568A1 (en) * 2012-05-25 2013-11-28 Onin Aleksandr Yur Evich Wind energy installation with heated diffusive accelerator
RU2551913C1 (en) * 2013-12-12 2015-06-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" All-season vertical hybrid power unit
WO2016007039A1 (en) * 2014-07-09 2016-01-14 Валерий Викторович ПЕРЕВАЛОВ Wind and solar energy installation
WO2016007038A1 (en) * 2014-07-09 2016-01-14 Валерий Викторович ПЕРЕВАЛОВ Wind and solar energy installation
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

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20070277870A1 (en) Solar hydrogen generation system
El Fathi et al. Performance parameters of a standalone PV plant
RU74171U1 (en) INTEGRATED SOLAR WIND POWER INSTALLATION
KR20120080155A (en) Photovoltaic and wind power combined electric generator
Gouws et al. Factors influencing the performance and efficiency of solar water pumping systems: A review
Sekar et al. Efficient energy management system for integrated renewable power generation systems
KR200357241Y1 (en) Traveling solar power plant
Al-Falahi et al. Modeling and performance analysis of hybrid power system for residential application
Prashanth et al. Design and development of hybrid wind and solar energy system for power generation
Hao et al. Solar energy harvesting technologies for PV self-powered applications: A comprehensive review
CN102562465A (en) Novel wind and light integrated generating system
Goyal et al. Modeling of solar/wind hybrid energy system using MTALAB simulink
CN103066678A (en) Modularized natural energy power supply system
Kosmadakis et al. Towards performance enhancement of hybrid power supply systems based on renewable energy sources
Liang et al. Charging electric cars from solar energy
Chun Development of a Hybrid Solar Wind Turbine for Sustainable Energy Storage
CN102983617A (en) Solar photovoltaic power generation system with adaptive power control and operating method thereof
Dragos-Lucian et al. Photovoltaic Power Plant on the ENERED research platform of the Electrical Engineering Faculty of Iasi
CN201747547U (en) Disc type solar-thermal power device with vanadium flow energy storage means
Fayyad et al. Optimization of hybrid power sources supplying a Lebanese house load during shortage periods
Prasad et al. Photovoltaic systems
Obaid et al. Hybrid Fuel-Cell-Solar Power System Design for Water Pumping Applications with Fuzzy Energy Management and Weather Forecasting
Ivanov et al. Operation of an autonomous hybrid solar power plant in the Northwestern Federal District of Russia
Bhave et al. Micro-grid–Generating Green Energy using Renewable Energy Sources
CN211183436U (en) Light storage micro-grid system based on energy prediction

Legal Events

Date Code Title Description
PC11 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20120712

MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20131219