專利名稱：一種風(fēng)力發(fā)電蓄能系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種動(dòng)力能源領(lǐng)域的能量綜合利用系統(tǒng)，具體地說(shuō)是一種集 風(fēng)力發(fā)電與蓄能于一體的風(fēng)力發(fā)電裝置。
(二)
背景技術(shù)：
風(fēng)是地球上的一種自然現(xiàn)象，它是由太陽(yáng)輻射熱引起的。風(fēng)能是太陽(yáng)能的一 種轉(zhuǎn)換形式，是一種重要的自然能源。太陽(yáng)照射到地球表面，地球表面各處受熱 不同，產(chǎn)生溫差，從而引起大氣的對(duì)流運(yùn)動(dòng)形成風(fēng)。據(jù)估計(jì)到達(dá)地球的太陽(yáng)能中 雖然只有大約2%轉(zhuǎn)化為風(fēng)能，但其總量仍是十分可觀的。地球上儲(chǔ)藏的可燃性燃
料資源是有限的，是不能再生的，因此總有一天會(huì)耗盡。由于礦物燃料的燃燒污 染大氣，它所排放的二氧化碳越積越多，導(dǎo)致全球氣候變暖。它的儲(chǔ)藏量和供應(yīng) 量下降，也勢(shì)必枯竭。加上受到能源供應(yīng)和環(huán)境保護(hù)的雙重壓力，人們開始認(rèn)識(shí) 風(fēng)電，發(fā)展風(fēng)電。
風(fēng)力發(fā)電的原理，是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再通過(guò)增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速 度提升，來(lái)促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。依據(jù)目前的風(fēng)車技術(shù)，大約是每秒三米的微風(fēng)速度 便可以開始發(fā)電。小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)效率很高，但它不是只由一個(gè)發(fā)電機(jī)機(jī)頭組
成的，而是一個(gè)有一定科技含量的小系統(tǒng):風(fēng)力發(fā)電機(jī)+充電器+數(shù)字逆變器。風(fēng) 力發(fā)電機(jī)由機(jī)頭、轉(zhuǎn)體、尾翼、葉片組成。每一部分都很重要，各部分功能為 葉片用來(lái)接受風(fēng)力并通過(guò)機(jī)頭轉(zhuǎn)為電能。尾翼使葉片始終對(duì)著來(lái)風(fēng)的方向從而獲 得最大的風(fēng)能。轉(zhuǎn)體能使機(jī)頭靈活地轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)尾翼調(diào)整方向的功能。機(jī)頭的轉(zhuǎn) 子是永磁體，定子繞組切割磁力線產(chǎn)生電能。葉片被風(fēng)吹動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，但風(fēng)力發(fā)電 機(jī)因風(fēng)量和風(fēng)速不穩(wěn)定，故其輸出的電壓很低，因此用一個(gè)變速裝置將風(fēng)葉的速 度進(jìn)行變換，以使電機(jī)能發(fā)出一定量的電，因交流電無(wú)法儲(chǔ)存，必須經(jīng)過(guò)整流器 將其變成直流充入電池，但電池的端電壓有一個(gè)固定范圍，不可超過(guò)，尚需經(jīng) DC/DC變換器將該直流充電電壓整定在電池的規(guī)定范圍，如果要使用交流電，還 要在負(fù)載前面加一個(gè)DC/AC變換器。
(三) 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種能有效地利用自然界的風(fēng)力資源進(jìn)行發(fā)電，實(shí)現(xiàn) 對(duì)這些能量進(jìn)行合理的利用，提高能量的利用效率的一種風(fēng)力發(fā)電蓄能系統(tǒng)。 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的
其組成包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、蓄電池、供電控制器、充電控制器、整流器、DC/DC 變換器、DC/AC變換器和控制開關(guān)；風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和整流器相連接；整流器有兩 個(gè)輸出接口， 一個(gè)接在DC/DC變換器的輸入端口，另一個(gè)接在充電控制器的輸入 端口；充電控制器包括一個(gè)信號(hào)接入端口和一個(gè)開關(guān)裝置，幵關(guān)裝置由接收到的 信號(hào)控制；供電控制器有兩個(gè)信號(hào)輸出端口， 一個(gè)電輸入接口， 一個(gè)電輸出接口； 供電控制器的信號(hào)輸出端口一個(gè)接在充電控制器的信號(hào)接入端口，一個(gè)接在蓄電 池后面的控制開關(guān)。
本發(fā)明還可以包括
1、 在負(fù)載前加一個(gè)DC/AC直流變交流變換器。
2、 所述的蓄電池為鈉硫電池。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組工作在暴露的自然環(huán)境下，風(fēng)力的大小隨天氣情況而變化，存 在著很多的不確定因素，因此，當(dāng)風(fēng)力大小不適合發(fā)電時(shí)要在發(fā)電機(jī)前面加個(gè)變 速器使風(fēng)力大小適合發(fā)電。由于發(fā)電機(jī)組的工作條件隨機(jī)變動(dòng)很大，發(fā)出的電力 大小也很不穩(wěn)定，為了更好的利用這些電，要在發(fā)電機(jī)后面安裝一個(gè)整流器，將 交流電變?yōu)橹绷麟?，為了在低?fù)載或者空載時(shí)給電池充電，由于電池的充電電壓 有一定的限制，因此必須加一個(gè)DC/DC變換器，把整流器產(chǎn)生的直流電壓控制在 蓄電池充電電壓范圍內(nèi)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)由整流器出來(lái)的直流電由供電控制器來(lái)控 制。
本發(fā)明是關(guān)于一種動(dòng)力能源領(lǐng)域的能量綜合利用系統(tǒng)，是一種由風(fēng)力發(fā)電機(jī) 組、充電控制器、蓄電系統(tǒng)、整流器、DC/DC變換器、供電控制器組成的，用供 電控制器對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的電里資源進(jìn)行有效的調(diào)控分配，從而達(dá)到合理利 用風(fēng)力資源的目的。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組利用風(fēng)力帶動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，葉輪帶動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)行 發(fā)電，產(chǎn)生的電力資源通過(guò)整流器整流后加以運(yùn)用。運(yùn)用方式如下當(dāng)工作負(fù)載 處于低消耗狀態(tài)時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)直接給負(fù)載供電，同時(shí)可給蓄電池充電；當(dāng)工作 負(fù)載處于高消耗狀態(tài)時(shí)，可用風(fēng)電機(jī)和蓄電池共同來(lái)滿足負(fù)載的要求進(jìn)行供電； 當(dāng)無(wú)風(fēng)或者風(fēng)很微弱時(shí)可以啟用蓄電池給負(fù)載供電，無(wú)負(fù)載時(shí)風(fēng)電機(jī)給蓄電池供 電以備用。(四)


圖1是直流電供電方案示意圖2是交流電供電方案示意圖3是供電控制器和充電控制器以及控制開關(guān)的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述
結(jié)合圖l，本發(fā)明的第一種實(shí)施方式的組成包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、蓄電池、供 電控制器、充電控制器、整流器、DC/DC變換器、DC/AC變換器和控制開關(guān)；風(fēng) 力發(fā)電機(jī)組和整流器相連接；整流器有兩個(gè)輸出接口， 一個(gè)接在DC/DC變換器的 輸入端口，另一個(gè)接在充電控制器的輸入端口；充電控制器包括一個(gè)信號(hào)接入端 口和一個(gè)開關(guān)裝置，開關(guān)裝置由接收到的信號(hào)控制；供電控制器有兩個(gè)信號(hào)輸出 端口， 一個(gè)電輸入接口， 一個(gè)電輸出接口；供電控制器的信號(hào)輸出端口一個(gè)接在 充電控制器的信號(hào)接入端口， 一個(gè)接在蓄電池后面的控制開關(guān)。
結(jié)合圖2，本發(fā)明的第二種實(shí)施方式是在第一種實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，在負(fù)載 前加一個(gè)DC/AC直流變交流變換器。
上數(shù)兩實(shí)施方式中的，蓄電池為高效儲(chǔ)能蓄電池，可為鈉硫電池。 圖3給出了供電控制器和充電控制器以及控制開關(guān)的連接結(jié)構(gòu)。其中1 為供電控制器；2為充電控制器；3為控制開關(guān)；A， B是供電控制器信號(hào)輸出端 口； C是供電控制器電輸入接口； D是電輸出接口； E、 F分別是充電控制器和控 制開關(guān)信號(hào)輸入接口； G、 H是電輸入接口， I、 J是電輸出接口。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片在風(fēng)力的吹動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，為了將發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度調(diào)整到適 合發(fā)電，在發(fā)電機(jī)前面加一變速器，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的不穩(wěn)定的交流電經(jīng)過(guò)整流器后 變?yōu)橹绷麟?，?dāng)工作負(fù)載處于低消耗狀態(tài)或者空載時(shí)，供電控制器l通過(guò)其內(nèi)部 的檢測(cè)裝置將檢測(cè)的結(jié)果通過(guò)端口 A送達(dá)充電控制器的信號(hào)輸入端口 E，充電控 制器2將電路接通，通過(guò)后面的DC/DC變換器將電壓調(diào)整到蓄電池允許的充電電 壓范圍內(nèi)開始給蓄電池充電；當(dāng)工作負(fù)載處于高負(fù)載或者風(fēng)電機(jī)停止工作時(shí)，供 電控制器通過(guò)其內(nèi)部的檢測(cè)裝置將檢測(cè)的結(jié)果通過(guò)端口 A送達(dá)充電控制器2，充 電控制器將充電電路關(guān)閉，同時(shí)供電控制器1將檢測(cè)結(jié)果通過(guò)端口 B送達(dá)控制開 關(guān)3的信號(hào)輸入端口F，控制開關(guān)3將蓄電池供電電路接通開始給負(fù)載供電。另 外如果負(fù)載需要使用交流電，要在負(fù)載前加一個(gè)DC/AC直流變交流變換器。
權(quán)利要求
1、一種風(fēng)力發(fā)電蓄能系統(tǒng)，其組成包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、蓄電池、供電控制器、充電控制器、整流器、DC/DC變換器、DC/AC變換器和控制開關(guān)；其特征是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和整流器相連接；整流器有兩個(gè)輸出接口，一個(gè)接在DC/DC變換器的輸入端口，另一個(gè)接在充電控制器的輸入端口；充電控制器包括一個(gè)信號(hào)接入端口和一個(gè)開關(guān)裝置，開關(guān)裝置由接收到的信號(hào)控制；供電控制器有兩個(gè)信號(hào)輸出端口，一個(gè)電輸入接口，一個(gè)電輸出接口；供電控制器的信號(hào)輸出端口一個(gè)接在充電控制器的信號(hào)接入端口，一個(gè)接在蓄電池后面的控制開關(guān)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種風(fēng)力發(fā)電蓄能系統(tǒng)，其特征是在負(fù)載前加 一個(gè)DC/AC直流變交流變換器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種風(fēng)力發(fā)電蓄能系統(tǒng)，其特征是所述的蓄電池為鈉硫電池。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種風(fēng)力發(fā)電蓄能系統(tǒng)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和整流器相連接；整流器有兩個(gè)輸出接口，一個(gè)接在DC/DC變換器的輸入端口，另一個(gè)接在充電控制器的輸入端口；充電控制器包括一個(gè)信號(hào)接入端口和一個(gè)開關(guān)裝置，開關(guān)裝置由接收到的信號(hào)控制；供電控制器有兩個(gè)信號(hào)輸出端口，一個(gè)電輸入接口，一個(gè)電輸出接口；供電控制器的信號(hào)輸出端口一個(gè)接在充電控制器的信號(hào)接入端口，一個(gè)接在蓄電池后面的控制開關(guān)。本發(fā)明用供電控制器對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的電里資源進(jìn)行有效的調(diào)控分配，從而達(dá)到合理利用風(fēng)力資源的目的。
文檔編號(hào)H02J7/32GK101609998SQ20091007252
公開日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2009年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月17日
發(fā)明者周春良, 潘賢德, 鄭洪濤 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)