[發(fā)明專利]太陽能風(fēng)能聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910072529.3
• 申請(qǐng)日: 2009-07-17
• 公開（公告）號(hào): CN101604854A
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周春良;鄭洪濤;潘賢德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J7/00
• 分類號(hào): H02J7/00;H02J7/14;H02J3/38
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• 代理人: 暫無信息

(一)技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的發(fā)電裝置，具體地說是一種將太陽能和風(fēng)能量綜合利用的新型電站系統(tǒng)。

(二)背景技術(shù)

能源是人類生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，人類社會(huì)的快速發(fā)展，離不開有力的能源保障。人類的能源利用經(jīng)歷了從薪柴時(shí)代到煤炭時(shí)代，再到油氣時(shí)代的演變，在能源利用總量不斷增長的同時(shí)，能源結(jié)構(gòu)也在不斷變化。每一次能源時(shí)代的變遷，都伴隨著生產(chǎn)力的巨大飛躍，極大地推動(dòng)了人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展。同時(shí)，隨著人類使用能源特別是化石能源的數(shù)量越來越多，能源對(duì)人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的制約和對(duì)資源環(huán)境的影響也越來越明顯。本發(fā)明利用太陽能及風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電，利用鈉硫電池進(jìn)行蓄電，一定程度上對(duì)能源進(jìn)行了合理的利用。

太陽能光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。這種技術(shù)的關(guān)鍵元件是太陽能電池。太陽能電池經(jīng)過串聯(lián)后進(jìn)行封裝保護(hù)可形成大面積的太陽電池組件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發(fā)電裝置。理論上講，光伏發(fā)電技術(shù)可以用于任何需要電源的場合，上至航天器，下至家用電源，大到兆瓦級(jí)電站，小到玩具，光伏電源無處不在。太陽能光伏發(fā)電的最基本元件是太陽能電池(片)，有單晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜電池等。光伏發(fā)電產(chǎn)品主要用于三大方面：一是為無電場合提供電源；二是太陽能日用電子產(chǎn)品，如各類太陽能充電器、太陽能路燈和太陽能草地各種燈具等；三是并網(wǎng)發(fā)電，這在發(fā)達(dá)國家已經(jīng)大面積推廣實(shí)施。

風(fēng)是地球上的一種自然現(xiàn)象，它是由太陽輻射熱引起的。風(fēng)能是太陽能的一種轉(zhuǎn)換形式，是一種重要的自然能源。太陽照射到地球表面，地球表面各處受熱不同，產(chǎn)生溫差，從而引起大氣的對(duì)流運(yùn)動(dòng)形成風(fēng)。據(jù)估計(jì)到達(dá)地球的太陽能中雖然只有大約2％轉(zhuǎn)化為風(fēng)能，但其總量仍是十分可觀的。地球上儲(chǔ)藏的可燃性燃料資源是有限的，是不能再生的，因此總有一天會(huì)耗盡。由于礦物燃料的燃燒污染大氣，它所排放的二氧化碳越積越多，導(dǎo)致全球氣候變暖。它的儲(chǔ)藏量和供應(yīng)量下降，也勢(shì)必枯竭。加上受到能源供應(yīng)和環(huán)境保護(hù)的雙重壓力，人們開始認(rèn)識(shí)風(fēng)電，發(fā)展風(fēng)電。

風(fēng)力發(fā)電的原理，是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再通過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。依據(jù)目前的風(fēng)車技術(shù)，大約是每秒三米的微風(fēng)速度便可以開始發(fā)電。小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)效率很高，但它不是只由一個(gè)發(fā)電機(jī)機(jī)頭組成的，而是一個(gè)有一定科技含量的小系統(tǒng)：風(fēng)力發(fā)電機(jī)+充電器+數(shù)字逆變器。風(fēng)力發(fā)電機(jī)由機(jī)頭、轉(zhuǎn)體、尾翼、葉片組成。每一部分都很重要，各部分功能為：葉片用來接受風(fēng)力并通過機(jī)頭轉(zhuǎn)為電能。尾翼使葉片始終對(duì)著來風(fēng)的方向從而獲得最大的風(fēng)能。轉(zhuǎn)體能使機(jī)頭靈活地轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)尾翼調(diào)整方向的功能。機(jī)頭的轉(zhuǎn)子是永磁體，定子繞組切割磁力線產(chǎn)生電能。葉片被風(fēng)吹動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，但風(fēng)力發(fā)電機(jī)因風(fēng)量和風(fēng)速不穩(wěn)定，故其輸出的電壓很低，因此用一個(gè)變速裝置將風(fēng)葉的速度進(jìn)行變換，以便電機(jī)能發(fā)出一定量的電，因交流電無法儲(chǔ)存，必須經(jīng)過整流器將其變成直流充入電池，但電池的端電壓有一個(gè)固定范圍，不可超過，尚需經(jīng)DC/DC變換器將該直流充電電壓整定在電池的規(guī)定范圍，如果要使用交流電，還要在負(fù)載前面加一個(gè)DC/AC變換器。

(三)發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種最大限度地綜合利用自然界的風(fēng)力資源和太陽能進(jìn)行發(fā)電，對(duì)這些能量進(jìn)行合理的利用，提高能量的利用效率的太陽能風(fēng)能聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

其組成包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、光伏組件、蓄電池(可為鈉硫電池)、供電控制器、充電控制器、整流器、DC/DC變換器、DC/AC變換器和控制開關(guān)；風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和整流器相連接；整流器有兩個(gè)輸出接口，一個(gè)接在DC/DC變換器的輸入端口，另一個(gè)接在充電控制器的輸入端口；光伏組件有兩個(gè)輸出接口，一個(gè)接在供電控制器輸入端口，另一個(gè)接在充電控制器的輸入端口；有兩個(gè)充電控制器，每個(gè)充電控制器包括一個(gè)信號(hào)接入端口和一個(gè)開關(guān)裝置，開關(guān)裝置由供電控制器控制；供電控制器有三個(gè)信號(hào)輸出端口，二個(gè)電輸入接口，一個(gè)電輸出接口；供電控制器的信號(hào)輸出端口兩個(gè)分別接在兩個(gè)充電控制器的信號(hào)接入端口，一個(gè)接在蓄電池后面的控制開關(guān)。