小型家用智能型自然能源“微電站”的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種小型家用智能型自然能源“微電站”，屬于新型能源及應(yīng)用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]人類社會(huì)的發(fā)展離不開能源。目前使用的電能主要依賴于煤炭、石油、天然氣等不可再生資源。這些能源的大量使用產(chǎn)生了兩個(gè)重要問題:一是不可再生能源資源日益枯竭；二是產(chǎn)生了嚴(yán)重的環(huán)境污染。為了解決這些問題，人們正在開發(fā)清潔、可再生的新型能源及使用方式，這些新型能源包括:太陽能、風(fēng)能、潮汐能、生物能等等。這些新能源由于受晝夜交替和氣候等的影響，難于受控穩(wěn)定產(chǎn)生，在使用過程中需要配套技術(shù)解決。
[0003]雖然目前國內(nèi)外在新型能源開發(fā)與使用方面，大型風(fēng)電場和太陽能發(fā)電站的建設(shè)已經(jīng)幾乎是到處可見，但是由于產(chǎn)生的電能難于并入現(xiàn)有電網(wǎng)而面臨嚴(yán)重的發(fā)展瓶頸。作為獨(dú)立系統(tǒng)使用的小型風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)盡管也有產(chǎn)品投入運(yùn)行，可是現(xiàn)有的小型風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)因?yàn)椴捎玫氖堑湍芰棵芏群投虊勖你U酸電池做為儲(chǔ)能裝置，不僅供電能力極其有限、性能不穩(wěn)定，因此遠(yuǎn)不能滿足家庭的基本用電需求。隨著當(dāng)前人們生活水平的不斷提高，家用電器的種類和數(shù)量都在增多，顯然，開發(fā)必要的新能源應(yīng)用技術(shù)是今后解決目前無電戶居民生活和簡單生產(chǎn)用電要求的一項(xiàng)重要工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明采用200W至5kW垂直軸水平旋轉(zhuǎn)(或水平軸垂直旋轉(zhuǎn))小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)、300W至10kW太陽能電池組件、小型沼氣發(fā)電轉(zhuǎn)置、小型水利發(fā)電設(shè)備、小型地?zé)岚l(fā)電設(shè)備，小型太陽熱能發(fā)電設(shè)備等多種自然能源電能產(chǎn)生裝置做為電能來源，以鋰離子電池模塊或鎳氫二次電池模塊為儲(chǔ)能部件，以逆變、變頻及智能化控制方式作為電氣控制系統(tǒng)，組成了可獨(dú)立運(yùn)行的微電站。本發(fā)明中，鋰離子電池模塊或鎳氫二次電池模塊被設(shè)計(jì)成即可以作為放置型儲(chǔ)能的二次電源，又可以作為移動(dòng)型系統(tǒng)的電源而用于電動(dòng)交通工具和農(nóng)耕機(jī)器。
[0005]本發(fā)明的微電站功能及特點(diǎn)是，首先利用廉價(jià)且高效率的自然能源發(fā)電裝置產(chǎn)生電能，在先進(jìn)的高能量密度鋰電池系統(tǒng)和智能化系統(tǒng)的控制下，這些電能既可以有效方便地用于家庭生活和家庭式勞動(dòng)生產(chǎn)的電器或設(shè)備。由于模塊化的高能量密度儲(chǔ)能鋰離子二次電池可以在放置或移動(dòng)狀態(tài)下用于上述電器或設(shè)備，所以相對于傳統(tǒng)的放置型鉛酸電池儲(chǔ)能裝置，本微電站具有長壽命和多用途的特性，因此大幅度降低了使用成本。
[0006]今天，無論是在中國西北部地區(qū)的草原、在云貴川的高山地區(qū)、在蒙古國等北亞國家的草原、在馬來西亞和印度尼西亞的海島，還是在北美發(fā)達(dá)國家的高山、海邊與草原別墅，由于至今仍有大量居民處于無電的生活狀態(tài)，而上述物美價(jià)廉的思伊納微電站完全可以提供滿足這些居民的用電需求，因此微電站在國內(nèi)外都將會(huì)有著廣泛地市場前景。
【附圖說明】
[0007]圖1為微電站系統(tǒng)構(gòu)成圖。
[0008]圖2表示200W風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電情況。
[0009]圖3表示800W太陽能電池組件的發(fā)電情況。
【具體實(shí)施方式】
[0010]具體實(shí)施例1
在北京昌平山區(qū)試驗(yàn)基地進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。IkW微電站由200W的垂直軸水平旋轉(zhuǎn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)和800W太陽能電池組件及IkWh的鋰離子電池模塊(50VX20Ah)所組成。如附圖2和3所示的測試結(jié)果表明在風(fēng)力達(dá)到3級時(shí)或3級以上時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能不少于1455瓦時(shí)/天，在天空晴朗的天氣，800W的太陽能電池組件產(chǎn)生的電能是3.8千瓦時(shí)。上述實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)產(chǎn)生的電能直接輸入到附近約五十平米住房的家庭并接上了照明燈、電視及冰箱，結(jié)果證明這些電器在氣候正常條件下完全可以正常工作，即該微電站可以滿足家庭上述電器的用電需求。充滿電的電池模塊置于電動(dòng)摩托車上后，該車可以在山區(qū)行駛30公里以上。以上結(jié)果證明實(shí)驗(yàn)達(dá)到了預(yù)期目的。
[0011]具體實(shí)施例2
在內(nèi)蒙古錫林郭勒草原試驗(yàn)基地進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。5kW微電站由500W的垂直軸水平旋轉(zhuǎn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)和4500W太陽能電池組件及5kWh的鋰離子電池模塊(5X50VX20Ah)所組成。測試結(jié)果表明在風(fēng)力達(dá)到3級或3級以上時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能不少于3255瓦時(shí)，在天空晴朗的天氣，太陽能電池組件產(chǎn)生的電能是25千瓦時(shí)。上述實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)產(chǎn)生的電能直接輸入到牧民家庭并連接了照明燈具、電視、冰箱、冰柜(45W)、洗衣機(jī)、電加熱器以及電動(dòng)擠奶器(1.25kW)和電動(dòng)飼料粉碎機(jī)(2kW)等。試驗(yàn)結(jié)果表明，在正常氣候條件下，上述家用電器和畜牧生產(chǎn)設(shè)備完全可以正常工作，達(dá)到了預(yù)期目的。此外，5kW的電池模塊與發(fā)電的部分還用于了一百多米深的電泵抽水試驗(yàn)，結(jié)果證明本微電站完全可以用于牧區(qū)牲畜飲水的電泵抽水(該牧民家庭擁有一百多峰駱駝、五十多頭奶牛及四百多只羊)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種小型家用智能型自然能源“微電站”，其特征在于由以下幾部分組成:a)產(chǎn)生電能部分；b)儲(chǔ)能部分；c)電氣控制部分。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型自然能源“微電站”，其特征在于:產(chǎn)生電能部分是:200W至5kW垂直軸水平旋轉(zhuǎn)(或水平軸垂直旋轉(zhuǎn))小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，300W至20kW太陽能電池組件、小型沼氣發(fā)電轉(zhuǎn)置、小型水利發(fā)電設(shè)備、甲醇燃料電池發(fā)電設(shè)備、小型地?zé)岚l(fā)電設(shè)備、小型太陽熱能發(fā)電設(shè)備等多種自然能源電能產(chǎn)生裝置(也可以是以上幾種的組合)，以及IkW至25kW的高性能鋰離子電池模塊。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型自然能源“微電站”，其特征在于:儲(chǔ)能部分是即使是在零下20度也可以正常工作的高性能鋰離子電池模塊或鎳氫二次電池模塊。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型自然能源“微電站”，其特征在于:電氣控制部分是由逆變器、變頻器及智能化控制系統(tǒng)組成。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型自然能源“微電站”，其特征在于:其可提供直流或交流電能，具有智能性、多功能性，可用于包括但不限于以下終端電器及設(shè)備=LED照明燈具、電視、冰箱、家用電動(dòng)摩托車；家用電加熱器和炊事用電器、空調(diào)、洗衣機(jī)；擠奶器、割草機(jī)、飼料粉碎機(jī)、小型電動(dòng)汽車、抽水機(jī)井。
【專利摘要】本發(fā)明采用垂直軸水平旋轉(zhuǎn)（或水平軸垂直旋轉(zhuǎn)）小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)、太陽能電池組件、小型沼氣發(fā)電轉(zhuǎn)置、小型水利發(fā)電設(shè)備、小型地?zé)岚l(fā)電設(shè)備，小型太陽熱能發(fā)電設(shè)備等多種自然能源電能產(chǎn)生裝置做為電能來源，以鋰離子電池模塊或鎳氫二次電池模塊為儲(chǔ)能部件，以逆變、變頻及智能化控制方式作為電氣控制系統(tǒng)，組成了可獨(dú)立運(yùn)行的微電站。本發(fā)明中，鋰離子電池模塊或鎳氫二次電池模塊被設(shè)計(jì)成即可以作為放置型儲(chǔ)能的二次電源，又可以作為移動(dòng)型系統(tǒng)的電源而用于電動(dòng)交通工具和農(nóng)耕機(jī)器。
【IPC分類】H02J3/00, H02J7/00
【公開號(hào)】CN104934960
【申請?zhí)枴緾N201410104314
【發(fā)明人】其魯, 黃興華, 李衛(wèi), 晨暉, 徐紹航
【申請人】思伊納化學(xué)科技（北京）有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2014年3月20日