專利名稱：多能源聯(lián)合發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能利用風(fēng)能、太陽能和和生物質(zhì)能聯(lián)合發(fā)電的裝置，屬發(fā)電機技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景隨著全球化學(xué)能源的日益枯竭，可再生能源(包括太陽能、風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、海 洋能以及地?zé)崮艿?發(fā)電越來越受到人們的重視。除大型水力發(fā)電系統(tǒng)外，其他可再生能源 發(fā)電系統(tǒng)一般具有設(shè)備簡單、成本低廉、易于安裝等特點，廣泛運用于住宅、辦公、企業(yè)、 農(nóng)業(yè)、牧業(yè)、廣告業(yè)、服務(wù)業(yè)、旅游業(yè)、港口、山區(qū)、鐵路、林區(qū)、石油開采、部隊防哨所、 通訊中繼站、公路和鐵路信號站以及用電不方便的地區(qū)，特別是在遇到自然災(zāi)害的情況下， 它能夠在最短時間內(nèi)給人們提供日常生活急需的電能。但是，這些發(fā)電系統(tǒng)都存在能量分散、 受時間、地域、氣候和季節(jié)等因素影響較大的缺點，致使系統(tǒng)供電持續(xù)性與穩(wěn)定性較差。例 如風(fēng)能隨地表溫差變化大小而變化，白天光照強時風(fēng)小，夜間光照弱時風(fēng)大，夏季風(fēng)小，冬 季風(fēng)大；而太陽能則與光照強度密切相關(guān)，夏季太陽光強度大，冬季太陽光強度小，白天太 陽光強度大，夜間太陽光強度小。因此，無論單獨使用哪一種發(fā)電系統(tǒng)，都不能實現(xiàn)全天候 供電，這不僅給人們的生活帶來不便，而且還會使系統(tǒng)的蓄電池組長期處于虧電狀態(tài)，導(dǎo)致 蓄電池組的使用壽命大大降低。另外，目前全球各小型風(fēng)力機的限速保護方案大致可以歸為兩類1) 設(shè)置一種機構(gòu)使風(fēng)輪偏離風(fēng)向，減小風(fēng)輪通風(fēng)面積，從而減小風(fēng)能吸收；2) 設(shè)置一種機構(gòu)利用風(fēng)輪葉片的離心力改變槳距，降低風(fēng)輪的風(fēng)能利用率，從而達到 減小風(fēng)能吸收的效果。由于自然界的風(fēng)況是十分復(fù)雜的，紊流是主狀態(tài)，同時，風(fēng)速風(fēng)向的變化頻繁而又迅捷， 機械限速保護裝置都不可能瞬時響應(yīng)實際風(fēng)況的變化，加上長期運行導(dǎo)致的機械磨損會使裝 置的配合間隙增大。所有這些均會導(dǎo)致保護滯后、失效，引發(fā)風(fēng)力機飛車、過載或劇震等破 壞性結(jié)果。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足、提供一種結(jié)構(gòu)簡單、性能優(yōu)良、制造成本低廉、供電持續(xù)性與穩(wěn)定性好的一種多能源(風(fēng)能、太陽能和生物質(zhì)能)聯(lián)合發(fā)電裝置。 本發(fā)明所述問題是以下述技術(shù)方案實現(xiàn)的一種多能源聯(lián)合發(fā)電裝置，由風(fēng)力發(fā)電機、太陽能電池板、生物質(zhì)能發(fā)電裝置、蓄電池 組以及逆變器組成，所述風(fēng)力發(fā)電機、太陽能電池板和生物質(zhì)能發(fā)電裝置的輸出端分別經(jīng)一 個充電電壓匹配控制器接蓄電池組B的兩端，所述逆變器的輸入端接蓄電池組，輸出端接負(fù) 載。上述多能源聯(lián)合發(fā)電裝置，在所述風(fēng)力發(fā)電機上設(shè)置電磁限速保護裝置，所述電磁限速 保護裝置由減速盤、摩擦片、電磁離合器及控制電路組成，所述減速盤同軸固定于風(fēng)力發(fā)電 機的主軸上，所述摩擦片是減速盤的制動元件，與電磁離合器的銜鐵固定。上述多能源聯(lián)合發(fā)電裝置，所述電磁限速保護裝置的控制電路由依次連接的轉(zhuǎn)速傳感器、 測速儀和單片機組成，所述轉(zhuǎn)速傳感器裝于風(fēng)力發(fā)電機的主軸上，所述單片機的控制輸出端 經(jīng)驅(qū)動電路接電磁離合器的控制線圈。上述多能源聯(lián)合發(fā)電裝置，所述生物質(zhì)能發(fā)電裝置由依次連接的密閉沼氣罐QG、沼氣控 制閥QV和沼氣發(fā)電機ZD組成，沼氣發(fā)電機的輸出端經(jīng)一個充電電壓匹配控制器接蓄電池組 B的兩端。上述多能源聯(lián)合發(fā)電裝置，所述生物質(zhì)能發(fā)電裝置的充電電壓匹配控制器由三相整流橋、 場效應(yīng)管、儲能線圈和自動開關(guān)恒壓/恒流控制器組成，所述三相整流橋的輸入端接生物質(zhì)能 發(fā)電裝置的輸出端，輸出端依次經(jīng)場效應(yīng)管和儲能線圈接蓄電池組，所述自動開關(guān)恒壓/恒流 控制器采用TSM108，其VS、 ICTRL端接三相整流橋輸出回路的電流采樣電阻，VCTRL端接三 相整流橋輸出端的采樣分壓電阻的輸出信號，GD端的輸出信號接場效應(yīng)管的柵極，在場效應(yīng) 管和儲能線圈之間還接有續(xù)流二極管。上述多能源聯(lián)合發(fā)電裝置，所述太陽能電池板GV采用太陽能生物電池板。 本發(fā)明同時利用風(fēng)能、太陽能和生物質(zhì)能發(fā)電，對氣象資源和環(huán)境資源的利用更加充分， 采用生物光合作用發(fā)電的目的是提高電能轉(zhuǎn)換率。采用電磁限速保護裝置，大大降低了風(fēng)力 發(fā)電機的故障率。由于三種發(fā)電方式在時間上和地域上都具有很強的互補性，因而本發(fā)明不 僅可節(jié)省煤炭、石油和天然氣等傳統(tǒng)能源，而且實現(xiàn)了全天候發(fā)電，提高了系統(tǒng)供電的連續(xù) 性、穩(wěn)定性和可靠性，能夠在氣候非常惡劣、資源極端短缺的情況下解決電能的供給問題。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步說明。圖l是本發(fā)明的電原理圖；圖2是電磁限速保護裝置控制電路的電原理圖； 圖3是電磁限速保護裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是生物質(zhì)能發(fā)電裝置的充電電壓匹配控制器的電原理圖。圖中各標(biāo)號為1、電磁限速保護裝置殼體，2、風(fēng)力發(fā)電機主軸，3、彈簧，4、摩擦片， 5、減速盤，6、銜鐵，7、銜鐵穿釘，F(xiàn)D、風(fēng)力發(fā)電機，GV、太陽能電池板，B、蓄電池組， Cvt、逆變器，Ctrll、 Ctrl2、 Ctrl3、充電電壓匹配控制器，QG、密閉沼氣罐，QV、沼氣控 制閥，ZD、沼氣發(fā)電機，SP、轉(zhuǎn)速傳感器，Ul、測速儀,U2、單片機，U3、自動開關(guān)恒壓/恒 流控制器，L、儲能線圈，LH、電磁離合器的控制線圈，ZL、三相整流橋，VF、場效應(yīng)管，QD、 驅(qū)動電路，D、續(xù)流二極管，Rl、 R2、分壓電阻，R3、電流檢測電阻，Cl、 C2、電容。
具體實施方式
本發(fā)明包括風(fēng)能發(fā)電部分、太陽能發(fā)電部分、生物質(zhì)能發(fā)電部分、控制/逆變部分、蓄電 池組部分，特點是太陽能發(fā)電部分采用生物光合作用發(fā)電，使電能轉(zhuǎn)換率由單晶硅的15%增 加到23%，大大提高了電能轉(zhuǎn)換率；由于提取葉綠素的成本較低，從而降低了產(chǎn)品價格。在 自然資源惡劣，無風(fēng)無光的情況下，本裝置可以利用生物質(zhì)轉(zhuǎn)換產(chǎn)生沼氣，通過沼氣發(fā)電機 為用戶提供電源。太陽能發(fā)電部分、風(fēng)能發(fā)電部分和生物質(zhì)能發(fā)電部分的輸出端與充電電壓 匹配控制器的輸入端相連，通過充電電壓匹配控制器把各部分產(chǎn)生的電流轉(zhuǎn)變成低壓直流電；充電電壓匹配控制器的輸出端與蓄電池組連接；為了控制發(fā)電機以調(diào)配功率發(fā)電，在直流側(cè) 的逆變器中采用了先進的功率跟蹤技術(shù)(PPT)算法；風(fēng)能和太陽能各自經(jīng)過另外一路充電控制給蓄電池充電。風(fēng)機、太陽能和沼氣發(fā)電機的輸入相互獨立， 一路出現(xiàn)故障時不影響它路的正常工作，保證用電設(shè)備的正常運行；蓄電池組的輸出端與逆變器的輸入端連接，通過逆 變器把蓄電池組中儲存的直流電轉(zhuǎn)變成220V交流電，提供給負(fù)載。該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)純綠色發(fā)電，環(huán)保、無污染，為偏僻區(qū)或救災(zāi)區(qū)的用電器提供電能。它廣泛運用于住宅、辦公、企業(yè)、農(nóng)業(yè)、牧業(yè)、廣告業(yè)、服務(wù)業(yè)、旅游業(yè)、港口、山區(qū)、鐵路、林區(qū)、石油開采、部隊防 哨所、通訊中繼站、公路和鐵路信號站及用電不方便的地區(qū)，特別是在遇到自然災(zāi)害的情況 下能夠在最短時間內(nèi)獲得急需的電能。 原理介紹風(fēng)能發(fā)電部分是利用風(fēng)力機將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機械能，然后通過風(fēng)力發(fā)電機轉(zhuǎn)換為電能，再 通過控制器對蓄電池充電，經(jīng)過逆變器對負(fù)載供電。現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電設(shè)備在電機限速保護上大都采用機械限速和液壓控制技術(shù)，但在實踐中， 由于風(fēng)速和風(fēng)向變化過于復(fù)雜，且自然環(huán)境惡劣，小型風(fēng)力發(fā)電機的動態(tài)支撐部件不可避免 的會引起振動和部件損壞，從而殃及機組。本裝置在設(shè)計時運用電磁限速保護，當(dāng)風(fēng)力機處 于"過功率"狀態(tài)時給發(fā)電機加一個反向磁阻力矩，大幅增加發(fā)電機所消耗的功率，使之大 于風(fēng)輪輸出的功率，風(fēng)輪轉(zhuǎn)速下降，風(fēng)輪的葉尖速比減小，從而降低定槳距風(fēng)輪的風(fēng)能利用 率，減小風(fēng)輪吸收的風(fēng)能，繼而減低風(fēng)輪轉(zhuǎn)速。參看圖2、圖3，在風(fēng)力發(fā)電機的主軸上裝設(shè)一轉(zhuǎn)速傳感器SP，此轉(zhuǎn)速傳感器SP的信號 輸出端接測速儀Ul的輸入端in,測速儀Ul的信號輸出端D/A+、 D/A-分別接單片機U2的 CON+、 CON-端，單片機U2的輸出端0UT經(jīng)驅(qū)動電路QD接電磁離合器的控制線圈LH。減速盤 5固定于風(fēng)力發(fā)電機主軸2上，隨風(fēng)力發(fā)電機主軸2 —起旋轉(zhuǎn)。幾根銜鐵穿釘7 —端固定于 電磁限速保護裝置殼體1上，另一端穿入銜鐵6內(nèi)，它們與風(fēng)力發(fā)電機主軸2平行。銜鐵6 與風(fēng)力發(fā)電機主軸2同軸，它可沿風(fēng)力發(fā)電機主軸2和銜鐵穿釘7滑動，但由于受到銜鐵穿 釘7的限制不能相對于電磁限速保護裝置殼體1發(fā)生轉(zhuǎn)動。摩擦片4固定于銜鐵6上，可隨 銜鐵6沿風(fēng)力發(fā)電機主軸2滑動。正常情況下，單片機輸出離合器吸合信號，該信號經(jīng)驅(qū)動 電路QD放大后加到離合器控制線圈LH的兩端，使銜鐵6在磁力作用下，克服彈簧3的推力 沿銜鐵穿釘7滑動，帶動摩擦片4與減速盤5分離，風(fēng)力發(fā)電機主軸2可以自由轉(zhuǎn)動。當(dāng)風(fēng) 力機處于大風(fēng)狀態(tài)時，測速儀U1所采集主軸轉(zhuǎn)速大于系統(tǒng)設(shè)定轉(zhuǎn)速，把這一信號輸入單片機 U2，單片機U2經(jīng)過系統(tǒng)分析，輸出離合器斷開信號，離合器控制線圈LH斷電，銜鐵6在彈 簧3的推力作用下沿銜鐵穿釘7滑動，推動摩擦片4與減速盤接觸，摩擦片4通過減速盤5 給風(fēng)力發(fā)電機的主軸施加一個阻力矩，從而使風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速開始下降。由于阻力矩的持續(xù)作用， 風(fēng)輪轉(zhuǎn)速被限定在某一個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，防止了風(fēng)輪飛車而損壞風(fēng)力發(fā)電機組。風(fēng)力發(fā)電機的 限速保護控制系統(tǒng)，是通過對風(fēng)力發(fā)電機的主軸轉(zhuǎn)速進行適時監(jiān)控來控制發(fā)電機的阻力矩的， 可以根據(jù)不同風(fēng)況和蓄電池組的不同狀況對風(fēng)力發(fā)電機的風(fēng)輪轉(zhuǎn)速進行適時控制。由于電磁 控制的響應(yīng)速度快，可靠性高，保證了整個控制系統(tǒng)的高可靠性。這一限速保護理念的優(yōu)點在于舍棄了機械限速結(jié)構(gòu)，僅保留了風(fēng)力發(fā)電機兩個必須的運 動部件，排除了機械限速機構(gòu)的機械故障隱患，從根本上解決了小型風(fēng)力發(fā)電機長期安全可 靠運行的問題。而且，不受機械限速結(jié)構(gòu)的限速，風(fēng)力發(fā)電機組的造型可以做得更美觀，更 多樣化。風(fēng)力發(fā)電機尾部裝有風(fēng)力轉(zhuǎn)速傳感器SP，可以感應(yīng)各方向風(fēng)力的大小，通過分析計算，利用單片機控制旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，使風(fēng)輪始終處于風(fēng)力最大的方向。風(fēng)輪的設(shè)計采用可調(diào)節(jié)式，根 據(jù)風(fēng)向的不同可以適當(dāng)調(diào)節(jié)葉尖角。風(fēng)力發(fā)電機一般為水平軸、上風(fēng)向、三葉片布置。風(fēng)力發(fā)電機輸出功率式中p為空氣密度；R為風(fēng)輪半徑；V為風(fēng)速；C，為風(fēng)能利用系數(shù)，最大值為0. 593。光伏發(fā)電部分利用太陽能電池板的光伏效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)化為電能，然后對蓄電池充電，通 過逆變器將直流電轉(zhuǎn)化為交流電對負(fù)載進行供電。理想的PN結(jié)太陽電池I - V方程Is = isr〖o(jì) W:rKT - 1》式中！s、 ％為光伏電池的輸出電流和輸出電壓；lse、 ^為光伏電池的短路電流和PN結(jié)反向 飽和電流；K為波爾茲曼常數(shù)，K = 1,38*雄^]:，， T為溫度；q為電子電荷量，q = L6*10-"C本發(fā)電裝置的太陽能發(fā)電部分采用太陽能生物電池板，利用生物光合作用發(fā)電，通過控 制器將低壓直流電濾波升壓，然后存儲到蓄電池組中。實驗研究中發(fā)現(xiàn)，在光合作用系統(tǒng)中，能量以波動方式同時沿著所有的路徑移動。這種 量子效應(yīng)保證能量將通過效率最高的路徑傳送，可以瞬時抵達目的地。把這一過程納入太陽 能設(shè)備的設(shè)計中，大大提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。生物太陽能電池板的表面設(shè)計成金字塔型的組織結(jié)構(gòu)，加入抗反射層以減少光的反射。 當(dāng)光照射到太陽能電池表面上時，光通過以碘為主的電解質(zhì)發(fā)生散射而達染色層，染色層捕 獲光子，光子把染色層里的電子推入最下一層——二氧化鈦半導(dǎo)體薄膜。這個厚度只有io 微米而又透明的薄膜能捕獲電荷，把電子送入二氧化錫導(dǎo)體層。這一層位于光反射板上。二 氧化錫層指揮電子工作產(chǎn)生電流。在太陽能發(fā)電部分結(jié)構(gòu)設(shè)計上，考慮到太陽東升西落的特點，在電池板上裝了光強度感 應(yīng)器，通過感應(yīng)器來控制轉(zhuǎn)動機構(gòu)旋轉(zhuǎn)，使生物太陽能電池板始終與太陽光光線方向垂直， 從而使光照面積最大。目前利用生物質(zhì)能發(fā)電的技術(shù)有直接燃燒、物化轉(zhuǎn)換、生化轉(zhuǎn)換、提煉植物油等技術(shù)。 通過分析各技術(shù)的優(yōu)缺點，設(shè)計該裝置時采用了生化轉(zhuǎn)換法，主要以厭氧消化和特種酶技術(shù) 為主。沼氣發(fā)酵是有機物質(zhì)(為碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)等)在一定溫度、濕度、酸堿度 和厭氧條件下，經(jīng)過沼氣菌群發(fā)酵(消化)，生成沼氣。把產(chǎn)生的沼氣送入沼氣壓力調(diào)節(jié)裝置 中，通過沼氣發(fā)電機產(chǎn)生交流電，并經(jīng)過控制器把產(chǎn)生的電流轉(zhuǎn)換成直流電儲存在蓄電池組中。蓄電池在系統(tǒng)中同時起到能量調(diào)節(jié)和平衡負(fù)載兩大作用。它將風(fēng)力發(fā)電機和太陽能電池 以及生物質(zhì)能發(fā)電機輸出的電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來，以供電能不足時使用。在常用的蓄 電池中，主要有鉛酸蓄電池、堿性鎳蓄電池和鐵鎳蓄電池。在設(shè)計時選用了儲能專用蓄電池， 蓄電池極板采用低銻耐腐合金，嚴(yán)格控制合金元素配比，并采用超級厚極板(極板厚度為 3.5mm)，提高極板抗腐蝕能力，延長了蓄電池的使用壽命。由于采用特殊多元合金，提高負(fù) 極析氫過電位，控制負(fù)極析氫速度，水損耗小，正常使用半年以上才需要補加蒸餾水。采用 超厚極板和特殊極板配方，提高了蓄電池的耐過充電能力，使用壽命可達到5年。在對蓄電池進行充放電這個環(huán)節(jié)中我們采用先進的雙標(biāo)三階段充電原理，采用雙蓄電池 結(jié)構(gòu)，大大提高了蓄電池的壽命。第一階段大電流灌充階段。由電壓采樣電路獲取蓄電池的電壓狀況，當(dāng)電壓小于標(biāo)準(zhǔn) 開路電壓(Voc)時，太陽能電源、風(fēng)力發(fā)電機以其所能提供的最大電流對蓄電池充電(最大電 流對不同功率的系統(tǒng)取值不同，可按C/5充電率取值,C為蓄電池容量)，由于太陽能電池和 風(fēng)力發(fā)電機的電流與天氣狀況有關(guān)，所以大電流的取值將在一定范圍之內(nèi)。保持大電流充電 至Voc后，進入第二階段。第一階段的充電程度可達70% 90%。第二階段過電壓恒充階段。以恒定的過標(biāo)準(zhǔn)電壓(Voc)充電，直到充電電流降至Ioct 進入第三階段。第二階段的充電程度近100%。第三階段浮充階段。以恒定精確的浮充電壓Vf進行浮充。蓄電池充滿后，以浮充方 式維持電壓。浮充電壓的選擇對蓄電池的壽命尤為重要，即使5%的誤差也將使得蓄電池的 壽命縮短一半。參看圖4，沼氣發(fā)電機的充電電壓匹配控制器的工作過程沼氣發(fā)電機通過沼氣發(fā)出來的交流電要儲存到蓄電池組中，而蓄電池組要求輸入恒定的 直流電壓。在多能源聯(lián)合發(fā)電裝置中，生物質(zhì)能發(fā)電電壓匹配控制器利用橋式整流電路將發(fā)電機發(fā)出的交流電轉(zhuǎn)換成直流電，然后采用目前最流行的自動開關(guān)恒壓/恒流控制器TSM108 單片IC，將轉(zhuǎn)換得到的不穩(wěn)定直流電進行穩(wěn)壓。該控制器可對輸出線路進行電壓測量，并可 對開關(guān)頻率、過電壓鎖定和欠電壓鎖定進行調(diào)節(jié)，因此可在生物質(zhì)能發(fā)電中將經(jīng)轉(zhuǎn)換后的交 流電穩(wěn)定的輸入到蓄電池組中。充電電壓匹配控制器的具體工作原理是將沼氣發(fā)電機經(jīng)橋式整流后輸出的不穩(wěn)定直流電壓，通過Rl和R2組成的電阻分壓器分壓后，加到TSM108的VCTRL腳，并與IC內(nèi)部2. 52V的精密電壓參考相比較；而變換器的輸出電流則通過電流檢測電阻R3檢測后分別加到IC的 ICTRL腳和VS腳，以通過R3的電壓降與IC內(nèi)部200raV的低值參考電壓相比較。兩個在IC 內(nèi)部放大的誤差信號在器件內(nèi)部進行"或"運算后可為P麗產(chǎn)生器(內(nèi)置)提供一個參考信 號，以設(shè)定IC外部場效應(yīng)管的開關(guān)占空因數(shù)。PWM產(chǎn)生器由鋸齒波振蕩器和比較器組成，P麗 占空比的變化范圍為0 95%。振蕩器頻率可由OSC腳與地之間的定時電容來設(shè)定，該電容可 以取220pF，從而使振蕩器頻率在100kHz左右。P麗信號可直接控制IC輸出，以驅(qū)動IC腳 GD外部的場效應(yīng)管。這樣TSM108內(nèi)部的兩個運算放大器就實現(xiàn)了對整流電壓的精密調(diào)節(jié)， 從而穩(wěn)定了輸出電壓。本發(fā)明中的逆變器功能主要是把蓄電池組中的恒壓直流電轉(zhuǎn)換成交流電，供負(fù)載使用； 另外，還可以在電路中增加控制功能，如控制光電控制器、風(fēng)電控制器、生電控制器的轉(zhuǎn)換 效率，通過合理配置，進行蓄電池組充電的優(yōu)化設(shè)計、以及防止蓄電池過充電及過放電、短 路、過載、泄荷和自動恢復(fù)的保護功能，等等。控制電路可以控制其余三個分控制器，根據(jù) 當(dāng)?shù)氐淖匀毁Y源條件和用戶的需求對風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能發(fā)電進行調(diào)解，以優(yōu)化資源配 置，降低使用成本。系統(tǒng)控制器利用DSP芯片進行控制。多能源聯(lián)合發(fā)電裝置的設(shè)計采用的電路設(shè)計和器件，使逆變器的保護速度提高到微秒 級，提高了保護功能的可靠性。通過DC-AC高頻斬波器(頻率20-30KHZ)，將輸入逆變器的不可控直流低電壓變流為可控 的直流高電壓，然后再通過DC-AC變換橋電路，實現(xiàn)50HZ方波或正弦波交流輸出，取消了工 頻輸出變壓器。由于變流方式的改變，使逆變器實現(xiàn)了小型化、高頻化，提高了技術(shù)指標(biāo)、 降低了成本。采用1GBT， VDMOS器件和非晶-微晶合金材料制作斬波升壓線圈的磁芯。由于采用了二步逆變法，所以輸入電壓適用范圍被大幅度展寬，逆變器的超壓均能在額 定值100%以上。配有泄荷器的逆變器，可承受風(fēng)力機的懸浮電壓和光伏電池的開路電壓，當(dāng) 電能足夠時，可脫離蓄電池組，直接實現(xiàn)變流轉(zhuǎn)換，并向用電器正常穩(wěn)定供電，解決了風(fēng)力 發(fā)電機對逆變器的要求。該逆變器提高了感性負(fù)載的啟動與運行能力，改善了感性負(fù)載的運 行狀態(tài)，使逆變器的安全使用壽命達到10年。
權(quán)利要求
1、一種多能源聯(lián)合發(fā)電裝置，其特征是，它由風(fēng)力發(fā)電機(FD)、太陽能電池板(GV)、生物質(zhì)能發(fā)電裝置、蓄電池組(B)以及逆變器(Cvt)組成，所述風(fēng)力發(fā)電機(FD)、太陽能電池板(GV)和生物質(zhì)能發(fā)電裝置的輸出端分別經(jīng)一個充電電壓匹配控制器接蓄電池組(B)的兩端，所述逆變器(Cvt)的輸入端接蓄電池組(B)，輸出端接負(fù)載。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述多能源聯(lián)合發(fā)電裝置，其特征是，在所述風(fēng)力發(fā)電機(FD)上設(shè) 置電磁限速保護裝置，所述電磁限速保護裝置由減速盤(5)、摩擦片(4)、電磁離合器及控 制電路組成，所述減速盤(5)同軸固定于風(fēng)力發(fā)電機(FD)的主軸(2)上，所述摩擦片(4) 是減速盤(5)的制動元件，與電磁離合器的銜鐵(6)固定。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述多能源聯(lián)合發(fā)電裝置，其特征是，所述電磁限速保護裝置的 控制電路由依次連接的轉(zhuǎn)速傳感器(SP)、測速儀(Ul)和單片機(U2)組成，所述轉(zhuǎn)速傳感 器(SP)裝于風(fēng)力發(fā)電機(FD)的主軸(2)上，所述單片機(U2)的控制輸出端經(jīng)驅(qū)動電路(QD)接電磁離合器的控制線圈(LH)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述多能源聯(lián)合發(fā)電裝置，其特征是，所述生物質(zhì)能發(fā)電裝置由依次 連接的密閉沼氣罐(QG)、沼氣控制閥(QV)和沼氣發(fā)電機(ZD)組成，沼氣發(fā)電機的輸出端 經(jīng)一個充電電壓匹配控制器接蓄電池組(B)的兩端。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述多能源聯(lián)合發(fā)電裝置，其特征是，所述生物質(zhì)能發(fā)電裝置的充電 電壓匹配控制器由三相整流橋(ZL)、場效應(yīng)管(VF)、儲能線圈(L)和自動開關(guān)恒壓/恒流 控制器(U3)組成，所述三相整流橋(ZL)的輸入端接生物質(zhì)能發(fā)電裝置的輸出端，輸出端 依次經(jīng)場效應(yīng)管(VF)和儲能線圈(L)接蓄電池組(B)，所述自動開關(guān)恒壓/恒流控制器(U3) 采用TSM108，其VS、 ICTRL端接三相整流橋(ZL)輸出回路的電流采樣電阻(R3)， VCTRL 端接三相整流橋(ZL)輸出端的采樣分壓電阻的輸出信號，GD端的輸出信號接場效應(yīng)管(VF)的柵極，在場效應(yīng)管(VF)和儲能線圈(L)之間還接有續(xù)流二極管(D)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述多能源聯(lián)合發(fā)電裝置，其特征是，所述太陽能電池板(GV)采用太陽能生物電池板。
全文摘要
一種多能源聯(lián)合發(fā)電裝置，屬發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，用于解決綠色持續(xù)穩(wěn)定供電問題。其技術(shù)方案是它由風(fēng)力發(fā)電機、太陽能電池板、生物質(zhì)能發(fā)電裝置、蓄電池組以及逆變器組成，所述風(fēng)力發(fā)電機、太陽能電池板和生物質(zhì)能發(fā)電裝置的輸出端分別經(jīng)一個充電電壓匹配控制器接蓄電池組的兩端，所述逆變器的輸入端接蓄電池組，輸出端接負(fù)載。本發(fā)明不僅可節(jié)省煤炭、石油和天然氣等傳統(tǒng)能源，而且實現(xiàn)了全天候發(fā)電，提高了系統(tǒng)供電的連續(xù)性、穩(wěn)定性和可靠性，能夠在氣候非常惡劣、資源極端短缺的情況下解決電能的供給問題。
文檔編號F03D9/00GK101328861SQ200810055508
公開日2008年12月24日 申請日期2008年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月31日
發(fā)明者劉翠佳, 戴慶輝 申請人:華北電力大學(xué)(保定)