專利名稱：風光機綜合輔助能源供給系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種輔助能源供給系統(tǒng)，尤其涉及一種綜合利用風力、太陽能、柴油發(fā) 電機等的綜合輔助能源供給系統(tǒng)。
背景技術：
在如船舶那樣具有主能源供給系統(tǒng)和輔助能源供給系統(tǒng)的設備上，主能源系統(tǒng)提 供船舶等設備運轉、航行的動力，而輔助能源供給系統(tǒng)也是重要的能源供給系統(tǒng)，其主要用 于提供輪船等設備的照明、驅(qū)動水泵以及各種船載儀器的電能供給。比如在船舶上，目前一 般采用柴油發(fā)電機加蓄電池的供電方式。采用此方式，當船舶停止航行時，要完全依賴蓄電 池供電。若蓄電池電能消耗完畢則必須重新啟動發(fā)動機對蓄電池進行充電，這導致船舶的 油耗增加。隨著太陽能技術以及風力發(fā)電機技術的發(fā)展，目前對于太陽能發(fā)電技術以及風力 發(fā)電技術的研究已經(jīng)相當成熟，并已經(jīng)能夠單獨利用太陽能發(fā)電或風力發(fā)電進行低成本的 電力供應。由于海洋、湖泊、河流上的太陽能和風力資源豐富，若能在船舶等設備上應用太 陽能發(fā)電技術或風力發(fā)電技術，以太陽能和風力來提供輔助能源，則可以減少傳統(tǒng)發(fā)電方 式的耗油量，實現(xiàn)相當可觀的節(jié)能效益，減少碳排放量。但由于太陽能發(fā)電以及風力發(fā)電 對自然條件的依賴性強，僅采用太陽能發(fā)電或風力發(fā)電很難滿足輔助能源供給可靠性的要 求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠利用太陽能與風能進行輔助能源供給，以減少油耗 和碳排放，同時又能解決太陽能發(fā)電和風力發(fā)電對自然條件的依賴所導致的可靠性問題。為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的風光機綜合輔助能源供給系統(tǒng)包含太陽能電池陣列1、 風力發(fā)電裝置2、柴油發(fā)電機4、蓄電池5、輔助能源管理系統(tǒng)3、逆變系統(tǒng)6、以及直流變壓系 統(tǒng)7。太陽能電池陣列1、風力發(fā)電裝置2、柴油發(fā)電機4、蓄電池5分別連接于輔助能源管 理系統(tǒng)3的相應輸入端，逆變系統(tǒng)6與直流變壓系統(tǒng)7分別與輔助能源管理系統(tǒng)3的輸出 端相連接，分別供給交流負載和直流負載電能。輔助能源管理系統(tǒng)(3)使太陽能電池陣列 (1)、風力發(fā)電裝置(2)和柴油發(fā)電機(4)輸出的電能互相補充，以優(yōu)先利用光能和風能，并 穩(wěn)定供給輔助能源。根據(jù)本發(fā)明，能夠充分利用太陽能、風能等可再生綠色能源進行輔助能源供給，達 到節(jié)能減排目的，并在天氣條件不佳等時候由傳統(tǒng)的柴油發(fā)電機加蓄電池代替太陽能發(fā)電 和風力發(fā)電進行補充供電，這樣能夠大大減少輔助能源供給系統(tǒng)對自然條件的依賴，穩(wěn)定 地提供輔助能源。


圖1為顯示本發(fā)明的實施方式的示意圖。
具體實施例方式以下參照

本發(fā)明的最佳實施方式。以下以船用輔助能源供給系統(tǒng)為例說 明本發(fā)明的最佳實施方式，但是本發(fā)明并不限于船用輔助能源供給系統(tǒng)。圖1為顯示本發(fā)明的風光機綜合輔助能源供給系統(tǒng)的一個實施方式的示意圖。圖1所示的風光機綜合輔助能源供給系統(tǒng)包括太陽能電池陣列1、風力發(fā)電機2、 柴油發(fā)電機4、蓄電池5、輔助能源管理系統(tǒng)3、逆變系統(tǒng)6、以及直流變壓系統(tǒng)7。比如，風力發(fā)電機2為小功率風力發(fā)電機。柴油發(fā)電機4為小型船用柴油發(fā)電機。 蓄電池5為船用蓄電池。逆變系統(tǒng)6將直流電變?yōu)榻涣麟?。圖1中還顯示有船用交流負載8，如節(jié)能燈、水泵等等，以及船用直流負載9，如LED 信號燈、LED照明燈等等。太陽能電池陣列1安裝在船舶頂部等能長期光照的位置，風力發(fā)電機2安裝在船 舶桅桿頂部等較高處，小型船用柴油發(fā)電機4、船用蓄電池5以及輔助能源管理系統(tǒng)3安裝 在船舶的動力倉中。太陽能電池陣列1的輸出電纜以及風力發(fā)電機2的輸出電纜分別接在輔助能源管 理系統(tǒng)3的太陽能電池輸入接口和風力發(fā)電機輸入接口，船用蓄電池5的輸出線接在輔助 能源管理系統(tǒng)3的專用電池接口。逆變系統(tǒng)6與直流變壓系統(tǒng)7的輸入端并聯(lián)，共同接在 輔助能源管理系統(tǒng)3的輸出接口。太陽能電池陣列1輸出的直流電被引入輔助能源管理系 統(tǒng)3，風力發(fā)電機2輸出的交流電通過整流也以直流電的形式引入輔助能源管理系統(tǒng)3。小 型船用柴油發(fā)電機4輸出的交流電通過整流也以直流電的形式引入輔助能源管理系統(tǒng)3。 輔助能源管理系統(tǒng)3將太陽能電池陣列1、風力發(fā)電機2與小型船用柴油發(fā)電機4產(chǎn)生的電 能以直流電形式合流。輔助能源管理系統(tǒng)3的輸出采用直流方式。逆變系統(tǒng)6把輔助能源 管理系統(tǒng)3輸出的直流電轉化為交流電供給船用交流負載8。直流變壓系統(tǒng)7調(diào)節(jié)輔助能 源管理系統(tǒng)3輸出的直流電為所需的電壓，然后供給船用直流負載9。輔助能源管理系統(tǒng)3實時檢測太陽能電池陣列1和風力發(fā)電機2的輸出功率，以 及直流變壓系統(tǒng)7和逆變系統(tǒng)6的輸出功率，確定太陽能電池陣列1和風力發(fā)電機2的發(fā) 電功率，以及船用輔助用電消耗功率，并根據(jù)檢測結果進行能源的統(tǒng)一調(diào)配，以充分利用太 陽能、風能等可再生綠色能源進行船舶輔助能源供給。具體講，當太陽能電池陣列1和風力 發(fā)電機2的總發(fā)電功率大于船用輔助用電消耗功率時，輔助能源管理系統(tǒng)3將多余的直流 電能用來對船用蓄電池5進行充電。當太陽能電池陣列1和風力發(fā)電機2的總發(fā)電功率小 于船舶輔助用電消耗功率時，輔助能源管理系統(tǒng)3控制船用蓄電池5由充電狀態(tài)轉化為放 電狀態(tài)，以補充供給船舶輔助能源，同時檢測船用蓄電池5的電量。若蓄電池5的電量低于 警戒線時，輔助能源管理系統(tǒng)3自動啟動船用柴油發(fā)電機4，并顯示報警信息，以提醒船舶 輪機人員。這樣可以保證船舶輔助能源供給的可靠性。如上所述，在本發(fā)明的風光機綜合輔助能源供給系統(tǒng)中，太陽能電池陣列1、風力 發(fā)電機2、柴油發(fā)電機4的輸出電能由輔助能源管理系統(tǒng)3進行直流合流，輔助能源管理系 統(tǒng)3根據(jù)太陽能電池陣列1和風力發(fā)電機2所產(chǎn)生的電能與船舶的實際輔助能源消耗情況 進行船用蓄電池5的充放電管理，和太陽能電池陣列1和風力發(fā)電機2與柴油發(fā)電機4的 切換。這樣，能夠最大限度地利用海面、湖面、河面上的光能、風能這種可循環(huán)的綠色能源，減少燃油消耗和碳排放。同時在長期無風無光的惡劣發(fā)電條件下，采用小型柴油發(fā)電機進 行能源補充，以保證船舶航行過程中輔助能源供給的可靠性。另外，由于本發(fā)明中配置有太陽能電池陣列1和風力發(fā)電機2來提供主要的輔助 能源，柴油發(fā)電機4可使用小型柴油發(fā)電機，與以往僅以柴油發(fā)電機提供輔助能源的方式 相比，可以減小柴油發(fā)電機的體積，節(jié)省船舶中動力裝置占用的空間。以上以船用輔助能源供給系統(tǒng)為例說明了本發(fā)明的最佳實施方式，但是本發(fā)明并 不限于船用輔助能源供給系統(tǒng)。根據(jù)實際情況通過優(yōu)化配置，本發(fā)明還可以應用于燈塔、哨 所等遠離供電網(wǎng)絡的偏遠地區(qū)。
權利要求
一種風光機綜合輔助能源供給系統(tǒng)，其特征為，包含太陽能電池陣列(1)、風力發(fā)電裝置(2)、柴油發(fā)電機(4)、蓄電池(5)、輔助能源管理系統(tǒng)(3)、將直流電變?yōu)榻涣麟姷哪孀兿到y(tǒng)(6)、以及直流變壓系統(tǒng)(7)，其中，所述太陽能電池陣列(1)、所述風力發(fā)電裝置(2)、所述柴油發(fā)電機(4)、所述蓄電池(5)分別連接于所述輔助能源管理系統(tǒng)(3)的相應輸入端，所述逆變系統(tǒng)(6)與所述直流變壓系統(tǒng)(7)與所述輔助能源管理系統(tǒng)(3)的輸出端相連接，分別供給交流負載和直流負載電能，所述輔助能源管理系統(tǒng)(3)使所述太陽能電池陣列(1)、所述風力發(fā)電裝置(2)和所述柴油發(fā)電機(4)輸出的電能互相補充，以優(yōu)先利用光能和風能，并穩(wěn)定供給輔助能源。
2.根據(jù)權利要求1所述的風光機綜合輔助能源供給系統(tǒng)，其特征為，所述輔助能源管 理系統(tǒng)⑶將所述太陽能電池陣列(1)、所述風力發(fā)電裝置⑵與所述柴油發(fā)電機⑷所產(chǎn) 生的電能以直流電形式合流，然后輸出直流電，供給用電負載。
3.根據(jù)權利要求2所述的風光機綜合輔助能源供給系統(tǒng)，其特征為，所述輔助能源管理系統(tǒng)(3)輸出的直流電經(jīng)變壓后供給所述直流負載； 所述逆變系統(tǒng)(6)將所述輔助能源管理系統(tǒng)(3)輸出的直流電變換為交流電，供給所 述交流負載。
4.根據(jù)權利要求1所述的風光機綜合輔助能源供給系統(tǒng)，其特征為，當所述太陽能電池陣列(1)和所述風力發(fā)電裝置(2)的總發(fā)電功率大于輔助用電消耗 功率時，所述輔助能源管理系統(tǒng)(3)將多余的直流電能用來對所屬蓄電池(5)進行充電。
5.根據(jù)權利要求1所述的風光機綜合輔助能源供給系統(tǒng)，其特征為，當所述太陽能電池陣列⑴和所述風力發(fā)電裝置⑵的總發(fā)電功率小于輔助用電消耗 功率時，所述輔助能源管理系統(tǒng)(3)控制所述蓄電池(5)由充電狀態(tài)轉化為放電狀態(tài)，以補 充供給輔助能源。
6.根據(jù)權利要求5所述的風光機綜合輔助能源供給系統(tǒng)，其特征為，所述輔助能源管理系統(tǒng)(3)檢測所述蓄電池(5)的電量，當所述蓄電池(5)的電量低 于警戒線時，所述輔助能源管理系統(tǒng)(3)啟動所述柴油發(fā)電機(4)，并顯示報警信息。
7.根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的風光機綜合輔助能源供給系統(tǒng)，其特征為，該風 光機綜合輔助能源供給系統(tǒng)是用做船舶的輔助能源供給系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種風光機綜合輔助能源供給系統(tǒng)，包括太陽能電池陣列(1)、風力發(fā)電裝置(2)、柴油發(fā)電機(4)、蓄電池(5)、輔助能源管理系統(tǒng)(3)、將直流電變?yōu)榻涣麟姷哪孀兿到y(tǒng)(6)、以及直流變壓系統(tǒng)(7)。輔助能源管理系統(tǒng)(3)使太陽能電池陣列(1)、風力發(fā)電裝置(2)與柴油發(fā)電機(4)輸出的電能互相補充，以優(yōu)先利用光能和風能，并穩(wěn)定供給輔助能源。這樣，能夠最大限度利用光能、風能這種可循環(huán)的綠色能源，減少燃油消耗和碳排放，同時，在無風無光的惡劣發(fā)電條件下，又可采用柴油發(fā)電機進行能源補充，保證輔助能源供給的可靠性。
文檔編號H02J7/00GK101938225SQ20091024667
公開日2011年1月5日 申請日期2009年12月1日 優(yōu)先權日2009年12月1日
發(fā)明者邵威, 邵漢琦 申請人:邵漢琦