沼光互補一體化智能發電裝置的製作方法
2023-06-15 00:07:26
專利名稱：沼光互補一體化智能發電裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及發電設備，具體是一種沼氣和太陽能聯合的一體化智能發電設備。
背景技術：
目前的發電方式主要有沼氣發電，火力發電，水力發電，風力發電，潮汐發電，核能發電，太陽能發電。其中火力發電需要大量的資源，潮汐發電和水力發電受到地理條件等因素的影響不能大量使用，而太陽能發電、沼氣發電和風力發電量相對偏小且發電設備龐大同時受到天氣變化的影響，核能發電對人體健康影響極大。因此急需尋找一種適合廣泛操縱且發電量大、清潔的發電方式。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種適合廣泛使用，發電量大且清潔的發電設備，具體是一種沼光互補一體化智能發電裝置。為達到上述目的，本實用新型所採用的技術方案是一種沼光互補一體化智能發電裝置，包括沼氣發電設備組、太陽能發電設備組、智能控制器、充電設備和交流配電裝置， 其特徵在於所述沼氣發電設備組輸出端連接充電設備和交流配電裝置的輸入端，太陽能發電設備組中的光伏逆變器輸出端也連接到交流配電裝置的輸入端，沼氣發電設備組輸出交流電和太陽能發電設備組輸出交流電經交流配電裝置配電後傳輸至交流用電設備；所述智能控制器連接沼氣發電機設備組、太陽能發電設備組、充電設備和交流配電裝置；所述沼氣發電設備組由沼氣池、脫硫脫水裝置、配氣裝置和沼氣發電機組成；所述太陽能發電機設備組由跟隨裝置、太陽能電池板陣列、光伏逆變器、蓄電池組組成；所述充電設備由交流配電屏及充電控制迴路和充電器組成。本實用新型中所述智能控制器由配氣控制單元、沼氣發電控制單元、跟隨控制單元、逆變及輸出配電控制、狀態指示單元、電壓採樣與充放電控制單元組成。其中配氣控制單元控制沼氣發電設備組中的配氣裝置，電壓採樣與充放電控制單元連接交流配電屏及充電控制迴路和蓄電池組，逆變及輸出配電控制連接太陽能發電設備組中的光伏逆變器，該光伏逆變器採用單相全橋逆變器；跟隨控制單元連接太陽能發電設備組中的太陽跟隨裝置，沼氣發電控制單元連接沼氣發電設備組中的沼氣發電控制迴路。本實用新型採用沼光互補一體化的發電、供電，解決了用電量大、可再生能源豐富的中小型養殖場、相對集中的養殖小區、牧場等的用電問題，以適應低碳畜牧養殖業、低碳農業的發展需求，同時能為農牧民增收、環境保護以及減輕國家電網的壓力提供保障。本實用新型還具有結構簡單，操作方便適合廣泛使用。
圖1、本實用新型結構框圖[0008]圖中1-沼氣發電設備組；2-太陽能發電設備組；3-智能控制器；4-充電設備； 5-交流配電裝置。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的技術方案做進一步描述，但本實用新型的保護範圍並不僅限於以下實施方式。如圖1所示沼光互補一體化智能發電裝置，包括沼氣發電設備組1、太陽能發電設備組2、智能控制器3、充電設備4和交流配電裝置5。所述沼氣發電設備組1輸出端連接充電設備4和交流配電裝置5的輸入端，太陽能發電設備組2中的光伏逆變器輸出端也連接到交流配電裝置5的輸入端。沼氣發電設備組1輸出交流電和太陽能發電設備組2輸出交流電經交流配電裝置5配電後提供給交流用電設備使用。所述智能控制器3連接沼氣發電機設備組1、太陽能發電設備組2、充電設備4和交流配電裝置5。所述沼氣發電設備組1 由沼氣池、脫硫脫水裝置、配氣裝置和沼氣發電機組成；所述太陽能發電機設備組2由跟隨裝置、太陽能電池板陣列、光伏逆變器、蓄電池組組成；所述充電設備4由交流配電屏及充電控制迴路和充電器組成。上述智能控制器3由配氣控制單元、沼氣發電控制單元、跟隨控制單元、逆變及輸出配電控制、狀態指示單元、電壓採樣與充放電控制單元組成，其中所述配氣控制單元控制沼氣發電設備組1中的配氣裝置。電壓採樣與充放電控制單元連接交流配電屏及充電控制迴路和蓄電池組。逆變及輸出配電控制連接太陽能發電設備組2中的光伏逆變器其該光伏逆變器採用的是單相全橋逆變器。跟隨控制單元連接太陽能發電設備組2中的太陽跟隨裝置。沼氣發電控制單元連接沼氣發電設備組1中的沼氣發電控制迴路。上述交流配電裝置 5是含有智能切換功能的。本實用新型中的各部工作原理如下沼氣發電設備組首先沼氣池中出來的沼氣經脫硫脫水裝置處理後，經控制迴路中的調壓裝置調壓，然後驅動沼氣發電機工作，輸出220V工頻交流電。在智能控制器的作用下，工頻交流電既可直接供用電設備使用，也可併網輸出到國家電網，或者經整流後存儲於蓄電池。太陽能發電設備組該部分的核心是光伏逆變器、太陽跟隨裝置和太陽能電池板陣列。太陽能電池板陣列是光電轉換裝置，蓄電池需根據設計需求選擇合適的容量。光伏逆變器是太陽能發電設備組及整個系統中最主要的核心部件之一，其作用是將直流電經過逆變處理獲得清潔的工頻交流輸出，該部分充分吸收了大功率工業UPS、逆變器及前期研究光伏逆變器的成熟技術，具有併網發電，防孤島效應、過熱、過載、短路、過壓、欠壓等功能。實現一部分電自用，另外很大一部分電量將輸出到商業電網或地方電網。交流配電裝置，除具有交流電壓測量及指示、告警、保護功能外，還應有相應的靜態開關，在智能控制器控制下完成太陽能發電輸出、沼氣發電輸出、蓄電池逆變輸出通路的倒換功能。智能控制器，需完成沼氣調壓控制、沼氣發電機自啟動控制、交流配電和直流配電參數檢測與控制、沼氣發電與太陽能發電自動切換控制、太陽跟隨控制、功率自適應調節控制等基本功能。所述自適應調節包括太陽跟隨、沼氣流量和壓力調節、功率自適應調節等幾方面。本裝置首先將電池板劃分為多個調整單元，各單元採用多模數組追蹤架構設計太陽能跟隨系統設計方案，採用自動跟蹤模式，通過雙電機驅動太陽能板在半球面立體轉動，滿足跟隨需求。加入信息採集與閉環反饋系統，將反饋信號輸入控制裝置，通過高集成度設計的模組化控制器以達到自適應控制目的。功率方面由控制器不斷跟蹤監測負載信息變化， 最後綜合多方面因素同樣達到自動調節控制目的。 為了實現沼氣與太陽能發電的自動轉換，採用了自動轉換與控制技術該技術主要是指沼氣發電與太陽能發電自動轉換的基本要求是保證發電系統輸出足夠的功率，一旦其中一種發電方式不能保證足夠的輸出功率時，可由切換控制器轉換到另一種發電方式， 或者二者同時啟動一起發電。
權利要求1.一種沼光互補一體化智能發電裝置，包括沼氣發電設備組(1)、太陽能發電設備組 (2)、智能控制器(3)、充電設備(4)和交流配電裝置(5)，其特徵在於所述沼氣發電設備組 (1)輸出端連接充電設備(4)和交流配電裝置(5)的輸入端，太陽能發電設備組(2)中的光伏逆變器輸出端也連接到交流配電裝置(5)的輸入端，沼氣發電設備組(1)輸出交流電和太陽能發電設備組(2 )輸出交流電經交流配電裝置(5 )配電後傳輸至交流用電設備；所述智能控制器(3)連接沼氣發電機設備組(1)、太陽能發電設備組(2)、充電設備(4)和交流配電裝置(5)；所述沼氣發電設備組(1)由沼氣池、脫硫脫水裝置、配氣裝置和沼氣發電機組成；所述太陽能發電機設備組⑵由跟隨裝置、太陽能電池板陣列、光伏逆變器、蓄電池組組成；所述充電設備(4)由交流配電屏及充電控制迴路和充電器組成。
2.根據權利要求1所述的沼光互補一體化智能發電裝置，其特徵在於所述智能控制器由配氣控制單元、沼氣發電控制單元、跟隨控制單元、逆變及輸出配電控制、狀態指示單元、 電壓採樣與充放電控制單元組成。
3.根據權利要求2所述的沼光互補一體化智能發電裝置，其特徵在於所述配氣控制單元控制沼氣發電設備組(1)中的配氣裝置。
4.根據權利要求2所述的沼光互補一體化智能發電裝置，其特徵在於所述電壓採樣與充放電控制單元連接交流配電屏及充電控制迴路和蓄電池組。
5.根據權利要求2所述的沼光互補一體化智能發電裝置，其特徵在於所述逆變及輸出配電控制連接太陽能發電設備組(2)中的光伏逆變器。
6.根據權利要求5所述的沼光互補一體化智能發電裝置，其特徵在於所述光伏逆變器是單相全橋逆變器。
7.根據權利要求2所述的沼光互補一體化智能發電裝置，其特徵在於所述跟隨控制單元連接太陽能發電設備組(2)中的太陽跟隨裝置。
8.根據權利要求2所述的沼光互補一體化智能發電裝置，其特徵在於所述沼氣發電控制單元連接沼氣發電設備組(1)中的沼氣發電控制迴路。
專利摘要一種沼光互補一體化智能發電裝置，包括沼氣發電設備組、太陽能發電設備組、智能控制器、充電設備和交流配電裝置，所述沼氣發電設備組輸出端連接充電設備和交流配電裝置的輸入端，太陽能發電設備組輸出端也連接到交流配電裝置的輸入端，沼氣發電設備組輸出交流電和太陽能發電設備組輸出交流電經交流配電裝置配電後提供給交流用電設備使用；所述智能控制器連接沼氣發電機設備組、太陽能發電設備組、充電設備和交流配電裝置。本實用新型解決了用電量大、可再生能源豐富的中小型養殖場、相對集中的養殖小區、牧場等的用電問題，同時結構簡單，操作方便，適合廣泛使用。
文檔編號F02B43/10GK201994663SQ20112000650
公開日2011年9月28日 申請日期2011年1月11日 優先權日2011年1月11日
發明者曾寶國, 程遠東 申請人:程遠東