[發明專利]風能、太陽能和風光互補氫能源發電儲電供電LED照明系統

無效

• 申請號: 201110062064.0
• 申請日: 2011-03-15
• 公開（公告）號: CN102182974A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 張建洲
• 申請（專利權）人: 張建洲
• 主分類號: F21S9/03
• 分類號: F21S9/03;F21S9/04;F21V23/00;C25B1/04;H01M8/06;F21Y101/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 魏曉波;逯長明

技術領域

本發明涉及自然能源發電技術領域，特別是涉及使用風能發電和/或太陽能發電供電和氫能源存儲電能的獨立離網LED照明微電網系統。

背景技術

全球變暖速度正在加快，為防止溫室效應帶來的嚴重后果，世界各國已行動起來積極采取相應措施。

我國政府本著對人類、對地球負責的態度，在2009年11月哥本哈根會議上作出承諾：到2020年國內單位生產總值二氧化碳排放將比2005年下降40％-45％；這意味著未來十年中國將進入一個倒計時的強制性的節能減排行動中，限電拉閘，各級政府節能減排的任務迫在眉睫。以風能太陽能為代表的清潔可再生能源應用無疑是節能減排的目標和方向，太陽能和風能是一個取之不盡用之不竭的免費能源；但太陽能的大規模應用因為目前代價太高似乎還沒有找到應用的突破口。

據統計，2008年我國總用電量為34268億千瓦時，照明用電4110億度(約占總用電量的13％)，其中：戶外照明1460億度(約占照明用電量的35.5％)，室內照明2650億度。我們對戶外照明路燈用電的節能減排進行如下簡單分析：2008年中國已經安裝的路燈大約有2億盞(且每年以增長2000盞的速度遞增)。假設路燈的平均功率大約是200瓦，假定每天開啟時間為10小時，那么每天就是2度電，365天就是730度電，2億盞就是1460億度電。

如果這些路燈在2013年前全部改造成太陽能LED路燈、不需要再從市電進行供電，那么我們等于節電1460億度。而中國最大的水電站長江三峽水電站的26臺機組完全投產以后每年的發電量才847億度電(況且經常不能滿負荷運轉)。所以，全國所有路燈用電量大于2個三峽電站的發電量，這決不是一個小數字，要知道三峽工程加上輸配電工程總投資超過2200億元，而且還有一百多萬的移民問題，再加上對生態環境很多不可預測的后果。

但是無論是太陽能和風力發電目前都存在著難以并入電網和電能的存儲問題，特別是大型太陽能發電廠和大型風力發電機。

目前風能太陽能LED路燈都是采用單燈桿自帶太陽能電池板和風能供電的獨立系統，它由LED路燈、太陽能電池組件、垂直風力發電機、風能控制器、太陽能控制器、鉛酸蓄電池、AC/DC電源逆變器組成，太陽能電池組件和垂直風力發電機安裝在燈桿頂部，蓄電池埋在地下。在路燈改造工程中，為了滿足抗風安全，需要更換燈桿和燈桿基座，材料和施工成本高，且鉛酸蓄電池的使用壽命小于五年，埋在地下，維護不方便，有污染隱患。

另外，單燈獨立系統的電子控制裝置配件多、控制復雜，容易出故障，維護成本高。而且，路燈在安裝地點由于道路樹木、路旁房屋的遮擋，太陽能和風能不能充分發揮其發電性能。

因此，單燈桿獨立太陽能LED路燈系統顯然由于投資和維護成本高而很難全面推廣。

發明內容

本發明的目的是提供一種風能、太陽能和風光互補氫能源發電儲電供電LED照明系統。該系統能夠解決太陽能發電和風力發電的存儲和并網問題，而且還能夠構成獨立的離網式的供電系統，即分布式微電網系統。

為了實現上述目的，本發明提供了一種風能、太陽能和風光互補氫能源發電儲電供電LED照明系統，包括風力發電機和/或太陽能光伏電池板、氫能源電解水氫氣發生器、氫氣存儲器、氫能發電裝置以及電氣控制系統；

優選地，所述風力發電機和/或太陽能光伏電池板的電力輸出端分為第一、第二供電支路，其中第一供電支路直接供給LED照明，第二供電支路供給氫能源電解水氫氣發生器，所述氫能源電解水氫氣發生器的氫氣輸出端與氫氣儲存器連接，所述氫氣儲存器的輸出端與氫能發電裝置連接，所述氫能發電裝置的電力輸出端再供給LED照明。

優選地，所述第一供電支路直接供給城市和城鎮地區的LED路燈、高速公路和普通公路的LED路燈，以及城市地鐵、城鐵的LED路燈和LED燈管，為上網并網的在線系統或離網式獨立集中供電系統。

優選地，所述第一供電支路直接供給城市和城鎮地區的庭院廣場路燈、公園運動場LED路燈，以及辦公超市學校醫院等大樓的LED電燈和LED燈管，為上網并網的在線系統或離網式獨立集中供電系統。

優選地，所述風力發電機和/或太陽能光伏電池板安裝于辦公超市學校醫院等大樓的周邊和建筑物頂部、高速公路收費站頂部、水塔頂部、污水處理廠頂部、公園運動場或城市和城鎮地區的空閑地方，形成集中發電、集中儲電和集中供電的微電網系統，為上網并網的在線集中供電系統或離網式獨立集中供電系統。