[發(fā)明專利]一種家用太陽(yáng)能風(fēng)能供電系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410794884.2
• 申請(qǐng)日: 2014-12-19
• 公開（公告）號(hào): CN104539223A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱桂林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州佳億達(dá)電器有限公司
• 主分類號(hào): H02S10/12
• 分類號(hào): H02S10/12;H02S20/32;H02J9/06
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)大卓悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11369
• 代理人: 史霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種供電系統(tǒng)，尤其涉及一種家用太陽(yáng)能風(fēng)能供電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著全球能源危機(jī)的不斷加深，煤、石油、天然氣等常規(guī)能源正日漸枯竭，并且由于使用這些常規(guī)能源帶來(lái)了環(huán)境污染的加劇以及氣溫上升等環(huán)境問(wèn)題，人們現(xiàn)在對(duì)于新型清潔能源的需求與日俱增。太陽(yáng)能、風(fēng)能等新型能源的利用已變成當(dāng)今的熱門話題。太陽(yáng)能、風(fēng)能的利用主要是先將其轉(zhuǎn)換成電能，再由電能轉(zhuǎn)換為我們所需要的其他形式的能量。獨(dú)立的家用供電系統(tǒng)采用太陽(yáng)能與風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電，并且采用蓄電池組儲(chǔ)存電能；并以蓄電池組作為負(fù)載電源向負(fù)載供電。但光伏發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電具有不穩(wěn)定性以及不連續(xù)性等固有缺陷。隨著地球繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)，太陽(yáng)在一年中其位置與仰角是不一樣的；風(fēng)向也是變換著的。因此太陽(yáng)能與風(fēng)能的利用率較低。

發(fā)明內(nèi)容

為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種家用太陽(yáng)能風(fēng)能供電系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)向，并且通過(guò)經(jīng)緯度獲取實(shí)時(shí)的太陽(yáng)位置與仰角。并且根據(jù)風(fēng)向與太陽(yáng)的位置與仰角利用電機(jī)組調(diào)節(jié)風(fēng)能發(fā)電機(jī)的方向以及太陽(yáng)能電池組的方向與仰角，以獲得最大的發(fā)電效率。連接電網(wǎng)，以消除光伏發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電的不穩(wěn)定性與不連續(xù)性的缺陷。同時(shí)采用兩個(gè)蓄電池組，其中一個(gè)蓄電池組作為常規(guī)供電電源，另一個(gè)蓄電池組作為應(yīng)急電源，以應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況。

本發(fā)明的技術(shù)方案概括如下：

一種家用太陽(yáng)能風(fēng)能供電系統(tǒng)，包括AC/DC變換器、蓄電池組、DC/DC變換器、太陽(yáng)能電池組、風(fēng)能發(fā)電機(jī)、風(fēng)向風(fēng)速監(jiān)測(cè)儀、系統(tǒng)控制器、經(jīng)緯度光照分析模塊、電機(jī)組以及電網(wǎng)開關(guān)。其中，所述的AC/DC變換器包括單向AC/DC變換器和雙向AC/DC變換器。電機(jī)組、蓄電池、電網(wǎng)開關(guān)、風(fēng)向風(fēng)速監(jiān)測(cè)儀、經(jīng)緯度光照分析模塊以及直流負(fù)載直接與系統(tǒng)控制器連接。所述的太陽(yáng)能電池組通過(guò)DC/DC變換器與系統(tǒng)控制器連接。風(fēng)能發(fā)電機(jī)、電網(wǎng)、交流負(fù)載均通過(guò)AC/DC變換器與系統(tǒng)控制器連接；電網(wǎng)通過(guò)電網(wǎng)開關(guān)與交流負(fù)載連接。所述的電機(jī)組至少有兩個(gè)，用于調(diào)節(jié)太陽(yáng)能電池組的仰角和方向以及風(fēng)能發(fā)電機(jī)的方向。

優(yōu)選的是，所述的蓄電池組為兩個(gè)。其中一個(gè)作為常規(guī)負(fù)載供電電源，另一個(gè)作為備用電源以應(yīng)對(duì)突發(fā)情況。

優(yōu)選的是，所述的連接電網(wǎng)與系統(tǒng)控制器的AC/DC變換器為雙向AC/DC變換器。

優(yōu)選的是，所述的系統(tǒng)控制器包括主電路、信號(hào)處理電路、采樣電路、微處理器、時(shí)間電路、充放電切換回路以及電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)定時(shí)控制電路；其中，主電路、信號(hào)處理電路、采樣電路、時(shí)間電路、充放電切換回路以及電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)定時(shí)控制電路與微處理器連接。

根據(jù)安裝點(diǎn)的經(jīng)緯度以及系統(tǒng)最初激活時(shí)間獲得當(dāng)?shù)貙?shí)時(shí)的太陽(yáng)方向與仰角。系統(tǒng)控制器控制與太陽(yáng)能電池組相連的電機(jī)組1調(diào)節(jié)太陽(yáng)能電池板的方向與仰角，獲得最大光伏效率；系統(tǒng)控制器根據(jù)風(fēng)向風(fēng)速監(jiān)測(cè)儀實(shí)時(shí)監(jiān)控的風(fēng)向風(fēng)速數(shù)據(jù)控制與風(fēng)能發(fā)電機(jī)連接的電機(jī)組2調(diào)節(jié)風(fēng)能發(fā)電機(jī)的方向，獲得最大效率。

太陽(yáng)能電池組與風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能分別通過(guò)DC/DC變換器與AC/DC變換器轉(zhuǎn)換后儲(chǔ)存于蓄電池中。當(dāng)蓄電池充滿電時(shí)，控制器關(guān)閉蓄電池充電電路，將多余的電能通過(guò)AC/DC變換器出入電網(wǎng)。

蓄電池組1直接向直流負(fù)載供電，并且通過(guò)AC/DC變換器轉(zhuǎn)換后向交流負(fù)載供電。當(dāng)蓄電池1電量低于基準(zhǔn)值時(shí)，系統(tǒng)控制器關(guān)閉蓄電池放電電路，改由電網(wǎng)供電；控制器打開電網(wǎng)開關(guān)，電網(wǎng)直接向交流負(fù)載供電，并且通過(guò)AC/DC變換器向直流負(fù)載供電。

當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)狀況，并且蓄電池組1由于天氣原因未能得到有效的充電，則有作為備用電源的蓄電池組2向負(fù)載供電。

本發(fā)明至少包括以下有益效果：

1)本發(fā)明采用經(jīng)緯度分析模塊與風(fēng)向風(fēng)速監(jiān)測(cè)儀實(shí)時(shí)獲得太陽(yáng)的方向與角度以及風(fēng)向風(fēng)速，并且系統(tǒng)控制器根據(jù)太陽(yáng)的方向與仰角和風(fēng)向風(fēng)速控制電機(jī)組調(diào)節(jié)太陽(yáng)能電池組的方向與仰角以及風(fēng)力發(fā)電機(jī)的方向，獲得最佳的能源轉(zhuǎn)換效率。

2)本發(fā)明采用兩組蓄電池組，以其中一組蓄電池組作為常規(guī)供電電源，另一蓄電池組作為備用能源。能夠在電網(wǎng)出現(xiàn)狀況并且由于天氣原因未能得到有效的充電的突發(fā)情況下能夠繼續(xù)支持負(fù)載工作。

本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過(guò)下面的說(shuō)明體現(xiàn)，部分還將通過(guò)對(duì)本發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明提出的一種家用太陽(yáng)能風(fēng)能供電系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明：