[發(fā)明專利]一種免蓄電池的風(fēng)光互補(bǔ)揚(yáng)水裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410516428.1
• 申請日: 2014-09-30
• 公開（公告）號: CN104265593A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何華勤
• 申請（專利權(quán)）人: 福建農(nóng)林大學(xué)
• 主分類號: F04B17/00
• 分類號: F04B17/00;F04B49/06;H02S10/12
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新能源開發(fā)利用的技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種免蓄電池的風(fēng)光互補(bǔ)揚(yáng)水裝置。

背景技術(shù)

風(fēng)能和太陽能是綠色的可再生能源，被譽(yù)為人類生存的“未來能源”，已被廣泛進(jìn)行大規(guī)模開發(fā)與商業(yè)化應(yīng)用，如風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電、太陽能光伏揚(yáng)水、風(fēng)力揚(yáng)水等。但太陽能與風(fēng)能的能量密度低，具有不穩(wěn)定性與不連續(xù)性的特點(diǎn)，使光伏技術(shù)與風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的工作效率廣受詬病。而風(fēng)能和太陽能具有較好的互補(bǔ)性，有些地區(qū)夏半年風(fēng)力資源貧乏，而冬半年太陽能輻射量降低；有些地區(qū)白天日照強(qiáng)而風(fēng)力弱，晚上無光照但風(fēng)力強(qiáng)。因此，將太陽能和風(fēng)能組合利用的風(fēng)光互補(bǔ)技術(shù)是可再生能源開發(fā)的新領(lǐng)域。

傳統(tǒng)的風(fēng)光互補(bǔ)揚(yáng)水技術(shù)都是利用風(fēng)力發(fā)電與光伏發(fā)電對蓄電池組進(jìn)行充電蓄能，然后再將蓄電池組的直流電逆變?yōu)榻涣麟姸?qū)動抽水泵的揚(yáng)水技術(shù)。如“風(fēng)光互補(bǔ)揚(yáng)水-家用電源系統(tǒng)”由光伏方陣、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、變頻器、電機(jī)-水泵和蓄電池組構(gòu)成。光伏陣列和風(fēng)力發(fā)電的輸出經(jīng)控制器和逆變器轉(zhuǎn)換為交流電，在白天為電機(jī)-水泵負(fù)載提供電源；而在陽光欠充足的清晨或傍晚時(shí)為蓄電池組充電；在沒有陽光的黑夜和蓄水池已充滿，具有充足電能的蓄電池組將為家用電器負(fù)載提供電源。如實(shí)用新型專利“風(fēng)光柴互補(bǔ)揚(yáng)水系統(tǒng)”（201320115493.4）將太陽發(fā)電機(jī)組、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和柴油發(fā)電機(jī)組通過逆變器與交流水泵相連而揚(yáng)水，太陽能發(fā)電機(jī)組、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和柴油發(fā)電機(jī)組均設(shè)有蓄電池。而發(fā)明專利“一種混合風(fēng)光互補(bǔ)抽水蓄能系統(tǒng)及其控制方法”（201110300964.4）將傳統(tǒng)風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)儲能裝置—蓄電池組用抽水蓄能發(fā)電系統(tǒng)代替，并在抽水蓄能單元使用可逆式水泵水輪機(jī)抽水或發(fā)電，通過蓄水發(fā)電，而且該專利權(quán)利核心要求是“根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)功率總?cè)萘俊⒐夥嚵泄β士側(cè)萘亢蜕纤厮N(yùn)含水能的功率總?cè)萘縼泶_定系統(tǒng)容量的配置”，而非風(fēng)光互補(bǔ)控制技術(shù)。

由此可見，傳統(tǒng)的風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)中的存儲裝置多采用蓄電池組。蓄電池組的成本高、壽命短、維護(hù)難、污染環(huán)境等缺點(diǎn)，嚴(yán)重阻滯了風(fēng)能與太陽能的開發(fā)利用，尤其是風(fēng)能太陽能在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種免蓄電池的風(fēng)光互補(bǔ)揚(yáng)水裝置，既節(jié)約成本、保護(hù)環(huán)境，也克服由于太陽能與風(fēng)能密度低造成單獨(dú)利用太陽能或風(fēng)能進(jìn)行揚(yáng)水效率低下的缺陷，且該裝置具有運(yùn)行效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、成本低、節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種免蓄電池的風(fēng)光互補(bǔ)揚(yáng)水裝置，其特征在于，包括：太陽能光伏電池陣列、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、風(fēng)光互補(bǔ)控制器和直流抽水泵；所述太陽能光伏電池陣列的輸出端與所述風(fēng)光互補(bǔ)控制器的一輸入端相連；所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出端與所述風(fēng)光互補(bǔ)控制器的另一輸入端相連；所述風(fēng)光互補(bǔ)控制器輸出端與所述直流抽水泵的輸入端相連：所述直流抽水泵設(shè)置在一蓄水池單元的下級蓄水池中，且該蓄水池單元還包括一上級蓄水池，所述直流抽水泵用于揚(yáng)提下級蓄水池的水并將水積蓄于上級蓄水池。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述風(fēng)光互補(bǔ)控制器包括依次連接的：輸入回路、比較回路、中央控制回路和輸出回路。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述輸入回路包括：太陽能光伏電池陣列輸入回路和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸入回路；所述太陽能光伏電池陣列輸入回路的輸入端作為所述風(fēng)光互補(bǔ)控制器的一輸入端，用于對所述太陽能光伏電池陣列的輸出進(jìn)行DC/DC轉(zhuǎn)換；所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸入回路的輸入端作為所述風(fēng)光互補(bǔ)控制器的另一輸入端；用于對所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出進(jìn)行整流濾波；