一種風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種使用新能源發(fā)電的技術(shù)領(lǐng)域，具體的來說，是一種風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]能源是社會的發(fā)展及人類生存的重要物質(zhì)基礎(chǔ)之一。沒有充足的能源物質(zhì)社會的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)的提高將受到嚴(yán)重阻礙，也就無法談及提高人民的生活水平。正是因為社會生產(chǎn)力的不斷進(jìn)步和人民生活質(zhì)量的提高，致使全世界范圍內(nèi)對能源需求的迅速增長。然而，當(dāng)今世界，人們所熟知的煤炭、石油等常規(guī)能源的大量消耗不僅給人類居住的環(huán)境帶嚴(yán)重污染和破壞，并且儲存數(shù)量也在日漸枯竭，煤炭、化石等燃料將無法滿足社會發(fā)展及人類生活對能源的需求。目前，社會對能源物質(zhì)需求日益增加而儲量卻在日益減少和人類生存環(huán)境嚴(yán)重污染的問題，已經(jīng)成為人類必須共同面臨繼續(xù)解決的重大難題。因此依靠發(fā)達(dá)的科技改變可利用能源的結(jié)構(gòu)，開發(fā)綠色新能源，使能源物質(zhì)的供應(yīng)不僅取之不盡且對環(huán)境無污染，已成為全球能源領(lǐng)域的一大熱點。
[0003]近年來，由于風(fēng)能、太陽能、生物能、水能、潮汐能等綠色能源不僅可以重復(fù)循環(huán)利用而且儲量巨大，對環(huán)境的影響也非常小，因此開發(fā)利用可再生綠色能源物質(zhì)以解決能源緊缺和環(huán)境污染問題。隨著社會生產(chǎn)力的快速的發(fā)展以及環(huán)境和形勢的逼迫，可再生能源必將成為未來的主要能源。
[0004]在所有風(fēng)能、太陽能、水能、沼氣能等可再生綠色能源中，風(fēng)能和太陽能是最典型的可再生能源。首先，風(fēng)能和太陽能都是清潔和環(huán)保的能源，其開發(fā)利用對環(huán)境的影響最?。黄浯?，風(fēng)能的存儲量是非常巨大的；再者，風(fēng)能和太陽能都是無處不在的。因此，目前風(fēng)能和太陽能發(fā)展速度最快，產(chǎn)業(yè)前景也最好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電裝置，風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電裝置是由太陽能光伏方陣、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)控制器、蓄電池組以及逆變器等幾部分組成。其工作原理為:太陽能光伏陣列由若干太陽能電池板串并聯(lián)而成，它們將接收的太陽輻射能量直接轉(zhuǎn)換成電能，然后對蓄電池充電，通過逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電對負(fù)載進(jìn)行供電，在日照不足時，儲存在蓄電池中的能量經(jīng)過逆變，然后再經(jīng)過濾波和變壓器升壓后變成交流的正弦電壓供給交流負(fù)載使用；而風(fēng)力發(fā)電是利用風(fēng)力機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，再通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，之后電能先經(jīng)過控制器對蓄電池組進(jìn)行充電，然后通過逆變器為負(fù)荷提供電能，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)點為日發(fā)電量比較大，系統(tǒng)的造價及其運(yùn)行維護(hù)成本比較低，但常規(guī)水平軸的風(fēng)力發(fā)電機(jī)對風(fēng)速的要求比較苛刻；當(dāng)日照充足或風(fēng)力非常大而導(dǎo)致產(chǎn)生的電能過剩時，蓄電池可將多余的電能儲存起來；當(dāng)系統(tǒng)的發(fā)電量不足或負(fù)荷的用電量增加時，則由蓄電池向負(fù)荷補(bǔ)充電能，并將保持供電電壓的穩(wěn)定。逆變系統(tǒng)由幾臺逆變器組成，它們將蓄電池中的直流電轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)的正弦交流電，以保證交流負(fù)載的正常使用。同時它還具有自動穩(wěn)壓的功能，可改善風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的供電質(zhì)量。由于日照強(qiáng)度，風(fēng)力大小以及負(fù)載情況是在不斷變化的，因此需要對蓄電池組的上作狀態(tài)進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)，以適應(yīng)負(fù)荷的需求。因此控制裝置可根據(jù)日照的強(qiáng)弱，風(fēng)力的大小以及負(fù)載的變化，自適應(yīng)的對蓄電池的工作狀態(tài)進(jìn)行切換，把將風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出的多余電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來，并在電能不足時，由蓄電池向負(fù)荷供電，使其在充電、放電或浮充電等多種工況下交替運(yùn)行，以保證整個工作的連續(xù)性和穩(wěn)定性。
[0006]風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)在低風(fēng)速時，發(fā)電量較低，如果進(jìn)行發(fā)電，則需要加入升壓變換裝置，而引入升壓變換裝置需要提高系統(tǒng)的成本及損耗，因此，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)在低風(fēng)速區(qū)時，不進(jìn)行發(fā)電，當(dāng)太陽能電池長期處于高強(qiáng)度日照時，太陽能電池溫度升高，影響電池的壽命及電力轉(zhuǎn)換效率，因此，需要提供降溫冷卻裝置對其進(jìn)行冷卻。
[0007]本發(fā)明采用風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的低風(fēng)速區(qū)來進(jìn)行太陽能電池的冷卻，本發(fā)明風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電裝置還包括風(fēng)速傳感器、母線電流互感器、母線電壓互感器、太陽能電池的溫度傳感器、電池電壓傳感器、電池電流傳感器。
[0008]風(fēng)速傳感器實時檢測風(fēng)力發(fā)電機(jī)所處地區(qū)的風(fēng)速，當(dāng)風(fēng)速低于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的啟動風(fēng)速Vmin時，斷開風(fēng)力發(fā)電機(jī)的與儲能和電力輸出開關(guān)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)上設(shè)置有齒輪組，冷卻風(fēng)扇上也設(shè)置有相應(yīng)的齒輪組，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電正常進(jìn)行發(fā)電時，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的齒輪組與冷卻風(fēng)扇的齒輪組不接觸，即風(fēng)力發(fā)電機(jī)的齒輪組空轉(zhuǎn)，不帶動冷卻風(fēng)扇運(yùn)行，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)速低于Vmin時，控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的齒輪組與冷卻風(fēng)扇的齒輪組相嚙合，齒輪組靠近的方式例如可采用機(jī)械移動方式，或水平平移使兩者接觸并嚙合，或垂直平移使兩者接觸并嚙合，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的齒輪組與冷卻風(fēng)扇的齒輪組相嚙合，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組帶動冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)動，冷卻風(fēng)扇可朝向太陽能電池或通過通風(fēng)管道與太陽能電池的發(fā)熱部件相連通，從而冷卻風(fēng)扇帶動通風(fēng)管道中的空氣流動，從而對太陽能電池進(jìn)行冷卻，此外，本發(fā)明還可通過其他方式進(jìn)行冷卻，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的齒輪組通過壓縮機(jī)的齒輪組帶動壓縮機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)動，從而壓縮機(jī)對制冷劑或冷卻氣體進(jìn)行壓縮，從而在太陽能電池溫度升高時，釋放被壓縮的制冷劑或冷卻氣體，從而制冷劑或冷卻氣體能夠吸熱，對太陽能電池進(jìn)行降溫，提高其太陽能與電能的轉(zhuǎn)換效率并延長其壽命。
[0009]當(dāng)風(fēng)速V處于Vmin與Vmax之間時，即風(fēng)速處于正?？蛇\(yùn)行發(fā)電區(qū)間時，控制器控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)與儲能單元和整流逆變裝置的開關(guān)相閉合，并控制冷卻風(fēng)扇的齒輪組離開風(fēng)力發(fā)電機(jī)的齒輪組，例如采用機(jī)械移動的方式，如水平平移進(jìn)行分離操作或垂直平移進(jìn)行分離操作，此時，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的齒輪組不帶載，跟隨風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主軸正常轉(zhuǎn)動，風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的電力優(yōu)先對負(fù)載進(jìn)行輸出，當(dāng)滿足負(fù)載需求后，仍有剩余時，對儲能單元進(jìn)行充電，當(dāng)滿足負(fù)載需求后，仍有剩余，且儲能單元接近充滿時，控制冷卻風(fēng)扇的齒輪組接近風(fēng)力發(fā)電機(jī)的齒輪組，并與之嚙合，由于冷卻風(fēng)扇的齒輪組與風(fēng)力發(fā)電機(jī)的齒輪組相嚙合，即風(fēng)力發(fā)電機(jī)在發(fā)電機(jī)處于帶載運(yùn)行，即轉(zhuǎn)速降低，從而輸出的電力也相應(yīng)的進(jìn)行降低，優(yōu)選的是，冷卻風(fēng)扇與風(fēng)力發(fā)電機(jī)相嚙合的齒輪具有多組，根據(jù)檢測的風(fēng)速、負(fù)載以及儲能單元的用電情況，控制器控制冷卻風(fēng)扇與風(fēng)力發(fā)電機(jī)嚙合的齒輪的組數(shù)，即控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主軸帶載量，從而可以使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組能夠盡量的利用風(fēng)力資源，當(dāng)全部接入齒輪組時，且風(fēng)力發(fā)電的發(fā)電量仍高于負(fù)載及儲能裝置的需求，此時，閉合卸荷電路的開關(guān)，釋放電路中過量的電力，維持電力系統(tǒng)的電力穩(wěn)定性。
[0010]當(dāng)風(fēng)速V大于風(fēng)力發(fā)電的最大風(fēng)速Vmax時，控制冷卻風(fēng)扇的齒輪組接近風(fēng)力發(fā)電機(jī)的齒輪組，并與之嚙合，由于冷卻風(fēng)扇的齒輪組與風(fēng)力發(fā)電機(jī)的齒輪組相嚙合，即風(fēng)力發(fā)電機(jī)在發(fā)電機(jī)處于帶載運(yùn)行，即轉(zhuǎn)速降低，從而輸出的電力也相應(yīng)的進(jìn)行降低，優(yōu)選的是，冷卻風(fēng)扇與風(fēng)力發(fā)電機(jī)相嚙合的齒輪具有多組，從而可以降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速過快引起的風(fēng)力發(fā)電機(jī)損壞以及風(fēng)力發(fā)電量過多帶來的電力波動，根據(jù)檢測的風(fēng)速、負(fù)載以及儲能單元的用電情況，控制器控制冷卻風(fēng)扇與風(fēng)力發(fā)電機(jī)嚙合的齒輪的組數(shù)，即控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主軸帶載量，從而可以穩(wěn)定風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而可以進(jìn)一步穩(wěn)定輸出電路中的電力穩(wěn)定性，當(dāng)全部齒輪組均加載在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主軸上時，風(fēng)速V仍然大于風(fēng)力發(fā)電的最大風(fēng)速Vmax，此時，調(diào)節(jié)葉片與風(fēng)向的夾角，從而可以減小風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的受風(fēng)率，降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
[0011 ] 此外，本發(fā)明在實施時，還可通過其他方式進(jìn)行風(fēng)光供電的機(jī)械方式互補(bǔ)，太陽能電池板的背面可設(shè)置有水冷管道，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主軸通過齒輪組連接泵，從而帶動泵的旋轉(zhuǎn)，泵帶動水冷管道中的水流的流動，從而對太陽能電池板進(jìn)行冷卻。
[0012]采用本發(fā)明的風(fēng)光互補(bǔ)供電的方式，可以有效的利用風(fēng)力發(fā)電中不能被用來發(fā)電的風(fēng)力，從而提高能源的利用率，并通過機(jī)械傳動的方式帶動冷卻裝置的運(yùn)行，從而進(jìn)一步給太陽能電池的發(fā)熱進(jìn)行降溫冷卻，通過齒輪傳動方式有效的將風(fēng)力發(fā)電的風(fēng)速過大或過小的風(fēng)力的缺陷來彌補(bǔ)太陽能發(fā)電的過熱的缺陷，從而實現(xiàn)有效的互補(bǔ)，減小了風(fēng)力機(jī)的停機(jī)或轉(zhuǎn)速過快運(yùn)行的幾率，并延長了太陽能電池的使用壽命及工作時間。
【附圖說明】
[0013]圖1是風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)圖圖2是風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電裝置的控制方式。
【具體實施方式】
[0014]如圖1所示，一種風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電裝置，風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電裝置是由太陽能光伏方陣、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)控制器、蓄電池組以及逆變器等幾部分組成。其工作原理為??太陽能光伏陣列由若干太陽能電池板串并聯(lián)而成，它們將接收的太陽輻射能量直接轉(zhuǎn)換成電能，然后對蓄電池充電，通過逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電對負(fù)載進(jìn)行供電，在日照不足時，儲存在蓄電池中的能量經(jīng)過逆變，然后再經(jīng)過濾波和變壓器升壓后變成交流的正弦電壓供給交流負(fù)載使用；而風(fēng)力發(fā)電是利用風(fēng)力機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，再通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，之后電能先經(jīng)過控制器對蓄電池組進(jìn)行充電，然后通過逆變器為負(fù)荷提供電能，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)點為日發(fā)電量比較大，系統(tǒng)的造價及其運(yùn)行維護(hù)成本比較低，但常規(guī)水平軸的風(fēng)力發(fā)電機(jī)對風(fēng)速的要求比較苛刻；當(dāng)日照充足或風(fēng)力非常大而導(dǎo)致產(chǎn)生的電能過剩時，蓄電池可將多余的電能儲存起來；當(dāng)系統(tǒng)的發(fā)電量不足或負(fù)荷的用電量增加時，則由蓄電池向負(fù)荷補(bǔ)充電能，并將保持供電電壓的穩(wěn)定。逆變系統(tǒng)由幾臺逆變器組成，它們將蓄電池中的直流電轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)的正弦交流電，以保證交流負(fù)載的正常使用。同時它還具有自動穩(wěn)壓的功能，可改善風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電