專利名稱：太陽能風機綜合供電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種供電系統(tǒng)，具體地，涉及一種用于高層建筑的太陽能電池板和渦扇風機互補供電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著社會的不斷進步，人類對能源應用的需求越來越大。風能等可再生自然能源的應用越來越普遍。太陽能、風能越來越多的被推廣到各個領(lǐng)域，風光互補型太陽能供電系統(tǒng)應運而生。現(xiàn)有技術(shù)的風光互補型太陽能供電系統(tǒng)由太陽能電池板、風機系統(tǒng)、太陽能控制器、蓄電池等組成。風機系統(tǒng)包含風力發(fā)電機和風機控制器。太陽能控制器可用來控制太陽能電池板、控制對蓄電池的充放電、控制系統(tǒng)電流輸出的開啟和關(guān)閉。風力發(fā)電機輸出的電流經(jīng)風機控制器整流后直接連接在蓄電池母線上，當風力發(fā)電機輸出電壓較低時，風力發(fā)電機不能從蓄電池脫離，以致蓄電池向風力發(fā)電機反灌電流，從而對風光互補型太陽能供電系統(tǒng)造成損害。例如申請?zhí)枮?01010108600. 4、標題為“風光互補集中式路燈供電系統(tǒng)”中國專利申請，該申請所公開的供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、發(fā)電量不足，不能承載更多的負載，對于高層建筑等用電量需求高的場合不太適用。又例如是申請?zhí)枮?01010118810.0、標題為“風光互補型太陽能供電系統(tǒng)”的中國申請，其公開了一種具有風光互補能源供應的結(jié)構(gòu)，但是該結(jié)構(gòu)的蓄電池的充電情況沒有監(jiān)測保護，大大減少了蓄電池的使用壽命，并且用戶用電量的多少沒有閉環(huán)控制，對于不同用戶的使用不能很好的進行資源的優(yōu)化分配。

實用新型內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實用新型公開了一種太陽能風機綜合供電系統(tǒng)。本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種太陽能風機綜合供電系統(tǒng)，包含太陽能電池板、風力發(fā)電機、逆變器和大容量蓄電池，所述太陽能電池板為太陽能電池板組，其與光伏發(fā)電控制器聯(lián)接，二者共同構(gòu)成太陽能發(fā)電設備；所述風力發(fā)電機是由N組渦扇組成的風能設備，其與風力發(fā)電控制器聯(lián)接， 二者共同構(gòu)成渦扇風力發(fā)電設備；所述供電系統(tǒng)還包括智能系統(tǒng)控制器和應急供電系統(tǒng)， 所述智能系統(tǒng)控制器處理所述大容量蓄電池充電反饋信息和負載用電量消耗反饋參數(shù)，所述控制器通過多路選擇供電開關(guān)控制負載供電的通斷，通過雙路通斷開關(guān)控制發(fā)電設備的電源供應。本實用新型提供的陽能風機綜合供電系統(tǒng)克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，系統(tǒng)采用模塊化智能控制模式，易于維護和擴展，提高了系統(tǒng)的適用范圍，按優(yōu)先級結(jié)合閉環(huán)控制提高了供電系統(tǒng)的使用效率。優(yōu)選的是，所述的太陽能電池板組為組合型電池板組，其由單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池和非晶硅太陽能電池組成。在實際應用中，可根據(jù)不同區(qū)域的光照情況確定三者的比例。優(yōu)選的是，所述的太陽能電池板組為可變仰角的太陽能電池板。優(yōu)選的是，所述的N組渦扇安裝在高層建筑輪緣掛角。優(yōu)選的是，所述的光伏發(fā)電控制器利用DC-DC轉(zhuǎn)換器實對太陽能電池板板進行最大功率跟蹤，同時將太陽能電池板板輸出轉(zhuǎn)換為直流輸出，通過所述通斷開關(guān)送給智能系統(tǒng)控制器。優(yōu)選的是，所述的風力發(fā)電控制器包括整流濾波模塊和DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊，整流濾波模塊將風力發(fā)電機的三相可變交流輸出進行整流濾波，經(jīng)過DC-DC轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為直流輸出，首先將風力發(fā)電機的輸出進行整流，然后將整流后的直流電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流輸出。優(yōu)選的是，所述的容量蓄電池優(yōu)選三段式充電，設有溫度傳感器，蓄電池充電兩極由所述溫度傳感器監(jiān)測。優(yōu)選的是，所述的智能系統(tǒng)控制器包括智能控制核心處理芯片、蓄電池充電反饋處理單元、負載供電選擇模塊和狀態(tài)顯示模塊。優(yōu)選的是，所述的蓄電池充電反饋處理單元處理的反饋信息包括溫度監(jiān)測信號、 充電電壓和電流信號。優(yōu)選的是，所述的智能系統(tǒng)控制器設有負載供電優(yōu)先級數(shù)據(jù)庫，由智能控制核心處理芯片處理分配供電。優(yōu)選的是，所述的負載供電選擇模塊設有比較單元，接收的負載用電量消耗反饋信息與太陽能電池板發(fā)電和風力發(fā)電量比較，如果用電量小于發(fā)電量，則直接由風光發(fā)電系統(tǒng)提供；如果用電量大于發(fā)電量，且蓄電池儲存量在使用范圍內(nèi)，則選擇蓄電池補充供電，否則啟用所述應急供電系統(tǒng)。優(yōu)選的是，所述的應急供電優(yōu)先選擇空氣動力發(fā)電機系統(tǒng)，還可選用市電供電。優(yōu)選的是，所述的太陽能風機綜合供電系統(tǒng)的負載為風塔建筑內(nèi)的工業(yè)負載和風塔座東、南、西、北門的強力送風機，所述工業(yè)負載包括直流負載和交流負載，由配電器將供電電壓按負載使用功率的具體需求調(diào)節(jié)，逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，供交流負載使用。

圖1是根據(jù)本實用新型的太陽能風機綜合供電系統(tǒng)的優(yōu)選實施例的總體控制圖。圖2是圖1所示的綜合供電系統(tǒng)的智能系統(tǒng)控制器結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖1所示的綜合供電系統(tǒng)的連續(xù)供電控制流程圖。圖4是圖1所示的綜合供電系統(tǒng)的蓄電池充放電控制流程圖。圖中標注說明組合型太陽能電池板組1，光伏發(fā)電控制器2，太陽能發(fā)電設備3， N組渦扇風力發(fā)電機4，風力發(fā)電控制器5，渦扇風力發(fā)電設備6，雙路通斷開關(guān)7，智能系統(tǒng)控制器8，充放電控制電路9，大容量蓄電池10，多路選擇供電開關(guān)11，配電器12，風塔座東、 南、西、北門的強力送風機13，電量消耗反饋14，應急工供電系統(tǒng)15，逆變器16，負載供電選擇17，蓄電池充電反饋單元18，狀態(tài)顯示19，核心處理芯片20。
具體實施方式
在圖1所示的優(yōu)選實施例中，本實用新型的太陽能風機綜合供電系統(tǒng)包括太陽能電池板組1、光伏發(fā)電控制器2、風力發(fā)電機4、風力發(fā)電控制器5、雙路通斷開關(guān)7、大容量蓄電池10、充放電控制電路9、智能系統(tǒng)控制器8、多路供電選擇開關(guān)11、配電器12及逆變器16等。所述的太陽能電池板組1為組合型電池板組，其由單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池和非晶硅太陽能電池組成，根據(jù)不同區(qū)域的光照情況確定三者的比例。比如在陰雨天較多、陽光相對不是很充足的南方江浙地區(qū)，以單晶硅太陽能電池的比例為主，其他兩種電池板為輔；在陽光充足的東西部地區(qū)和高原地區(qū)，以多晶硅太陽能電池板為主；非晶硅電池適合在室外陽光不足的情況，可以輔以其他兩種電池板工作。所述太陽能電池板組1與光伏發(fā)電控制器2聯(lián)接，二者共同構(gòu)成太陽能發(fā)電設備 3。所述太陽能電池板組1為可變仰角的太陽能電池板。所述的N組渦扇安裝在高層建筑輪緣掛角，安裝角度可按照建筑的地理位置有所變化，比如沿海地區(qū)，按照季風性特點在建筑四周分情況迎風而建；在內(nèi)陸的建筑，可以按建筑的高度和周圍建筑形成的風流特點，以長刮風向為依據(jù)按比例安裝不同角度的渦扇。所述風力發(fā)電機是由N組渦扇組成的風能設備，與之相連的是的風力發(fā)電控制器 5，二者構(gòu)成渦扇風力發(fā)電設備6。所述的光伏發(fā)電控制器2利用DC-DC轉(zhuǎn)換器實對太陽能電池板板進行最大功率跟蹤，同時將太陽能電池板板輸出轉(zhuǎn)換為直流輸出，通過所述通斷開關(guān)送給智能系統(tǒng)控制器 8。所述的風力發(fā)電控制器5包括整流濾波模塊和DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊，整流濾波模塊將風力發(fā)電機的三相可變交流輸出進行整流濾波，經(jīng)過DC-DC轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為直流輸出，首先將風力發(fā)電機的輸出，然后將整流后的直流電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流輸出。所述智能系統(tǒng)控制器8通過多路選擇多路供電選擇開關(guān)11控制負載供電的通斷。如圖2所示，所述的智能系統(tǒng)控制器包括智能控制核心處理芯片20、負載供電選擇模塊17、蓄電池充電反饋處理單元18和狀態(tài)顯示模塊19。所述大容量蓄電池10優(yōu)選帶溫度補償?shù)木_控制三段式充電。通過溫度傳感器檢測蓄電池電極溫度，將結(jié)果傳遞給系統(tǒng)控制器核心處理芯片，核心處理芯片ADC模塊采集蓄電池充電電壓和充電電流的反饋信號，輸出控制信號，控制充電電壓和充電電流，實現(xiàn)精確三段式充電。這種充電方式能夠最大化利用風力發(fā)電機和太陽能電池產(chǎn)生的電能快速為蓄電池充電，同時由于有嚴格的充電電壓和充電電流控制可以防止過沖損壞蓄電池，浮充階段的存在保證蓄電池在不使用時也能保持充滿狀態(tài)。蓄電池充電反饋處理單元18處理的反饋信息包括所述溫度傳感器監(jiān)測的蓄電池充電兩極溫度信號、充電電壓和電流信號，當蓄電池所儲存的電能放完時，智能系統(tǒng)控制器中的蓄電池充電反饋處理單元控制蓄電池不被過放電，保護蓄電池。通過雙路通斷開關(guān)控制發(fā)電設備的電源供應。智能系統(tǒng)控制器8設有負載供電優(yōu)先級數(shù)據(jù)庫，由智能控制核心處理芯片處理， 為風塔建筑內(nèi)的工業(yè)負載和風塔座東、南、西、北門的強力送風機13分配供電，所述工業(yè)負載包括直流負載和交流負載，由配電器12將供電電壓按負載使用功率的具體需求調(diào)節(jié)，逆變器16將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，供交流負載使用。[0040]綜合供電系統(tǒng)的連續(xù)供電控制流程如圖3所示。系統(tǒng)對各個模塊的變量進行初始化，判斷負載耗電量是否超過發(fā)電量，如果超過，那么啟用蓄電池供電，供電過程系統(tǒng)對蓄電池放電狀況進行監(jiān)測，根據(jù)蓄電池電壓電流狀況判斷是否需要啟用應急供電系統(tǒng)，不需要的話，按照耗電優(yōu)先級來控制多路開關(guān)為負載供電；如果負載耗電量沒有超過發(fā)電量，那么為負載供電的同時，多余發(fā)電量為蓄電池充電；負載耗電量反饋模塊的采集信號為系統(tǒng)判斷提供閉環(huán)控制信息。所述的負載供電選擇模塊設有比較單元，接收的負載用電量消耗反饋信息與太陽能電池板發(fā)電和風力發(fā)電量比較，如果用電量小于發(fā)電量，則直接由風光發(fā)電系統(tǒng)提供；如果用電量大于發(fā)電量，且蓄電池儲存量在使用范圍內(nèi)，則選擇蓄電池補充供電，否則啟用所述應急供電系統(tǒng)，如空氣動力發(fā)電機系統(tǒng)，還可選用市電供電。蓄電池充放電控制流程如圖4所示，根據(jù)處理器判斷的信息，如果蓄電池的電充滿，則判斷是否接到蓄電池供電指令，接到指令后進入蓄電池放電控制函數(shù)，否則停止充電，防止過飽和，影響蓄電池壽命；如果蓄電池未充滿電，則渦扇發(fā)電和太陽能電池板的多余發(fā)電量為蓄電池充電，與此同時，核心處理芯片檢測蓄電池充電狀況。狀態(tài)顯示模塊19顯示風機、太陽能板運行狀態(tài)，蓄電池充放電狀態(tài)等，供用戶控制和檢查設備使用和參考數(shù)據(jù)。本實用新型提供的太陽能風機綜合供電系統(tǒng)的智能控制器采用模塊化設計，按照模塊化結(jié)構(gòu)設計控制器使得控制器易于擴展，能夠按照客戶要求組裝模塊，拓寬控制器的應用范圍，而且便于維護，在某一模塊出現(xiàn)問題時只需更換該模塊便可。
權(quán)利要求1.一種太陽能風機綜合供電系統(tǒng)，包含太陽能電池板(1)、風力發(fā)電機O)、逆變器 (16)和大容量蓄電池(10)，其特征在于所述太陽能電池板為太陽能電池板組，其與光伏發(fā)電控制器( 聯(lián)接，二者共同構(gòu)成太陽能發(fā)電設備(3)；所述風力發(fā)電機是由N組渦扇組成的風能設備，其與風力發(fā)電控制器( 聯(lián)接，二者構(gòu)成渦扇風力發(fā)電設備(6)；所述供電系統(tǒng)還包括智能系統(tǒng)控制器(8)和應急供電系統(tǒng)(15)，所述智能系統(tǒng)控制器處理所述大容量蓄電池的充電反饋信息和負載用電量消耗反饋參數(shù)，所述控制器通過多路選擇供電開關(guān) (11)控制負載供電的通斷，并通過雙路通斷開關(guān)控制發(fā)電設備的電源供應。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能風機綜合供電系統(tǒng)，其特征在于所述太陽能電池板組為組合型電池板組，其由單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池和非晶硅太陽能電池組成。
3.如權(quán)利要求1所述的太陽能風機綜合供電系統(tǒng)，其特征在于所述太陽能電池板組為可變仰角的太陽能電池板組。
4.如權(quán)利要求1所述的太陽能風機綜合供電系統(tǒng)，其特征在于所述N組渦扇安裝在高層建筑輪緣掛角。
5.如權(quán)利要求1所述的太陽能風機綜合供電系統(tǒng)，其特征在于所述光伏發(fā)電控制器 (2)利用DC-DC轉(zhuǎn)換器對太陽能電池板的最大功率進行跟蹤，同時將太陽能電池板板輸出轉(zhuǎn)換為直流輸出，并通過所述通斷開關(guān)送給智能系統(tǒng)控制器。
6.如權(quán)利要求1所述的太陽能風機綜合供電系統(tǒng)，其特征在于所述風力發(fā)電控制器 (5)包括整流濾波模塊和DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊，整流濾波模塊將風力發(fā)電機的三相可變交流輸出進行整流濾波，經(jīng)過DC-DC轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為直流輸出，首先對風力發(fā)電機的輸出整流，然后將整流后的直流電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流輸出。
7.如權(quán)利要求1所述的太陽能風機綜合供電系統(tǒng)，其特征在于所述大容量蓄電池 (10)優(yōu)選三段式充電，設有溫度傳感器，蓄電池充電兩極由所述溫度傳感器監(jiān)測。
8.如權(quán)利要求1所述的太陽能風機綜合供電系統(tǒng)，其特征在于所述智能系統(tǒng)控制器 (8)包括智能控制核心處理芯片(20)、負載供電選擇模塊(17)、蓄電池充電反饋處理單元 (18)和狀態(tài)顯示模塊(19)。
9.如權(quán)利要求8所述的太陽能風機綜合供電系統(tǒng)，其特征在于所述蓄電池充電反饋處理單元處理的反饋信息包括所述溫度監(jiān)測信號、充電電壓和電流信號。
10.如權(quán)利要求8所述的太陽能風機綜合供電系統(tǒng)，其特征在于所述智能系統(tǒng)控制器設有負載供電優(yōu)先級數(shù)據(jù)庫，由智能控制核心處理芯片處理分配供電。
11.如權(quán)利要求8所述的太陽能風機綜合供電系統(tǒng)，其特征在于所述負載供電選擇模塊設有比較單元，接收的負載用電量消耗反饋信息與太陽能電池板發(fā)電和風力發(fā)電量比較，如果用電量小于發(fā)電量，則直接由風光發(fā)電系統(tǒng)提供；如果用電量大于發(fā)電量，且蓄電池儲存量在使用范圍內(nèi)，則選擇蓄電池補充供電，否則啟用所述應急供電系統(tǒng)。
12.如權(quán)利要求11所述的太陽能風機綜合供電系統(tǒng)，其特征在于所述應急供電優(yōu)先選擇空氣動力發(fā)電機系統(tǒng)，還可選用市電供電。
13.如權(quán)利要求1所述的太陽能風機綜合供電系統(tǒng)，其特征在于所述太陽能風機綜合供電系統(tǒng)的負載為風塔建筑內(nèi)的工業(yè)負載和風塔座東、南、西、北門的強力送風機(13)，所述工業(yè)負載包括直流負載和交流負載，由配電器(1 將供電電壓按負載使用功率的具體需求調(diào)節(jié)，逆變器(16)將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，供交流負載使用。
專利摘要本實用新型涉及一種太陽能風機綜合供電系統(tǒng)，包含太陽能電池板、風力發(fā)電機、智能系統(tǒng)控制器、大容量蓄電池、配電器和逆變器，所述太陽能電池板為組合型太陽能電池板組，所述風力發(fā)電機是由N組渦輪渦扇組成的風能設備，產(chǎn)生的兩種電能由智能系統(tǒng)控制器負責分配和管理，主要供給風塔內(nèi)的強力送風機和工業(yè)負載，各負載設有電量消耗反饋模塊，其為所述智能系統(tǒng)控制器提供負載反饋信息。本實用新型的供電系統(tǒng)還包括大容量蓄電池，其可根據(jù)智能系統(tǒng)控制器的指令進行充放電。本實用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，系統(tǒng)采用模塊化智能控制模式，易于維護和擴展，提高了系統(tǒng)的適用范圍，按優(yōu)先級結(jié)合閉環(huán)控制提高了供電系統(tǒng)的使用效率。
文檔編號H02J9/06GK202333928SQ20112052202
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月14日
發(fā)明者周劍, 周登榮 申請人:周劍, 周登榮