微型風(fēng)力和太陽能互補(bǔ)發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】一種微型風(fēng)力和太陽能互補(bǔ)發(fā)電裝置，其特征在于它具有：對整機(jī)進(jìn)行控制的控制電路；直流斬波電流，該電路的輸出端接控制系統(tǒng)；三相不可控整流電路，該電路的輸出端接控制電路；用電器，該電路的輸入端接控制電路。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組將風(fēng)能轉(zhuǎn)化電能供給用電器，太陽能電池陣列將太陽能轉(zhuǎn)化電能供給用電器，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽能電池陣列輸出的電能除供給用電器還有剩余的時候，蓄電池將這些剩余部分電能存儲起來，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽能電池輸出電能不足以滿足用電器需求時，由蓄電池向用電器供電。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)成本低、提高了風(fēng)能和太陽能的利用率，對環(huán)境無污染，可廣泛推廣使用。
【專利說明】微型風(fēng)力和太陽能互補(bǔ)發(fā)電裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于太陽能發(fā)電設(shè)備或裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及到一種用于太陽能和 風(fēng)力互補(bǔ)發(fā)電的設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002] 能源是人類社會生存和發(fā)展的動力源泉，世界不可再生能源危機(jī)警鐘不斷敲響和 節(jié)能呼聲越來越多，人們迫切希望充分開發(fā)利用太陽能、風(fēng)能等一些清潔綠色的可再生能 源來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的煤、石油等化石能源。從世界各國可再生能源的利用與發(fā)展趨勢來看，風(fēng)能 和太陽能的發(fā)展速度相當(dāng)快，產(chǎn)業(yè)前景也很樂觀。而中國所面臨的能源危機(jī)情況更是不容 樂觀，巨大的能源需求將不能單單由化石能源來解決，而要寄希望于一些可再生能源。我們 國家就環(huán)境與發(fā)展問題提出了一系列措施，其中明確要求因地制宜地開發(fā)和推廣太陽能、 風(fēng)能等新能源，并在21世紀(jì)議程中強(qiáng)調(diào)了發(fā)展可再生能源對我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保 護(hù)的重要性，建立資源節(jié)約型的社會，大力發(fā)展可再生能源已擺上了我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的位置。 我國的可再生能源分布廣泛，開發(fā)可再生能源是調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、保護(hù)環(huán)境、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展 的戰(zhàn)略選擇，而且我國的可再生能源法將可再生能源綜合利用和互補(bǔ)發(fā)電的研究列為研究 開發(fā)的重點領(lǐng)域。無論從緩解能源危機(jī)、消除環(huán)境污染、保護(hù)人類生存環(huán)境、還是從社會的 發(fā)展要求來看，開發(fā)利用太陽能和風(fēng)能可再生能源都有著十分重要的實際意義，是人類的 美好愿望。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提高太陽能和風(fēng)能的利用率，提供一種結(jié)構(gòu) 簡單、生產(chǎn)成本低、轉(zhuǎn)換率高的微型風(fēng)力和太陽能互補(bǔ)發(fā)電裝置。
[0004] 解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是他具有：對整機(jī)進(jìn)行控制的控制電路；直 流斬波電流，該電路的輸出端接控制系統(tǒng)；三相不可控整流電路，該電路的輸出端接控制電 路；用電器，該電路的輸入端接控制電路。
[0005] 本實用新型的控制電路為：集成電路U1的P2. 7端接晶體管IGBT的柵極、P2. 6端 通過電阻R15接地和通過電阻R8接二極管D8的正極、P1. 0端通過電阻R1接二極管D5的 負(fù)極、P1. 2端通過電阻R6接二極管D6的負(fù)極、P1. 4端通過電阻R7接二極管D12的負(fù)極、 P1. 6端接蜂鳴器F的一端、P1. 7端接電容C5的一端并通過電阻R5接地、VCC端接二極管 D5和二極管D6以及二極管D12的正極和蜂鳴器F的另一端以及電容C5的另一端和三端穩(wěn) 壓塊7805的一端、XTAL2端和XTAL1端接由晶體振蕩器Y和電容C6以及電容C7連接成的 振蕩電路、GND端接地；三端穩(wěn)壓塊7805的另一端輸入蓄電池組輸出的5V電信號，蓄電池 組輸出的15V電信號由三端穩(wěn)壓塊7815的一端輸入，三端穩(wěn)壓塊7815的另一端通過電阻 R9接集成電路U2的反相輸入端，蓄電池組的15V電信號由電阻R16的一端輸入，電阻R16 的另一端通過電阻R17接地以及電阻R11接集成電路U2的同相輸入端并通過電阻R12接 集成電路U3的反相輸入端，集成電路U2的輸出端接二極管D13的正極，二極管D13的負(fù)極 接二極管D15的正極和二極管D16的負(fù)極并通電阻R13接三極管Q1的基極，三極管Q1的 集電極通過繼電器KM1的線圈接集成電路U1的VCC端。蓄電池組輸出的12V電信號由三 端穩(wěn)壓塊7812的一端輸入，由三端穩(wěn)壓塊7812的另一端通過電阻R10接集成電路U3的同 相輸入端，集成電路的輸出端接二極管D14的正極，二極管D14的負(fù)極接二極管D15的負(fù)極 和二極管D16的正極并通過電阻R14接三極管Q2的基極，三極管Q2的集電極接繼電器KM2 線圈的一端，蓄電池組輸出的5V電信號由三端穩(wěn)壓塊7805的一端輸入，三端穩(wěn)壓塊7805 的另一端接繼電器KM2線圈的另一端；集成電路U1的型號為AT89C51，集成電路U2和集成 電路U3的型號為LM358。
[0006] 本實用新型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽能電池陣列輸出的電能除供給用電器還有剩余 的時候，蓄電池組將這些剩余部分電能存儲起來，蓄電池組額定電壓為24V，當(dāng)蓄電池端電 壓超過28V時為蓄電池組過充狀態(tài)，繼電器KM1常閉觸點斷開；當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽能電池 輸出電能不足以滿足用電器需求時，由蓄電池組向用電器供電，蓄電池端電壓低于22V時 為蓄電池過放狀態(tài)，繼電器KM2常閉觸點斷開，保護(hù)蓄電池。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單，生 產(chǎn)成本低，提高了風(fēng)能和太陽能的利用率，消除環(huán)境污染，可廣泛推廣使用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007] 圖1是本實用新型的電氣原理方框圖。
[0008] 圖2是本實用新型的電子線路原理圖。

【具體實施方式】
[0009] 下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本實用新型不限于這些 實施例。
[0010] 實施例1
[0011] 在圖1中，本實用新型由直流斬波電路、三相不可控整流電路、控制電路、用電器 連接構(gòu)成，直流斬波電路和三相不可控整流電路的輸出端接控制電路，控制電路的輸出端 接用電器。太陽能電池陣列將太陽能轉(zhuǎn)換成電能并通過直流斬波電路變成直流電信號給 用電器供電，風(fēng)力發(fā)電機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成三相交流電，經(jīng)三相不可控整流電路變成直流電信 號給用電器供電，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽能電池陣列輸出的電能除供給用電器還有剩余的時 候，蓄電池將這些剩余部分電能存儲起來，蓄電池處于過充狀態(tài)時，控制電路斷開，停止向 蓄電池充電；當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽能電池輸出電能不足以滿足用電器需求時，由蓄電池向 用電器供電，蓄電池處于過放狀態(tài)時，控制電路斷開，蓄電池停止向用電器供電。
[0012] 在圖2中，本實施例的直流斬波電路由晶體管IGBT、二極管D1、二極管D7、電阻 R2、電容C2、電容C3連接構(gòu)成。太陽能電池陣列的1端接電容C2的一端和晶體管IGBT集 電極以及電阻R2的一端和二極管D1的正極、2端接電容C2的另一端和二極管D7的正極以 及三相不可控整流電路，二極管D1的負(fù)極接電阻R2的另一端和電容C3的一端，電容C3的 另一端接晶體管IGBT的發(fā)射極和二極管D7的負(fù)極以及三相不可控整流電路，晶體管IGBT 的柵極接控制電路。
[0013] 本實施例的三相不可控整流電路由二極管D2?二極管D4、二極管D8?二極管 D11、電阻R3、電容C1、電容C4、線圈L1、線圈L2、電池組BT1連接構(gòu)成。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的1端 接二極管D2?二極管D4的負(fù)極和電容Cl的一端以及二極管D8的負(fù)極和線圈L1的一端、 A相接二極管D4的正極和二極管D11的負(fù)極、B相接二極管D3的正極和二極管D10的負(fù) 極、C相接二極管D2?二極管D4的正極和二極管D9?二極管D11的負(fù)極、2端接二極管 D9?二極管D11的正極和電容C1的另一端以及太陽能電池板的2端和繼電器KM1常閉觸 點的一端，二極管D8的正極通過電阻R8接控制電路，繼電器KM1常閉觸點的另一端接電容 C4的一端和電池組BT1的負(fù)極以及繼電器KM2常閉觸點的一端，繼電器KM2的常閉觸點的 另一端接用電器R4,線圈L1的另一端通過電阻R2和線圈L2接電容C4的另一端和電池組 BT1的正極以及用電器R4。
[0014] 本實施例的控制電路由集成電路U1、集成電路U2、集成電路U3、三極管Q1、三極管 Q2、二極管D5、二極管D6、二極管D12?二極管D16、電阻R1、電阻R5?電阻R17、電容C5? 電容C7、蜂鳴器F、晶體振蕩器Y、繼電器KM1、繼電器KM2連接構(gòu)成，集成電路U1的型號為 AT89C51，集成電路U2和集成電路U3的型號為LM358。集成電路U1的P2. 7端接晶體管IGBT 的柵極、P2. 6端通過電阻R15接地和通過電阻R8接二極管D8的正極、P1. 0端通過電阻R1 接二極管D5的負(fù)極、P1. 2端通過電阻R6接二極管D6的負(fù)極、P1. 4端通過電阻R7接二極 管D12的負(fù)極、P1. 6端接蜂鳴器F的一端、P1. 7端接電容C5的一端并通過電阻R5接地、 VCC端接二極管D5和二極管D6以及二極管D12的正極和蜂鳴器F的另一端以及電容C5的 另一端和三端穩(wěn)壓塊7805的一端、XTAL2端和XTAL1端接由晶體振蕩器Y和電容C6以及 電容C7連接成的振蕩電路、GND端接地；三端穩(wěn)壓塊7805的另一端輸入蓄電池組輸出的5V 電信號，蓄電池組輸出的15V電信號由三端穩(wěn)壓塊7815的一端輸入，三端穩(wěn)壓塊7815的另 一端通過電阻R9接集成電路U2的反相輸入端，蓄電池組的15V電信號由電阻R16的一端 輸入，電阻R16的另一端通過電阻R17接地以及電阻R11接集成電路U2的同相輸入端并通 過電阻R12接集成電路U3的反相輸入端，集成電路U2的輸出端接二極管D13的正極，二極 管D13的負(fù)極接二極管D15的正極和二極管D16的負(fù)極并通電阻R13接三極管Q1的基極， 三極管Q1的集電極通過繼電器KM1的線圈接集成電路U1的VCC端。蓄電池組輸出的12V 電信號由三端穩(wěn)壓塊7812的一端輸入，由三端穩(wěn)壓塊7812的另一端通過電阻R10接集成 電路U3的同相輸入端，集成電路的輸出端接二極管D14的正極，二極管D14的負(fù)極接二極 管D15的負(fù)極和二極管D16的正極并通過電阻R14接三極管Q2的基極，三極管Q2的集電 極接繼電器KM2線圈的一端，蓄電池組輸出的5V電信號由三端穩(wěn)壓塊7805的一端輸入，三 端穩(wěn)壓塊7805的另一端接繼電器KM2線圈的另一端。蓄電池組額定電壓為24V，當(dāng)蓄電池 端電壓超過28V時為蓄電池組過充狀態(tài)，繼電器KM1常閉觸點斷開；當(dāng)蓄電池向用電器供電 時，蓄電池端電壓低于22V時為蓄電池過放狀態(tài)，繼電器KM2常閉觸點斷開，保護(hù)蓄電池，蓄 電池過充過放時二極管D5和二極管D6以及二極管D12發(fā)亮同時蜂鳴器發(fā)出聲音，做出報 警提示。
[0015] 用電器由電阻R4構(gòu)成，電阻R4的一端接蓄電池組BT1的正極、另一端接繼電器 KM2常閉觸點的另一端，用電器可以是照明器具、家用電器、機(jī)床等將電能轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问?的裝置。
[0016] 本實施例的工作原理如下：
[0017] 風(fēng)輪將風(fēng)能通過空氣動力學(xué)原理轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，驅(qū)動三相永磁同步發(fā)電機(jī)發(fā)出與 風(fēng)速成一定關(guān)系的三相交流電，經(jīng)三相不可控整流電路變成直流電信號由集成電路U1的 P2. 6端口輸入；太陽能電池陣列將太陽能通過光生伏特效應(yīng)轉(zhuǎn)換成直流電信號由集成電 路U1的P2. 7端口輸入；集成電路U1按照事先設(shè)定的程序?qū)斎氲男盘栠M(jìn)行運(yùn)算，將計算 結(jié)果由集成電路U1的P1. 0?P1. 4端和P1. 6端以及P1. 7端輸出，二極管D5和二極管D6 以及二極管D12發(fā)亮同時蜂鳴器發(fā)出聲音，做出報警提示；當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽能電池陣 列輸出的電能除供給用電器還有剩余的時候，蓄電池組將這些剩余部分電能存儲起來，蓄 電池組額定電壓為24V，當(dāng)蓄電池端電壓超過28V時為蓄電池組過充狀態(tài)，繼電器KM1常閉 觸點斷開；當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽能電池輸出電能不足以滿足用電器需求時，由蓄電池組向 用電器供電，蓄電池端電壓低于22V時為蓄電池過放狀態(tài)，繼電器KM2常閉觸點斷開，保護(hù) 蓄電池。
【權(quán)利要求】
1. 一種微型風(fēng)力和太陽能互補(bǔ)發(fā)電裝置，它是由對整機(jī)進(jìn)行控制的控制電路、直流斬 波電流、三相不可控整流電路、用電器連接構(gòu)成，直流斬波電流和三相不可控整流電路的輸 出端接控制電路，用電器的輸入端接控制電路，其特征在于所述的控制電路為：集成電路 U1的P2. 7端接晶體管IGBT的柵極、P2. 6端通過電阻R15接地和通過電阻R8接二極管D8 的正極、P1. 0端通過電阻R1接二極管D5的負(fù)極、P1. 2端通過電阻R6接二極管D6的負(fù)極、 P1. 4端通過電阻R7接二極管D12的負(fù)極、P1. 6端接蜂鳴器F的一端、P1. 7端接電容C5的 一端并通過電阻R5接地、VCC端接二極管D5和二極管D6以及二極管D12的正極和蜂鳴器 F的另一端以及電容C5的另一端和三端穩(wěn)壓塊7805的一端、XTAL2端和XTAL1端接由晶 體振蕩器Y和電容C6以及電容C7連接成的振蕩電路、GND端接地；三端穩(wěn)壓塊7805的另 一端輸入蓄電池組輸出的5V電信號，蓄電池組輸出的15V電信號由三端穩(wěn)壓塊7815的一 端輸入，三端穩(wěn)壓塊7815的另一端通過電阻R9接集成電路U2的反相輸入端，蓄電池組的 15V電信號由電阻R16的一端輸入，電阻R16的另一端通過電阻R17接地以及電阻R11接 集成電路U2的同相輸入端并通過電阻R12接集成電路U3的反相輸入端，集成電路U2的輸 出端接二極管D13的正極，二極管D13的負(fù)極接二極管D15的正極和二極管D16的負(fù)極并 通電阻R13接三極管Q1的基極，三極管Q1的集電極通過繼電器KM1的線圈接集成電路U1 的VCC端；蓄電池組輸出的12V電信號由三端穩(wěn)壓塊7812的一端輸入，由三端穩(wěn)壓塊7812 的另一端通過電阻R10接集成電路U3的同相輸入端，集成電路的輸出端接二極管D14的正 極，二極管D14的負(fù)極接二極管D15的負(fù)極和二極管D16的正極并通過電阻R14接三極管 Q2的基極，三極管Q2的集電極接繼電器KM2線圈的一端，蓄電池組輸出的5V電信號由三端 穩(wěn)壓塊7805的一端輸入，三端穩(wěn)壓塊7805的另一端接繼電器KM2線圈的另一端；集成電路 U1的型號為AT89C51，集成電路U2和集成電路U3的型號為LM358。
【文檔編號】H02S10/12GK203896249SQ201320833302
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2013年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月16日
【發(fā)明者】李增生, 郭敏, 李亮亮 申請人:榆林學(xué)院