[發(fā)明專利]一種球狀一體式風光互補發(fā)電系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811030191.0
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN109194248A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發(fā)明（設計）人: 潘天紅;韋惠麗;蔡洋;陳山
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學
• 主分類號: H02S10/12
• 分類號: H02S10/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種球狀一體式風光互補發(fā)電系統(tǒng)及方法，包括風力發(fā)電機、太陽能光伏板、風光互補控制器、負載、蓄電池組和傳感器；風光互補控制器分別與所述風力發(fā)電機、所述太陽能光伏板以及所述傳感器相連，并對其進行控制；所述風光互補控制器還與所述蓄電池組相連對其進行充放電控制；所述蓄電池組與所述負載相連為其供電。將光伏發(fā)電裝置和風力發(fā)電裝置合理結(jié)合起來，將太陽能電池板改造并固定在風力發(fā)電機葉片上，其中葉片設計為圓弧形并均勻圍成球形結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)風能與太陽能的一體化發(fā)電，有效地解決了風、光單一發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定性不高，傳統(tǒng)風光互補裝置體積大且安裝分散，風光發(fā)電系統(tǒng)受光照角度和風向影響較大的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風光互補發(fā)電系統(tǒng)及發(fā)電方法，尤其涉及一種新型的球狀一體式風光互補發(fā)電系統(tǒng)及方法，屬于風光發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，電力越來越成為人們生活中必不可少的動力來源，與此同時，能源消耗和環(huán)境污染一直是困擾人們的關(guān)鍵所在。尋找其他能量轉(zhuǎn)換方式和開發(fā)利用新能源，是國家未來能源政策的發(fā)展方向。近年來，可再生能源的利用在世界范圍內(nèi)得到迅速發(fā)展，風能和太陽能作為無污染、高環(huán)保的可再生新型能源，受到廣大人們的青睞，但風能和太陽能都存在著能量密度低，能量穩(wěn)定性差等缺點。太陽能發(fā)電效率受時間、環(huán)境、天氣等多種因素的限制；風能雖也是取之不盡用之不竭的新能源，但由于風能中的風力的隨機性和風向的多變性，這種能量的不穩(wěn)定性導致風能的利用效率也較低。考慮到太陽能與風能在時間上和地域上都有很強的互補性，一般冬季風大但太陽輻射小，夏季光照強度大而風小，如果能將兩者結(jié)合起來，優(yōu)勢互補，就能夠克服和解決它們各自的不足與缺陷。綜合太陽能和風能的優(yōu)點，將風力發(fā)電和光伏發(fā)電技術(shù)合理地結(jié)合組成的風光互補發(fā)電系統(tǒng)，無疑是解決獨立供電的最佳方案。

風光互補發(fā)電系統(tǒng)與單獨的風力發(fā)電或光伏發(fā)電系統(tǒng)相比具有明顯的優(yōu)勢。首先，利用風能和太陽能的互補性，可以獲得比較穩(wěn)定的總輸出，發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性得到提高；其次，在保證同樣供電的情況下，風光互補發(fā)電系統(tǒng)所需的儲能蓄電池容量相對于單一風力或太陽能發(fā)電系統(tǒng)大大減少；最后，在陰雨天氣或者風力不足等氣候條件下，用兩種能源就可以形成互補，保證了連續(xù)可靠的供電，產(chǎn)生良好的社會經(jīng)濟效益。基于此，本發(fā)明提供一種新型的球狀一體式風光互補發(fā)電系統(tǒng)及方法，該結(jié)構(gòu)將太陽能光伏板與風機葉片改造結(jié)合，球狀一體式的設計很好地解決了傳統(tǒng)風光互補發(fā)電裝置占用空間大以及需要根據(jù)風向和太陽光照射角度不斷調(diào)整裝置角度的問題，且具有較高的發(fā)電效率。

專利“一種風光互補發(fā)電系統(tǒng)”[專利申請?zhí)枺?01710610534.X，公開號：CN107276497 A]，公開了一種風光互補發(fā)電系統(tǒng)。該發(fā)明包括風力發(fā)電系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)、控制器、逆變器、蓄電池組，利用太陽能和風能的互補性基本實現(xiàn)了對新能源的合理利用，該發(fā)明中風力發(fā)電裝置采用水平軸風力機，需要不斷根據(jù)風向調(diào)節(jié)風力機的葉片方向，具體就是當風向標隨著風向變化到某個角度時，風向標帶動擺針接觸壓力開關(guān)，觸發(fā)氣缸動作，使風機葉片旋轉(zhuǎn)到相應角度。但是，該發(fā)明中的氣缸需要裝置為其供電，增加了電能消耗；風機葉片隨風向標方向變化的過程主要由四個均勻分布的固定氣缸調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)精度受限，且風向具有不穩(wěn)定性，往往無法調(diào)節(jié)葉片到最佳風向范圍中；同時，該發(fā)明利用氣缸調(diào)節(jié)方向的方法只有在風力達到3級才能動作，在小風環(huán)境下，風力發(fā)電效率極低。

專利“一種新型發(fā)電效率高的風光互補發(fā)電系統(tǒng)”[專利申請?zhí)枺?01610870181.2，公開號：CN 106253802 A]。該發(fā)明的主要特征是可以在不同時間段，由電機驅(qū)動傳動機構(gòu)，改變太陽能電池板方陣的傾角，基本實現(xiàn)光伏陣列處于最佳傾角，接收到盡可能多的太陽能輻射。但是，該發(fā)明簡單區(qū)分了三個時間段，仍然有大部分時間不處于最佳傾角，且不同季節(jié)各個時間段太陽能電池板方陣的最佳傾角也會存在差異，因此太陽能發(fā)電效率的提高量有限。其次，由于太陽能電池板方陣的傾角需要帶有遠程遙控裝置和智能控制系統(tǒng)的電機進行調(diào)節(jié)，還要根據(jù)需要搭配一臺減速機共同使用，不僅控制要求高，還相對增加了成本，經(jīng)濟效益也不顯著。

發(fā)明內(nèi)容