[实用新型]基于风光发电的小型直流微电网供电装置

说明书

本实用新型公开了一种基于风光发电的小型直流微电网供电装置，包括风扇扇叶、齿轮箱轴承、齿轮箱、三相交流发电机、导线、整流桥、风能控制器、太阳能电池板、大电容、负载、蓄电池、双向DC/DC模块、太阳能控制器和二极管，与现有技术相比，本实用新型采用风光发电所构成的直流微电网进行供电，实现了：(1)风光互补及储能环节能有效提高电能质量，可对直流负荷供电。(2)储能部分在负荷低落时储存电源的多余电能，在负荷高峰时回馈给微电网以调节功率需求，有效利用了电能。(3)一个小型风光发电装置，便携便转移位置，具有较强的流动性。(4)可以有效解决偏远地区和流动厂房的室内照明问题。

技术领域

本实用新型涉及直流微电网领域的一种电能控制技术，尤其涉及一种基于风光发电的小型直流微电网供电装置。

背景技术

现有的风光发电系统主要用于路灯照明，如公开号为109163277A的中国专利，公开了一种风光互补路灯，其为固定装置式风光发电路灯照明装置。此种发电装置为非便携式照明装置，只可用于室外照明不可用于室内，且不可对多余发电电能进行储存和回馈。然而在偏远山区室内经常会发生供电不稳定及供电不足问题，但偏远山区地广人稀，风能资源和光能资源丰富，将风能和太阳能发电互为补充，可解决室内照明问题，提供部分用电电能；流动厂房则由于其流动性无法进行固定供电，利用风能和太阳能的分布性也可解决其室内照明问题。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于风光发电的小型直流微电网供电装置。直流微电网利用储能技术将太阳能、风能存在储能系统中，所得电能稳定、可存储也可进行回馈。该系统既能适时提供电能，对电网的电能质量、电网稳定性以及供电可靠性都有很大的提升，且该系统为小型供电装置，便携便转移位置。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

本实用新型包括风扇扇叶、齿轮箱轴承、齿轮箱、三相交流发电机、导线、整流桥、风能控制器、太阳能电池板、大电容、负载、蓄电池、双向DC/DC模块、太阳能控制器和二极管，所述风扇扇叶通过所述齿轮箱轴承与所述齿轮箱输入转轴连接，所述三相交流发电机的转轴与所述齿轮箱的输出转轴连接，所述三相交流发电机的电源输出端通过导线与所述整流桥的输入端连接，所述整流桥的输出端与所述风能控制器连接，所述风能控制器的输出端并联所述大电容、所述太阳能控制器的输出端、所述负载的输入端和所述双向DC/DC模块，所述太阳能控制器的输出端还串联有所述二极管，所述太阳能控制器的输入端连接所述太阳能电池板，所述双向DC/DC模块、所述风能控制器和所述太阳能控制器均设置有PWM输入端，所述PWM输入端均连接单片机的PWM输出端，所述双向DC/DC模块的输出端还连接有所述蓄电池。

进一步，所述双向DC/DC模块与所述负载之间设置有双向DC/DC模块拓扑结构，所述双向DC/DC模块拓扑结构由二极管、电感和开关管组成。

太阳能电池板的电压输出由两根导线接出，该两根导线接至太阳能控制器的正负极输入端，太阳能控制器的输出由两根导线接出，正极输出串联一个二极管。这是一个独立的部分，另一个独立的部分为包括扇叶，扇叶接在齿轮箱上的轴承上，齿轮箱和交流发电机共轴，三相交流发电机的输出由三根导线接出，三根导线接至整流器，整流器的输出经两根导线接至风能控制器，将一个大电容并联在风能控制器两端，风能控制器的输出由两根导线接出。这两个独立部分控制器的输出导线接在一起，接至双向DC/DC模块的正负极，同时在控制器输出和蓄电池输入之间的导线另外接出两根导线，这两根导线可接到不同负载上实现供电。

上述的直流微电网体系，太阳能电池板为正方形，两个太阳能电池板串联，当太阳光照射太阳能电池板时，如果输出电压小于一定数值，则不能进行发电；如果输出电压大于一定数值，其电压输出经两根导线接至太阳能控制器模块，该模块可将电压降低并稳定到一定数值，通过改变控制器算法，可调节电压稳定值，太阳能控制器的电压输出串联一个二极管防止电流倒灌。