[發(fā)明專利]一種無槳葉的風力和光伏雙層獨立發(fā)電系統(tǒng)及其控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710981773.6
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN107666270A
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發(fā)明（設計）人: 王紅艷;劉鴻繼;季星癸;張喜東
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: H02S10/10
• 分類號: H02S10/10;H02J7/32;H02J7/35
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 金方瑋,董建林

技術領域

本發(fā)明涉及環(huán)保發(fā)電領域，特別是一種風力和光伏雙層獨立發(fā)電系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術

隨著人類社會的不斷進步與發(fā)展，資源的逐漸匱乏和環(huán)境的惡化已經成為我們不得不面對的嚴峻的問題。隨之興起了對于各種新型清潔能源的利用，其中就包括對風力和太陽能的利用，這兩種能源在自然界中廣泛存在，獲取方便，而且不會污染環(huán)境，能做到零排放。

太陽能光伏發(fā)電技術是利用太陽能電池板通過光生伏特效應將光能直接轉化為電能。主要由太陽能電池板，光伏逆變器，控制器以及儲能設備組成。現(xiàn)如今利用非晶硅做成的光伏電池板已經可以做的很輕薄，便于安裝使用。

風力發(fā)電主要是通過巨大的槳葉將風的動能轉化為機械能，然后再將機械能轉化為電能。風能源作為清潔的可再生能源，近年來越來越受全世界重視。而現(xiàn)在主流風力發(fā)電也有其缺點，比如風機噪音大，設備巨大，只能建在人煙稀少的空曠地帶，巨大的槳葉會對鳥類產生嚴重干擾，同時惡劣的天氣也會對槳葉造成損壞等。壓電材料擁有壓電效應，即在外力的作用下，壓電材料內部會產生極化現(xiàn)象，產生電位差，利用壓電材料的這個性質就可以進行發(fā)電。

市場需要一種能在白天和夜晚都不間斷的發(fā)電系統(tǒng)，本發(fā)明解決這樣的問題。

發(fā)明內容

為解決現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種無槳葉的風力和光伏雙層獨立發(fā)電系統(tǒng)及其控制方法，本發(fā)明將壓電材料板和薄膜太陽能光伏板貼合，實現(xiàn)可以利用兩種能源進行發(fā)電，白天以太陽能光伏發(fā)電為主，夜晚以壓電材料風力發(fā)電為主。

為了實現(xiàn)上述目標，本發(fā)明采用如下的技術方案：

一種無槳葉的風力和光伏雙層獨立發(fā)電系統(tǒng)，包括：風力發(fā)電電池，貼合于風力發(fā)電電池的太陽能發(fā)電電池，連接于風力發(fā)電電池的整流器，連接于整流器和太陽能發(fā)電電池的電壓轉換器，連接于電壓轉換器的蓄電池。

前述的一種無槳葉的風力和光伏雙層獨立發(fā)電系統(tǒng)，還包括：光電傳感器和風速風向一體傳感器，連接于光電傳感器和風速風向一體傳感器、風力發(fā)電電池和太陽能發(fā)電電池的單片機。

前述的一種無槳葉的風力和光伏雙層獨立發(fā)電系統(tǒng)，還包括：基座，旋轉連接于基座上的固定板，連接于固定板上并固定風力發(fā)電電池和太陽能發(fā)電電池的折疊固定桿。

前述的一種無槳葉的風力和光伏雙層獨立發(fā)電系統(tǒng)，光電傳感器設置在固定板的前后側板位置，風速風向一體傳感器設置在固定板的頂板位置。

前述的一種無槳葉的風力和光伏雙層獨立發(fā)電系統(tǒng)，還包括：固定于基座并連接于固定板的中心旋轉軸，連接于固定板與折疊固定桿之間的俯仰角旋轉軸。

前述的一種無槳葉的風力和光伏雙層獨立發(fā)電系統(tǒng)，折疊固定桿組成有：固定風力發(fā)電電池和太陽能發(fā)電電池的固定桿，連接于固定桿之間的鉸鏈。

前述的一種無槳葉的風力和光伏雙層獨立發(fā)電系統(tǒng)，還包括：連接于中心旋轉軸、俯仰角旋轉軸、鉸鏈與單片機之間的伺服電機。

前述的一種無槳葉的風力和光伏雙層獨立發(fā)電系統(tǒng)，風力發(fā)電電池為壓電材料板，壓電材料板由壓電陶瓷和聚偏氟乙烯活環(huán)氧樹脂制成。

前述的一種無槳葉的風力和光伏雙層獨立發(fā)電系統(tǒng)，太陽能發(fā)電電池為太陽能光伏板，太陽能光伏板為薄式非晶硅光伏板。

前述的一種無槳葉的風力和光伏雙層獨立發(fā)電系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟：

步驟一，根據(jù)風向風速一體傳感器檢測風速和風向，若風力達到8級即風速大于17m/s，則停止工作，并控制伺服電機驅動俯仰角旋轉軸和鉸鏈將電池板收回；

步驟二，若風速小于等于17m/s，光電感應器工作，若不產生光電信號，風速風向一體傳感器工作，風向傳感器輸出風向信息，伺服電機驅動中心旋轉軸旋轉，壓電材料板工作，給蓄電池充電；

步驟三，若產生光電信號，前后光電信號比較作差，提取差值對應的俯仰角度值，伺服電機驅動俯仰角旋轉軸旋轉，調好角度后太陽能光伏板工作，給蓄電池充電；

步驟四，若蓄電池充電充滿，停止充電，伺服電機驅動俯仰角旋轉軸和鉸鏈將電池板收回。

本發(fā)明的有益之處在于：本發(fā)明提供一種無槳葉的風力和光伏雙層獨立發(fā)電系統(tǒng)及其控制方法，本發(fā)明將壓電材料板和薄膜太陽能光伏板貼合，實現(xiàn)可以利用兩種能源進行發(fā)電，白天以太陽能光伏發(fā)電為主，夜晚以壓電材料風力發(fā)電為主。本發(fā)明設置控制基座和支架，不僅實現(xiàn)智能跟蹤太陽光達到高效率的發(fā)電，而且能夠檢測風力，在風力過強時，將壓電材料板和薄膜太陽能光伏板收起，避免損壞，提高使用壽命；風力發(fā)電沒有采用大型槳葉式風機，避免了槳葉式的缺點，設備簡單，易于設計和安裝，減小了地域限制。

附圖說明