專利名稱：風能、太陽能和風光互補氫能源發(fā)電儲電供電led照明系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及自然能源發(fā)電技術領域，特別是涉及使用風能發(fā)電和/或太陽能發(fā)電供電和氫能源存儲電能的獨立離網(wǎng)LED照明微電網(wǎng)系統(tǒng)。
背景技術：
全球變暖速度正在加快，為防止溫室效應帶來的嚴重后果，世界各國已行動起來積極采取相應措施。我國政府本著對人類、對地球負責的態(tài)度，在2009年11月哥本哈根會議上作出承諾到2020年國內單位生產總值二氧化碳排放將比2005年下降40% -45% ；這意味著未來十年中國將進入一個倒計時的強制性的節(jié)能減排行動中，限電拉間，各級政府節(jié)能減排的任務迫在眉睫。以風能太陽能為代表的清潔可再生能源應用無疑是節(jié)能減排的目標和方向，太陽能和風能是一個取之不盡用之不竭的免費能源；但太陽能的大規(guī)模應用因為目前代價太高似乎還沒有找到應用的突破口。據(jù)統(tǒng)計，2008年我國總用電量為34268億千瓦時，照明用電4110億度(約占總用電量的13% )，其中戶外照明1460億度(約占照明用電量的35. 5% )，室內照明沈50億度。我們對戶外照明路燈用電的節(jié)能減排進行如下簡單分析2008年中國已經安裝的路燈大約有2億盞(且每年以增長2000盞的速度遞增)。假設路燈的平均功率大約是200瓦， 假定每天開啟時間為10小時，那么每天就是2度電，365天就是730度電，2億盞就是1460 億度電。如果這些路燈在2013年前全部改造成太陽能LED路燈、不需要再從市電進行供電，那么我們等于節(jié)電1460億度。而中國最大的水電站長江三峽水電站的沈臺機組完全投產以后每年的發(fā)電量才847億度電(況且經常不能滿負荷運轉)。所以，全國所有路燈用電量大于2個三峽電站的發(fā)電量，這決不是一個小數(shù)字，要知道三峽工程加上輸配電工程總投資超過2200億元，而且還有一百多萬的移民問題，再加上對生態(tài)環(huán)境很多不可預測的后果。但是無論是太陽能和風力發(fā)電目前都存在著難以并入電網(wǎng)和電能的存儲問題，特別是大型太陽能發(fā)電廠和大型風力發(fā)電機。目前風能太陽能LED路燈都是采用單燈桿自帶太陽能電池板和風能供電的獨立系統(tǒng)，它由LED路燈、太陽能電池組件、垂直風力發(fā)電機、風能控制器、太陽能控制器、鉛酸蓄電池、AC/DC電源逆變器組成，太陽能電池組件和垂直風力發(fā)電機安裝在燈桿頂部，蓄電池埋在地下。在路燈改造工程中，為了滿足抗風安全，需要更換燈桿和燈桿基座，材料和施工成本高，且鉛酸蓄電池的使用壽命小于五年，埋在地下，維護不方便，有污染隱患。另外，單燈獨立系統(tǒng)的電子控制裝置配件多、控制復雜，容易出故障，維護成本高。 而且，路燈在安裝地點由于道路樹木、路旁房屋的遮擋，太陽能和風能不能充分發(fā)揮其發(fā)電性能。
因此，單燈桿獨立太陽能LED路燈系統(tǒng)顯然由于投資和維護成本高而很難全面推

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種風能、太陽能和風光互補氫能源發(fā)電儲電供電LED照明系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠解決太陽能發(fā)電和風力發(fā)電的存儲和并網(wǎng)問題，而且還能夠構成獨立的離網(wǎng)式的供電系統(tǒng)，即分布式微電網(wǎng)系統(tǒng)。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種風能、太陽能和風光互補氫能源發(fā)電儲電供電LED照明系統(tǒng)，包括風力發(fā)電機和/或太陽能光伏電池板、氫能源電解水氫氣發(fā)生器、 氫氣存儲器、氫能發(fā)電裝置以及電氣控制系統(tǒng)；優(yōu)選地，所述風力發(fā)電機和/或太陽能光伏電池板的電力輸出端分為第一、第二供電支路，其中第一供電支路直接供給LED照明，第二供電支路供給氫能源電解水氫氣發(fā)生器，所述氫能源電解水氫氣發(fā)生器的氫氣輸出端與氫氣儲存器連接，所述氫氣儲存器的輸出端與氫能發(fā)電裝置連接，所述氫能發(fā)電裝置的電力輸出端再供給LED照明。優(yōu)選地，所述第一供電支路直接供給城市和城鎮(zhèn)地區(qū)的LED路燈、高速公路和普通公路的LED路燈，以及城市地鐵、城鐵的LED路燈和LED燈管，為上網(wǎng)并網(wǎng)的在線系統(tǒng)或離網(wǎng)式獨立集中供電系統(tǒng)。優(yōu)選地，所述第一供電支路直接供給城市和城鎮(zhèn)地區(qū)的庭院廣場路燈、公園運動場LED路燈，以及辦公超市學校醫(yī)院等大樓的LED電燈和LED燈管，為上網(wǎng)并網(wǎng)的在線系統(tǒng)或離網(wǎng)式獨立集中供電系統(tǒng)。優(yōu)選地，所述風力發(fā)電機和/或太陽能光伏電池板安裝于辦公超市學校醫(yī)院等大樓的周邊和建筑物頂部、高速公路收費站頂部、水塔頂部、污水處理廠頂部、公園運動場或城市和城鎮(zhèn)地區(qū)的空閑地方，形成集中發(fā)電、集中儲電和集中供電的微電網(wǎng)系統(tǒng)，為上網(wǎng)并網(wǎng)的在線集中供電系統(tǒng)或離網(wǎng)式獨立集中供電系統(tǒng)。優(yōu)選地，所述第一供電支路通過雙向電表并入國家市電電網(wǎng)；當?shù)谝还╇娭废驀沂须婋娋W(wǎng)供電時，所述雙向電表倒轉并記錄輸出的電能；當風能太陽能發(fā)電不足時，由國家市電電網(wǎng)供給LED照明，同時雙向電表正轉并記錄輸入的電能。優(yōu)選地，所述風力發(fā)電機具體為垂直風力發(fā)電機和/或水平風力發(fā)電機。優(yōu)選地，所述垂直風力發(fā)電機的風輪包括垂直的多個葉片，所述葉片由四角形或五角形形狀的輪轂固定，所述風輪帶動稀土永磁直驅發(fā)電機發(fā)電送往電氣控制系統(tǒng)，由電氣控制系統(tǒng)輸配負載所用的電能。優(yōu)選地，所述風輪的葉片呈飛機機翼形狀。優(yōu)選地，所述氫能源電解水氫氣發(fā)生器包括氫燃料罐體，所述氫燃料罐體可進行燃料液和電極反應產生氫氣和氧氣，其罐體為雙層結構，內壁和外壁之間的兩壁空間充滿散熱材料，所述內壁或外壁上設有散熱壁翅片，罐體底部一側設有散熱材料進出口，罐體下方設有散熱風扇；所述氫氣生產系統(tǒng)產生的氫氣通過管道輸送至分離室，分離室內的氫氣通過滲透膜后經輸出管道進入儲氫罐，氧氣通過滲透膜后經輸出管道進入儲氧氣罐或氧氣消耗負載。 優(yōu)選地，所述催化劑室與活塞軸連接，所述活塞軸由驅動裝置執(zhí)行器驅動，所述活塞軸驅動所述催化劑室旋轉并且可以進行上下運動，所述催化劑室為倒漏斗型的網(wǎng)狀體， 當催化劑室朝向燃料液移動時，或催化劑室遠離燃料液移動時，氫氣和氧氣的生產率呈線性的增加或減少，從而使氫氣和氧氣的產量盡量均勻。該系統(tǒng)使用風力發(fā)電機和/或太陽能光伏電池以及其它自然能發(fā)出的電，除了立即同時供給某一條或某幾條道路或街道上的許多LED路燈的用電外，還用來電解水生產氫，并且將氫氣加以存儲。等到無風和風力不足以及晚上沒有太陽光的時候，被存儲的氫氣就可以通過氫能發(fā)電裝置重新產生電能，提供給這些LED路燈使用。這樣組成獨立離網(wǎng)的風力發(fā)電和/或太陽能光伏電池發(fā)電-氫能源的完全發(fā)電供電儲電系統(tǒng)，完全不依靠市電和電網(wǎng)，構成分布式的微電網(wǎng)系統(tǒng)，是徹底的無碳能源系統(tǒng)，可以更大優(yōu)勢地發(fā)揮LED路燈、自然能源以及氫氣作為儲能介質的效果，可以不用上電網(wǎng)或并入電網(wǎng)，減少不必要的手續(xù)和成本，從而為實現(xiàn)我國承諾的節(jié)能減排目標做出貢獻。


圖1為本發(fā)明所提供風能、太陽能和風光互補氫能源發(fā)電儲電供電LED照明系統(tǒng)的第一種具體實施方式
的框圖；圖2為本發(fā)明所提供風能、太陽能和風光互補氫能源發(fā)電儲電供電LED照明系統(tǒng)的第二種具體實施方式
的框圖；圖3為本發(fā)明所提供風能、太陽能和風光互補氫能源發(fā)電儲電供電LED照明系統(tǒng)的第三種具體實施方式
的框圖；圖4為圖3中所示氫能源電解水氫氣發(fā)生器的結構原理圖。圖中12. LED路燈14.風力發(fā)電機和/或太陽能光伏電池板16.氫能源電解水氫氣發(fā)生器18.氫氣存儲器20.氫能源燃料電池22.電網(wǎng)24.雙向電表300.氫氣發(fā)生器301.罐體302.內壁303.外壁304.散熱翅片305.高導熱材料306.風扇307.出水進水308.管道312.分離室316.活塞軸318.驅動執(zhí)行器311. 催化劑室
具體實施例方式為了使本技術領域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的詳細說明。本發(fā)明的申請人曾于2009年09月09日和2010年07月28日向國家知識產權局提交了名稱為“水流海浪潮汐動能和風能太陽能發(fā)電的綜合系統(tǒng)”和“一種自然能源發(fā)電及電解海水或苦咸水的綜合應用系統(tǒng)”的發(fā)明專利申請，其公開號分別為CN101649813和 CN101010M0101。專利公布了利用自然能源發(fā)電，電解海水或苦咸水產生氫氣和氧氣以及氫能源來存儲風力發(fā)電和風力發(fā)電調控并網(wǎng)的技術。請參考圖1，圖1為本發(fā)明所提供風能、太陽能和風光互補氫能源發(fā)電儲電供電 LED照明系統(tǒng)的第一種具體實施方式
的框圖。在一種具體實施方式
中，本發(fā)明所提供的風能、太陽能和風光互補氫能源發(fā)電儲電供電LED路燈系統(tǒng)，主要包括風力發(fā)電機和/或太陽能光伏電池板14、氫能源電解水氫氣發(fā)生器16、氫氣存儲器18、氫能源燃料電池20以及電氣控制系統(tǒng)(圖中未示出)。風力發(fā)電機和/或太陽能光伏電池板14、氫能源電解水氫氣發(fā)生器16、氫氣存儲器18、氫能發(fā)電裝置20以及電氣控制系統(tǒng)集中安裝，構成獨立發(fā)電的離網(wǎng)式發(fā)電站，其電力輸出端分為第一、第二供電支路(可以是直流和或交流電能)，其中第一供電支路經過穩(wěn)壓穩(wěn)流以及逆變，直接供給一條或多條道路或街道上的許多LED路燈12(N個路燈)使用， 第二供電支路供給氫能源電解水氫氣發(fā)生器16，氫能源電解水氫氣發(fā)生器16的氫氣輸出端與氫氣儲存器18連接，氫氣儲存器18的輸出端與氫能源燃料電池20連接，氫能源燃料電池20的電力輸出端再供給LED路燈12。虛線部分所示為風力發(fā)電機和太陽能電池板發(fā)出的電能除了立即供給一條或多條道路或街道上的許多LED路燈12 (N個路燈)使用電外，還可以直接通過雙向電表M上網(wǎng)并網(wǎng)。白天不需要照明，或照明用電很少時，所發(fā)出的電能可以輸入到國家市電電網(wǎng)22 中，雙向電表M將輸入的電能記錄下來，并且該雙向電表倒轉。當晚上需要照明以及風能太陽能發(fā)電不足時，雙向電表M也能夠將市電電網(wǎng)22提供給LED路燈照明，并且同時記錄下來使用的電能，該雙向電表正轉。有效地解決了風能發(fā)電和或太陽能發(fā)電供電和氫能源存儲電能LED照明電源微電網(wǎng)的業(yè)主和國家市電網(wǎng)的協(xié)調關系和雙方的盈利模式。這樣不用更換燈桿和燈桿基座，也不需要每個燈桿安裝鉛酸蓄電池，大大減少了投資和維護成本。該系統(tǒng)使用風力發(fā)電機和/或太陽能光伏電池以及其它自然能發(fā)出的電，除了立即同時供給某一條或某幾條道路或街道上的許多LED路燈的用電外，還用來電解水生產氫，并且將氫氣加以存儲。等到無風和風力不足以及晚上沒有太陽光的時候，被存儲的氫氣就可以通過氫能發(fā)電裝置重新產生電能，提供給這些LED路燈使用，而氧氣可以釋放到大自然中去，改善城市的空氣含氧量和空氣的質量，也可以存儲作為產品出售供給需要氧氣的企業(yè)和醫(yī)院。氫氣能源可以長時間儲存、可以管道長距離輸送，可以直接用來大規(guī)模發(fā)電，更可以提供給汽車、火車、飛機、輪船等移動的交通運輸工具使用，氫氣能源可以直接提供給燃料電池也可以直接提供給內燃發(fā)動機燃燒產生動力。當然，風力發(fā)電機和/或太陽能光伏電池板所產生的電能也可以與市電電網(wǎng)構成聯(lián)并網(wǎng)系統(tǒng)，在LED路燈不需要電源時，電能可以存儲在市電電網(wǎng)中，在LED路燈需要電源時，由市電電網(wǎng)供給。上述風力發(fā)電機主要為垂直風力發(fā)電機，其風輪包括垂直的多個葉片，葉片由四角形或五角形形狀的輪轂固定，風輪帶動稀土永磁直驅發(fā)電機發(fā)電送往電氣控制系統(tǒng)，由電氣控制系統(tǒng)輸配負載所用的電能。根據(jù)空氣片條理論，實際計算可選取垂直風機旋轉軸的切面進行計算模型，按葉片實際尺寸，每個葉片的旋轉軸心距離為N米；用計算流體動力學技術(CFD技術)進行模擬氣動系數(shù)計算，計算原理采用離散數(shù)字方法求解翼形斷面的氣動力，用網(wǎng)格方法對雷諾數(shù)流動渦量分布比較形成高雷諾數(shù)下對數(shù)字模擬計算的原理結果。采用稀土永磁材料發(fā)電的原理，配套與空氣洞力學原理的風輪，采用直驅式結構進行旋轉發(fā)電。這種新型的垂直永磁浮靜音風力發(fā)電機完全可以代替現(xiàn)有的普通水平旋轉的風力發(fā)電機。垂直永磁浮靜音風力發(fā)電機的風葉輪與永磁直驅發(fā)電機、盤式發(fā)電機和永磁浮裝置配套，先進的永磁直驅發(fā)電機具有啟動力矩下啟動風速低，比普通的發(fā)電機效率高達 85%。由于葉片選用了飛機機翼的形狀和垂直旋轉風動原理設計的結構，在任何風向情況下都能夠旋轉。因此垂直旋轉沒有風力方向的影響，發(fā)電效率比現(xiàn)在常見的水平旋轉提高20%。啟動風速低在微風(每秒2米)的情況下就可以工作。由于工作時固定發(fā)電機避免了絞線不產生噪音，所以也是一種靜音風力發(fā)電機。垂直永磁浮靜音風力發(fā)電機于現(xiàn)有普通水平風力發(fā)電機相比，水平風力發(fā)電機的風葉輪正面直接迎風，風葉輪受阻力后變形旋轉，在氣流中產生很大的噪聲，變形旋轉的氣流也使風葉輪的轉速減慢?，F(xiàn)有普通水平旋轉風力發(fā)電機的追蹤系統(tǒng)、偏航系統(tǒng)、變槳系統(tǒng)和偏頭系統(tǒng)不僅建造成本昂貴，而且維修昂貴和并且這些系統(tǒng)在實際的運行中所受的損傷也特別巨大。此外，垂直永磁浮靜音風力發(fā)電機的安裝場地不受限制，可以安裝在房屋大廈頂上，居民區(qū)附近，手機無線信號發(fā)射塔上，公交車站和高速公路收費站頂部，污水處理廠和大型工廠企業(yè)的廠房頂部等。同樣本發(fā)明中的太陽能電池板也可以安裝在這樣建筑物的頂部。本發(fā)明中的氫氣電解發(fā)生器以及存儲氫氣和存儲氧氣的存儲罐也可以安裝在這樣建筑物的頂部，充分利用了大量的空間面積，也大大增加了生產過程和生產產品的安全性。請參考圖2，圖2為本發(fā)明所提供風能、太陽能和風光互補氫能源發(fā)電儲電供電 LED照明系統(tǒng)的第二種具體實施方式
的框圖。除了街道路燈之外，LED照明設備還可以是城市地鐵、城鐵的LED路燈和LED燈管， 還可以是主要用在城市公園廣場和運動場的庭院廣場LED照明燈。請參考圖3，圖3為本發(fā)明所提供風能、太陽能和風光互補氫能源發(fā)電儲電供電 LED照明系統(tǒng)的第三種具體實施方式
的框圖。除了街道路燈之外，LED照明設備還可以是辦公超市學校醫(yī)院等大樓的LED電燈和LED燈管，主要用來照明，其中超市的照明用電量比較辦公樓里平方面積的照明用電量更多，而學校大樓里的平方面積的照明用電量更少。我國的室內照明用電沈50億度(約占照明用電量的64.5%)，許多機關辦公大樓和公司部門以及旅館酒店都是照明用電的大戶。如果三分之一的照明用戶(883億度)使用本方案的LED照明系統(tǒng)，可以減少二分之一的室內照明用電，即減少442億度電。如果使用本方案的風能太陽能和氫能源的LED照明的微電網(wǎng)系統(tǒng)，可以節(jié)約883億度電。本發(fā)明的LED室內照明系統(tǒng)主要是指辦公照明，包括超級市場、辦公大樓、機關學校、百貨大樓、銷售中心安裝各種LED的燈泡和LED的燈管，構成節(jié)能的照明系統(tǒng)。在大樓大廈的頂部安裝我們專利的垂直風電機組(千瓦級)和或角樓塔式風力發(fā)電機組(兆瓦級)，以及太陽能光伏電池板通過雙向電表形成并網(wǎng)的微電網(wǎng)系統(tǒng)，將市電電網(wǎng)作為電能存儲系統(tǒng)，風力發(fā)電機和太陽能光伏電池板所發(fā)出的電能，首先供給辦公大樓超市學校醫(yī)院等的LED照明使用，剩余的電能并網(wǎng)進入市電電網(wǎng)系統(tǒng)，當辦公大樓超市不需要照明時，所有風力發(fā)電機和太陽能光伏電池板所發(fā)出的電能都可以并網(wǎng)進入市電電網(wǎng)系統(tǒng)。當風力發(fā)電機和太陽能光伏電池板所發(fā)出的電能不夠時，市電電網(wǎng)系統(tǒng)中的電能供給辦公大樓超市的LED照明使用，用于保證辦公大樓超市內LED照明的供電使用。本發(fā)明使用垂直風力發(fā)電機和或太陽能光伏電池等自然能發(fā)出來的電，除了立即同時供給LED路燈，庭院廣場LED照明以及辦公超市學校醫(yī)院等大樓的LED的用電外，還用來電解水生產氫，并且將氫氣加以存儲。等到無風和風力不足以及晚上和沒有太陽光的時候，被存儲的氫氣就可以通過氫能源燃料電池，重新產生電能，提供給LED路燈和辦公大樓超市的LED照明的用電。風能發(fā)電機和太陽能光伏電池板可以安裝在辦公超市學校醫(yī)院等大樓的周邊和建筑物頂部、高速公路收費站頂部、水塔頂部、污水處理廠頂部、公園運動場和城市和城鎮(zhèn)地區(qū)的其它空閑地方，形成集中發(fā)電集中儲電和集中供電的微電網(wǎng)系統(tǒng)?？梢允巧暇W(wǎng)并網(wǎng)的在線集中供電系統(tǒng)，也可以是離網(wǎng)式獨立集中供電系統(tǒng)。請參考圖4，圖4為圖3中所示氫能源電解水氫氣發(fā)生器的結構原理圖。如圖所示，催化劑室311是倒漏斗型的網(wǎng)狀體，內有電解水產生氫和氧的催化劑， 通過燃料室和催化劑室的相對運動，以增加或減少氫氣和氧氣生成率(氫和氧產生率)。這種相對運動是氫氣和氧氣生成過程中的一個或多個參數(shù)監(jiān)測所產生的反應結果。這是一種具有自我調節(jié)功能的生產氫和氧氣的系統(tǒng)。該氫氣發(fā)生器300包括一個單一的氫燃料罐體 301，該氫燃料罐體可注入燃料液產生氫氣。該燃料液可以是水，也可以是非純凈水、海水， 也可以是加入氫化金屬燃料液體，對于某些應用來說，還包含穩(wěn)定劑如氫氧化鈉。由于氫的生成是一個放熱反應，對于高產量的氫氣發(fā)生器，罐體301需設計成雙層罐體，包括內壁 302和外壁303，在內壁302和外壁303之間的兩壁空間充滿高導熱材料305，例如水。它可以為系統(tǒng)散熱服務，也可以充分利用其熱能。這種熱轉移可以進一步通過加入燃料箱的多元化散熱翅片304實現(xiàn)，散熱翅片304從外壁303伸出，風扇306用來降低溫度，當燃料液降低達到預先設定的溫度時，風扇306將會自動開閉，罐體底部一側設有出水進水口 307， 可以使冷水流入熱水流出。由氫氣發(fā)生器300產生的氫氣可通過管道308至分離室312，分離室312內的氫氣通過滲透膜(圖中未示出)，水、液體和硼酸不能通過滲透膜，從而回到分離室312內，最后還是要回流到罐體中。滲透膜可以由只允許氫氣通過而且同時阻止水蒸氣通過的任何物質。例如，疏水性膜可以使用，包括硅橡膠、氟聚合物膜或共同氫滲透的金屬膜，如鈀金合金制成的任何產品。本發(fā)明優(yōu)選氟聚合物膜，氫氣通過滲透膜后經輸出管道進入儲氫罐或氫消耗負載，如氫燃料電池或氫內燃機，氧氣通過滲透膜后經輸出管道進入儲氧氣罐或氧氣消耗負載，例如醫(yī)學用氧或工業(yè)用氧。催化劑室與活塞軸316連接，活塞軸316由驅動執(zhí)行器318驅動，活塞軸316驅動催化劑室311旋轉并且可以進行上下運動。這種運作旋轉機制允許催化劑室旋轉甩干，因為它移出氫燃料的接觸，加快以防止任何硼酸會在液體催化劑室中沉淀。此外，催化劑室 311的旋轉，有助于確保燃料溶液的均勻性。催化劑室311呈倒漏斗型的網(wǎng)狀體，可以確保催化劑室311內的催化劑與燃料溶液充分地均勻接觸。倒漏斗型網(wǎng)狀體的催化劑室311內具有電解水和燃料溶液的催化劑。由于是倒漏斗型的網(wǎng)狀體，所以隨著催化劑室與燃料液的相對運動，當催化劑室朝向燃料液移動時，或催化劑室遠離燃料液移動時，氫氣和氧氣的生產率是呈線性的增加或減少，從而使氫氣和氧氣的產量盡量均勻。上述技術能夠根據(jù)風能和太陽能發(fā)電的電功率的大小來電解生產氫氣，而且還能夠提高生產氫氣的產量和降低產氫成本。這種氫能源的技術能夠對風力發(fā)電和太陽能的輸出的電量和功率進行反相調控，并且利用氫能源的存儲技術解決風力發(fā)電并網(wǎng)，特別是解決大型風力發(fā)電并網(wǎng)的問題。這種風電制氫調控并網(wǎng)系統(tǒng)是在風力發(fā)電的輸出端，通過整流器將風力發(fā)電機發(fā)出的交流電整流成直流電，然后與氫電解槽裝置連接的自動調節(jié)系統(tǒng)，不論風力發(fā)電機輸出電流的大小都能夠產生氫氣和氧氣；同時該氫電解槽裝置連接的自動調節(jié)系統(tǒng)也發(fā)過來調控風力發(fā)電機對風速的反應，減少風速變化對風力發(fā)電機的影響，增加風力發(fā)電機的可使用風速變化范圍，提高風力發(fā)電機的效率；是解決風力發(fā)電并網(wǎng)的重要方法。 以上對本發(fā)明所提供的風能、太陽能和風光互補氫能源發(fā)電儲電供電LED照明系統(tǒng)進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權利要求的保護范圍內。
權利要求
1.一種風能、太陽能和風光互補氫能源發(fā)電儲電供電LED照明系統(tǒng)，其特征在于，包括風力發(fā)電機和/或太陽能光伏電池板、氫能源電解水氫氣發(fā)生器、氫氣存儲器、氫能發(fā)電裝置以及電氣控制系統(tǒng)；所述風力發(fā)電機和/或太陽能光伏電池板的電力輸出端分為第一、第二供電支路，其中第一供電支路直接供給LED照明，第二供電支路供給氫能源電解水氫氣發(fā)生器，所述氫能源電解水氫氣發(fā)生器的氫氣輸出端與氫氣儲存器連接，所述氫氣儲存器的輸出端與氫能發(fā)電裝置連接，所述氫能發(fā)電裝置的電力輸出端再供給LED照明。
2.根據(jù)權利要求1所述的風能、太陽能和風光互補氫能源發(fā)電儲電供電LED照明系統(tǒng)， 其特征在于，所述第一供電支路直接供給城市和城鎮(zhèn)地區(qū)的LED路燈、高速公路和普通公路的LED路燈，以及城市地鐵、城鐵的LED路燈和LED燈管，為上網(wǎng)并網(wǎng)的在線系統(tǒng)或離網(wǎng)式獨立集中供電系統(tǒng)。
3.根據(jù)權利要求1所述的風能、太陽能和風光互補氫能源發(fā)電儲電供電LED照明系統(tǒng)， 其特征在于，所述第一供電支路直接供給城市和城鎮(zhèn)地區(qū)的庭院廣場路燈、公園運動場LED 路燈，以及辦公超市學校醫(yī)院等大樓的LED電燈和LED燈管，為上網(wǎng)并網(wǎng)的在線系統(tǒng)或離網(wǎng)式獨立集中供電系統(tǒng)。
4.根據(jù)權利要求1所述的風能、太陽能和風光互補氫能源發(fā)電儲電供電LED照明系統(tǒng)， 其特征在于，所述風力發(fā)電機和/或太陽能光伏電池板安裝于辦公超市學校醫(yī)院等大樓的周邊和建筑物頂部、高速公路收費站頂部、水塔頂部、污水處理廠頂部、公園運動場或城市和城鎮(zhèn)地區(qū)的空閑地方，形成集中發(fā)電、集中儲電和集中供電的微電網(wǎng)系統(tǒng)，為上網(wǎng)并網(wǎng)的在線集中供電系統(tǒng)或離網(wǎng)式獨立集中供電系統(tǒng)。
5.根據(jù)權利要求4所述的風能、太陽能和風光互補氫能源發(fā)電儲電供電LED照明系統(tǒng)， 其特征在于，所述第一供電支路通過雙向電表并入國家市電電網(wǎng)；當?shù)谝还╇娭废驀沂须婋娋W(wǎng)供電時，所述雙向電表倒轉并記錄輸出的電能；當風能太陽能發(fā)電不足時，由國家市電電網(wǎng)供給LED照明，同時雙向電表正轉并記錄輸入的電能。
6.根據(jù)權利要求5所述的風能、太陽能和風光互補氫能源發(fā)電儲電供電LED照明系統(tǒng)， 其特征在于，所述風力發(fā)電機具體為垂直風力發(fā)電機和/或水平風力發(fā)電機。
7.根據(jù)權利要求6所述的風能、太陽能和風光互補氫能源發(fā)電儲電供電LED照明系統(tǒng)， 其特征在于，所述垂直風力發(fā)電機的風輪包括垂直的多個葉片，所述葉片由四角形或五角形形狀的輪轂固定，所述風輪帶動稀土永磁直驅發(fā)電機發(fā)電送往電氣控制系統(tǒng)，由電氣控制系統(tǒng)輸配負載所用的電能。
8.根據(jù)權利要求7所述的風能、太陽能和風光互補氫能源發(fā)電儲電供電LED照明系統(tǒng)， 其特征在于，所述風輪的葉片呈飛機機翼形狀。
9.根據(jù)權利要求1至8任一項所述的風能、太陽能和風光互補氫能源發(fā)電儲電供電 LED照明系統(tǒng)，其特征在于，所述氫能源電解水氫氣發(fā)生器包括氫燃料罐體，所述氫燃料罐體可進行燃料液和電極反應產生氫氣和氧氣，其罐體為雙層結構，內壁和外壁之間的兩壁空間充滿散熱材料，所述內壁或外壁上設有散熱壁翅片，罐體底部一側設有散熱材料進出口，罐體下方設有散熱風扇；所述氫氣生產系統(tǒng)產生的氫氣通過管道輸送至分離室，分離室內的氫氣通過滲透膜后經輸出管道進入儲氫罐，氧氣通過滲透膜后經輸出管道進入儲氧氣罐或氧氣消耗負載。
10.根據(jù)權利要求9所述的風能、太陽能和風光互補氫能源發(fā)電儲電供電LED照明系統(tǒng)，其特征在于，所述催化劑室與活塞軸連接，所述活塞軸由驅動裝置執(zhí)行器驅動，所述活塞軸驅動所述催化劑室旋轉并且可以進行上下運動，所述催化劑室為倒漏斗型的網(wǎng)狀體， 當催化劑室朝向燃料液移動時，或催化劑室遠離燃料液移動時，氫氣和氧氣的生產率呈線性的增加或減少，從而使氫氣和氧氣的產量盡量均勻。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種風能、太陽能和風光互補氫能源發(fā)電儲電供電LED照明系統(tǒng)，包括風力發(fā)電機和/或太陽能光伏電池板、氫能源電解水氫氣發(fā)生器、氫氣存儲器、氫能發(fā)電裝置以及電氣控制系統(tǒng)；所述風力發(fā)電機和/或太陽能光伏電池板的電力輸出端分為第一、第二供電支路，其中第一供電支路直接供給LED照明，第二供電支路供給氫能源電解水氫氣發(fā)生器，所述氫能源電解水氫氣發(fā)生器的氫氣輸出端與氫氣儲存器連接，所述氫氣儲存器的輸出端與氫能發(fā)電裝置連接，所述氫能發(fā)電裝置的電力輸出端再供給LED照明。該系統(tǒng)能夠解決太陽能發(fā)電和風力發(fā)電的存儲和并網(wǎng)問題，而且還能夠構成獨立的離網(wǎng)式的供電系統(tǒng)，即分布式微電網(wǎng)系統(tǒng)。
文檔編號F21Y101/02GK102182974SQ20111006206
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月15日 優(yōu)先權日2011年3月15日
發(fā)明者張建洲 申請人:張建洲