[发明专利]一种风光互补发电储能系统

说明书

技术领域

本发明属于新能源技术领域，尤其是一种风光互补发电储能系统。

背景技术

太阳能和风能是最普遍的自然资源，两者在时间上和地域上都有很强的互补性，也是取之不尽的可再生能源。太阳能和风能在时间上的互补性使风光互补发电系统在资源上具有最佳的匹配性，也是资源配置条件最好的独立电源系统。但是，常规的风光互补发电系统在弱风、弱光条件下，风机或太阳能板的输出能力下降，输出电压平于或低于电池组的电压，不能给电池充电，这部分能量就被舍弃了。如果长期出现弱风或遭遇连续的阴雨天气，就不能保证负载的用电需求，电池组也可能因放电后长期得不到补充而出现损坏，或对其寿命产生不利影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种风光互补发电储能系统，解决了在长期出现弱风或遭遇连续的阴雨天气不能保证负载用电需求的问题。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种风光互补发电储能系统，包括风力发电机、光伏组件、超级电容器组、新能源控制器、锂电池组和负载，所述的风力发电机和光伏组件的输出端共同连接到新能源控制器，该新能源控制器分别与锂电池组、超级电容器组和负载相连接。

而且，所述的超级电容器组是由多个电容串联构成的一个串联支路电容器组。

而且，所述的锂电池组采用LiFePO4为正极的锂离子二次电池。

本发明的优点和积极效果是：

1、本系统充分利用风、光等自然资源，将锂离子电池和超级电容器组共同作为储能装置，配以效率更高的新能源控制器给负载供电，在上述情况下，把风力发电机、光伏组件产生的微弱电能收集起来，储存到超级电容器组或锂电池组内，保证电池组每天得到有效的电能补充，不会造成因过放而损坏电池组，对提高系统的效率及延长负载供电时间有良好的效果；同时，在大电流充电或负载瞬时大电流启动的情况下可以实现短时大电流能量的高效收集和释放，避免锂电池组受到大电流的冲击和由于难以短时接收高的充电电流而出现能量收集不完全的状况。

2、本系统将超级电容器组与锂电池配合使用，风机、太阳能板产生的能量通过新能源控制器优先给超级电容器进行充电（或其优先于锂电池进行放电），这样，不仅能减少锂离子电池的循环次数，延长其寿命，还能提供较大的功率，防止大功率输出对锂电池寿命的影响，使得超级电容器和锂电池的特性得以优势互补，性能得以充分发挥。

3、本发明设计合理，解决了在自然条件较差时不能收集能量的问题，减少了锂电池的循环次数，提高了系统的效率，延长了给负载的供电时间。

附图说明

图1是本发明的电路方框图；

图2是图1中超级电容器组电路示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例做进一步详述：

一种风光互补发电储能系统，如图1所示，包括风力发电机1、光伏组件2、超级电容器组3、新能源控制器4、锂电池组5和负载6，所述的风力发电机和光伏组件的输出端共同连接到新能源控制器，该新能源控制器分别与锂电池组、超级电容器组和负载相连接。锂电池组与传统的铅酸蓄电池相比，是一种能量密度高、循环寿命长、倍率性能好以及对环境友好无污染等高性能的可充电绿色电池；以LiFePO4为正极的锂离子二次电池无疑具有其自身的优点，如更安全、更环保和更廉价而倍受关注，成为最具优势的锂电池。

如图2所示，超级电容器组是由多个电容串联构成的一个串联支路电容器组，具体包括：电容C_1-1、C_1-2、……C_1-N依次串联连接为第一个电容组，电容C_2-1、C_2-2……C_2-n依次串联连接为第二个电容组，电容C_n-1、C_n-2……C_n-n依次串联连接为第n个电容组，然后将第一个电容组、第二个电容组、……第n个电容组串联组成超级电容器组。超级电容器组作为储能装置，具有较大的容量、较高的能量、较宽的工作温度范围和极长的使用寿命，其与传统电容器相比，具有功率密度大，循环寿命长，可大电流充放电，低温特性好等特点，但是，其容量却不能与锂离子电池相提并论。本系统将超级电容器与锂离子电池相结合，共同作为储能装置，将形成优势互补，形成高容量、高功率、长寿命的混合储能系统，其各自的优势将得以发挥。