[實用新型]一種風(fēng)光互補系統(tǒng)的容式儲能弱功率跟蹤控制充電裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320082260.9
• 申請日: 2013-02-23
• 公開（公告）號: CN203071638U
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 傅定文;趙志舜;付文祥;莊勇;何建國
• 申請（專利權(quán)）人: 云南晶盤科技有限公司
• 主分類號: H02J7/35
• 分類號: H02J7/35;H02M3/07
• 代理公司: 昆明慧翔專利事務(wù)所 53112
• 代理人: 程韻波

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種風(fēng)光互補系統(tǒng)的容式儲能弱功率跟蹤控制充電裝置，屬于風(fēng)能、太陽能新能源應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電由于其無污染、資源豐富等諸多優(yōu)點，對保護環(huán)境，改善能源結(jié)構(gòu)具有重要意義。風(fēng)力、太陽能發(fā)電技術(shù)日漸成熟，市場正逐步擴大，已成為發(fā)展最快的新能源，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用到偏遠無電地區(qū)。但由于風(fēng)力發(fā)電的實際風(fēng)能利用系數(shù)低于0.593，太陽能存在天陰、早晚弱光照等低功率無法利用的情況，因此充分利用發(fā)電輸出量是很重要的。

公知的風(fēng)光互補發(fā)電控制系統(tǒng)中風(fēng)力和太陽能發(fā)電輸出的電能經(jīng)整流濾波電路后變成直流電，采樣控制電路通過采集風(fēng)力發(fā)電機或太陽板發(fā)電數(shù)據(jù)、蓄電池充放電的電壓電流數(shù)據(jù)，確定是否閉合開關(guān)電路對蓄電池進行充電。在風(fēng)速高或光照強的時候，公知的這種控制方法效果不錯，可是在風(fēng)速相對較低或者弱光照的時候，風(fēng)機或太陽能所產(chǎn)生的電壓電流都比較低，這樣的小電流對蓄電池充電效率很低，有時產(chǎn)生的電壓甚至低于蓄電池的電壓，發(fā)出的電能不能被充入蓄電池而損失。因此公知的關(guān)于風(fēng)光互補發(fā)電的專利技術(shù)主要針對的是太陽能和風(fēng)能的充電控制，但未對弱功率充電有專門的研究。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的旨在提供一種風(fēng)光互補系統(tǒng)的容式儲能弱功率跟蹤控制充電裝置。低風(fēng)速或弱光照時，風(fēng)力和太陽能發(fā)出的電流電壓較低，不能對蓄電池有效充電，在蓄電池前加一個容量較小的電容儲能元件，在低風(fēng)速或弱光照情況時風(fēng)力和太陽能發(fā)出的電能先對這個儲能元件充電，然后再通過這個儲能元件對蓄電池充電，從而使風(fēng)力和太陽能產(chǎn)生的電能得到充分的利用。

本實用新型按以下技術(shù)方案實施：

系統(tǒng)原理如圖1所示，其包括風(fēng)力和太陽能發(fā)電組件1、整流濾波電路2、第一開關(guān)電路3、第二開關(guān)電路4、儲能元件5、控制采樣電路6、蓄電池7、控制中心8。

本實用新型為風(fēng)力和太陽能發(fā)電組件1配置的風(fēng)機和太陽板額定電壓為蓄電池電壓的1.6倍，當(dāng)風(fēng)力比較強或者太陽光照比較強的時候，控制中心8通過控制采樣電路6對整流濾波電路2上輸出的電壓值實時采樣為高電位值，則控制中心8發(fā)出指令同時閉合第一開關(guān)電路3和第二開關(guān)電路4，這時風(fēng)力和太陽能發(fā)電組件1產(chǎn)生的電能經(jīng)整流濾波電路2后直接對蓄電池7進行充電；當(dāng)風(fēng)力較弱或者陽光照射不足時，控制中心8通過控制采樣電路6對整流濾波電路2上輸出的電壓值實時采樣為低電位值，這時由于蓄電池的拉低作用，使這個電壓值小于能夠繼續(xù)對蓄電池充電的電壓，控制中心8發(fā)出指令將第一開關(guān)電路3閉合，第二開關(guān)電路4斷開，由風(fēng)力和太陽能發(fā)電組件1先對儲能元件5充電，當(dāng)儲能元件5的電壓充電達到1.25倍蓄電池電壓時，控制中心8發(fā)出指令斷開第一開關(guān)電路3，對儲能元件5的充電完成,緊接著控制中心8發(fā)出指令閉合第二開關(guān)電路4，這時儲能元件5開始對蓄電池7充電，完成一整個充電循環(huán)。這樣的充電循環(huán)通過控制中心8的控制不斷進行，直到蓄電池7充滿為止。這樣在風(fēng)力較弱或者陽光照射不足時，風(fēng)力和太陽能發(fā)電組件1產(chǎn)生的弱電能也能夠?qū)π铍姵?有效充電，從而提高了風(fēng)力和太陽能發(fā)電的能量利用率。

系統(tǒng)電路連接如圖2所示，風(fēng)力和太陽能發(fā)電組件1的太陽板正極（+）輸出連接整流濾波電路2的整流電路正極和電容正極，同時連接到第一開關(guān)電路3的場效應(yīng)管Q1的D極和風(fēng)光互補輸出電壓數(shù)據(jù)采樣電路M1的一端，M1的另一端連接控制中心8的U1的a端，風(fēng)力和太陽能發(fā)電組件1的風(fēng)機的一端與整流電路相連，另一端與太陽板負極（-）相連，這個負極同時連接到整流濾波電路2的電容負極、控制中心8的U1的j端、儲能元件5的電容負極和蓄電池7的負極，第一開關(guān)電路3的場效應(yīng)管Q1的G極連接控制中心8的U1的b端，場效應(yīng)管Q1的S極連接儲能元件5的電容正極和第二開關(guān)電路4的場效應(yīng)管Q2的D極，同時連接到儲能元件電壓數(shù)據(jù)采樣電路M2一端，M2另一端連接控制中心8的U1的f端，第二開關(guān)電路4的場效應(yīng)管Q2的G極連接到接控制中心8的U1的d端，場效應(yīng)管Q2的S極連接到蓄電池7的正極和蓄電池電壓數(shù)據(jù)采樣電路M3的一端，M3的另一端連接到接控制中心8的U1的h端。

本實用新型的優(yōu)點及積極效果：

對比公知的風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)，通過增加一個中間的儲能元件，在風(fēng)力較強或者太陽光照較強時，風(fēng)力和太陽能發(fā)電產(chǎn)生的電能直接對蓄電池進行充電；在風(fēng)力較弱或者陽光照射不足時，風(fēng)力和太陽能發(fā)電產(chǎn)生的電能先對儲能元件充電，再由儲能元件給蓄電池充電，從而提高了風(fēng)力和太陽能發(fā)電系統(tǒng)的能量利用率。

附圖說明

圖1為本實用新型的工作原理圖。圖中1是風(fēng)力和太陽能發(fā)電組件,2是整流濾波電