[发明专利]村落独立型风光组合发电装置

说明书

技术领域

本发明创造属于可再生能源应用技术，主要涉及一种太阳能与风能结合型村落独立光伏电站。

背景技术

村落独立光伏电站就是将一个太阳能发电站的发电规模和容量缩小到一个村落用电水平，并应用到村落的独立发电系统。太阳能光伏发电的能源来自于取之不尽、用之不竭的太阳能，是资源最丰富的可再生能源。太阳能光伏发电是能源的高新技术，具有独特的优势和巨大的开发利用潜力。太阳能发电不会给空气带来污染，不破坏生态是一种清洁安全的能源，同时又具有在自然界不断生成，并得到有规律补充的特点，是可再生的清洁绿色能源。充分利用太阳能有利于保护人与自然的和谐相处。因此，太阳能光伏发电是世界各国家积极研究开发的战略性新兴产业。科学预计，50年以后，随着传统性化石能源的枯竭，光伏发电将占据世界能源消费的主导地位，21世纪末，太阳能发电在能源结构中，将占到60％以上。但是，由于现阶段人类在光伏发电方面的科研水平较低，受到各种技术条件的限制，光电转化率一般只在20％以内。想大量利用太阳能光伏电能，就只有将太阳能电池极大面积的呈矩形排列在日照充足的土地上，这必然与农耕争地。将太阳能电池极安装在沙漠上，可解决光电争地的问题，但架设联网成本相当昂贵，很难满足行业要求，所以村落太阳能光伏电站就应运而生，对于村落而言，用电负荷一般较小，村落也有足够的场地(比如屋顶、阳台)可安装光伏发电系统。村落太阳能光伏电站节地、节能、节省输电费用，是光伏产业的发展方向。经调查发现，现在太阳能市场上还没有一种成熟的家庭太阳能发电产品，目前大多都是以个体形式，或帮一些大公司代理，自购太阳能组件，凭自己的技术经验安装。要改变这种手工作坊式家庭太阳能发电方式，必须有家庭太阳发电的专有技术。在我国广大的偏远山区或高寒地区，利用国家电网实现村落用户的电气化是一种造价极高的供电方式。为解决上述问题，一种适合家庭规划用电量的太阳能发电装置或风力发电装置已部份开始在山区或高寒地区投入使用，由于其采用可再生的太阳能或风能做为发电能源，具有减少对不可再生能源的消耗、减轻对环境的污染、使用成本低廉的特点。但是，由于能源的单一性，在风力较小的地区风力发电机使用受到限制，在太阳能较少的北方高寒地区太阳能发电设备的应用受到影响，因此研发一种适合村落集体使用的太阳能与风能组合型电源系统，以提高发电设备的适应能力和发电效率、加快推进可再生能源设备的推广应用十分重要。

发明内容

本发明创造的目的就是针对上述现有技术存在的问题，结合生产生活的实际需要，设计提供一种村落独立型风光组合发电装置，达到适应能力、适用地区广、可再生能源利用合理科学、发电效率高的目的。

本发明创造的基本设计是：村落独立型风光组合发电装置包括太阳能光电池阵列和风力发电机阵列，所述太阳能光电池阵列采用砷化镓太阳能电池组成，所述风力发电机阵列由低速双馕发电机组成，在电器安装柜内配装光电控制器、风电控制器、综合控制器、蓄电池、逆变器和室内电源控制器，所述太阳能光电池阵列依次与光电控制器、综合控制器、蓄电池连通，所述风力发电机阵列依次与风电控制器、综合控制器、逆变器及室内电源控制器连通。

本发明创造采用太阳能与风能组合式发电结构，实现了电力的相互补充，具有结构简单合理、建设和使用成本低廉、无环境污染、适用地区广、发电效率高的特点。

附图说明

图1是村落独立型风光组合发电装置总体结构示意图。

图中件号说明：

1、太阳能光电池阵列、2、光电控制器、3、风力发电机阵列、4、风电控制器、5、综合控制器、6、蓄电池、7、逆变器、8、室内电源控制器、9、电器安装柜。

具体实施方式

下面结合附图对本发明创造最佳实施方案进行详细描述。一种村落独立型风光组合发电装置包括太阳能光电池阵列1和风力发电机阵列3，所述太阳能光电池阵列1采用砷化镓太阳能电池组成，所述风力发电机阵列3由低速双馕发电机组成，在电器安装柜9内配装光电控制器2、风电控制器4、综合控制器5、蓄电池6、逆变器7和室内电源控制器8，所述太阳能光电池阵列1依次与光电控制器2、综合控制器5、蓄电池6连通，所述风力发电机阵列3依次与风电控制器4、综合控制器5、逆变器7及室内电源控制器8连通。本装置的能量管理、系统操作、运行监控及故障诊断均采用微机监测系统。在本装置需要并网运行或交流负载要求较高时，可采用交流电源品质调节装置对电源品质进行控制。

作业时，太阳能光电池阵列1和风力发电机阵列3发出的电能分别经光电控制器2和风电控制器4输送至综合控制器5内，综合控制器5的电能一路送入蓄电池6储存，另一路经逆变器7变压并成为交流电后送入室内电源控制器8内，供家庭使用。当逆变器7电量不足时，蓄电池6向逆变器7供应电力，以保证家庭的正常用电。由低速双馕发电机组成的风力发电机阵列3在结构上，省略了传统结构上的低速风力机与高速发电机之间配置的齿轮升速装置，简化了系统结构。太阳能光电池阵列3由砷化镓太阳能电池组成，光电转换效率可达30.8％，具有转换效率高、发电量大、环境污染轻的特点。