[發(fā)明專利]一種利用風(fēng)力和太陽能的發(fā)電設(shè)備

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410514231.4
• 申請日: 2014-09-29
• 公開（公告）號: CN104283493A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙銘;馬治遠(yuǎn);李欽鋒;郭建宇;毛斌奇
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州克蘭茲電子科技有限公司
• 主分類號: H02S10/12
• 分類號: H02S10/12;H02S10/20;H02J7/35
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 連平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及可再生能源技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種利用風(fēng)力和太陽能的發(fā)電設(shè)備。

背景技術(shù)

當(dāng)前可利用的幾種可再生能源中，風(fēng)能和太陽能由于具有分布廣泛，取之不盡、用之不竭，就地取材，無污染等優(yōu)點(diǎn)被廣泛利用。但受其能量密度低，能量穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)的影響，二者的利用也受到一定的制約。太陽能和風(fēng)能都是相對不穩(wěn)定、不連續(xù)的能源，用于無電網(wǎng)地區(qū)，需配備大量的儲能設(shè)備，使得系統(tǒng)的耗費(fèi)大大增加。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題：風(fēng)能和太陽能提供能量具有隨機(jī)性和間歇性的缺點(diǎn)。

本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種利用風(fēng)力和太陽能的發(fā)電設(shè)備，包括風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、太陽能發(fā)電系統(tǒng)、控制器、蓄電池，所述風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和太陽能發(fā)電系統(tǒng)分別與控制器連接，所述風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和太陽能發(fā)電系統(tǒng)分別與蓄電池連接，所述控制器與蓄電池連接，所述控制器包括DC/DC變換電路。所述DC/DC變換電路包括電能輸入端、儲能電容、電容、功率開關(guān)管一、二極管一、二極管二、電感、電阻、蓄電池，所述二極管一與電能輸入端正極串接，所述儲能電容與電能輸入端并聯(lián)，所述功率開關(guān)管一與二極管二串接，所述串接的功率開關(guān)管一和二極管二與儲能電容并聯(lián)，所述電阻與蓄電池并聯(lián)，所述電容與電阻并聯(lián)，所述電感一端與電容連接，所述電感另一端與功率開關(guān)一連接。所述DC/DC變換電路還包括功率開關(guān)管二，所述功率開關(guān)管二與二極管二并聯(lián)，所述功率開關(guān)管二與功率開關(guān)管一的狀態(tài)始終相反。

風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和太陽能發(fā)電系統(tǒng)通過控制器與蓄電池連接，控制器包括DC/DC變換電路，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和太陽能發(fā)電系統(tǒng)所產(chǎn)生的電能經(jīng)過DC/DC變換電路向蓄電池充電。控制器在本發(fā)明中的作用主要為：實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤；控制蓄電池的充放電。

所述DC/DC變換電路在傳統(tǒng)BUCK電路的基礎(chǔ)上加入功率開關(guān)管二。在不加功率開關(guān)管二時(shí)，功率開關(guān)管一導(dǎo)通時(shí)，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和太陽能發(fā)電系統(tǒng)對蓄電池進(jìn)行充電；功率開關(guān)管一截止時(shí)，電感、二極管二、蓄電池形成回路，電路起到續(xù)流的作用，即電感中的電流逐漸減小，這時(shí)電路中的電流全部流經(jīng)二極管二，這將形成比較大的功率消耗。在添加了功率開關(guān)管二后，功率開關(guān)管一截止時(shí)，電感、功率開關(guān)管二、蓄電池形成回路，電路仍起到續(xù)流的作用，但是此時(shí)電路中的電流不都是流過二極管二，大部分的電流此時(shí)流過功率開關(guān)管二，且功率開關(guān)管二導(dǎo)通時(shí)的內(nèi)阻極小，這樣在整個電路上功率的消耗也就變小了。

本發(fā)明所述的一種利用風(fēng)力和太陽能的發(fā)電設(shè)備與單獨(dú)的風(fēng)電系統(tǒng)和光電系統(tǒng)相比有著明顯的優(yōu)勢。利用太陽能風(fēng)能的互補(bǔ)特性，可以產(chǎn)生比較穩(wěn)定的總輸出，增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。在風(fēng)、光資源豐富并且互補(bǔ)性較好的地區(qū)，合理匹配設(shè)計(jì)的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)可以滿足用戶較大的用電需求，并能達(dá)到一年四季均衡供電。這是采用單一風(fēng)力或太陽能發(fā)電無法達(dá)到的。另外，本發(fā)明中的控制器包括的DC/DC變換電路可有效減小電路中功率消耗，使整個風(fēng)力和太陽能發(fā)電設(shè)備的電能利用效率增大。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步說明，所述風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)、整流器，所述整流器與控制器連接，所述太陽能發(fā)電系統(tǒng)包括光伏陣列，所述光伏陣列與控制器連接。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，本發(fā)明所述的一種利用風(fēng)力和太陽能的發(fā)電設(shè)備還包括逆變器、交流負(fù)載、直流負(fù)載，所述逆變器與控制器連接，所述交流負(fù)載與逆變器連接，所述直流負(fù)載與控制器連接，所述逆變器與蓄電池連接，所述直流負(fù)載與蓄電池連接。經(jīng)控制器中的DC/DC變換電路的直流電向直流負(fù)載供電，直流電經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)換成交流電后向交流負(fù)載供電。當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)和光伏陣列輸出的電能除供給直流負(fù)載和交流負(fù)載外還有剩余時(shí)，蓄電池將這些電能儲存；當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)和光伏陣列輸出的電能不足以滿足直流負(fù)載和交流負(fù)載要求時(shí)，則由蓄電池向其供電。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明：

圖1為本發(fā)明一種利用風(fēng)力和太陽能的發(fā)電設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為圖1中控制器的DC/DC變換電路的電路圖。

圖中符號說明：

10－控制器；100－電能輸入端；

20－蓄電池；

31－風(fēng)力發(fā)電機(jī)；310－塔架；32－整流器；

41－光伏陣列；

50－逆變器；

60－交流負(fù)載；

70－直流負(fù)載；

Cin－儲能電容；C－電容；

D1－二極管；D2－二極管；

L－電感；

Q1－開關(guān)管；Q2－開關(guān)管；

R－電阻。