一種新型風光一體化發電系統的製作方法

2023-07-10 07:30:41

專利名稱：一種新型風光一體化發電系統的製作方法
技術領域：
本發明型專利涉及一種新型風光一體化發電系統，具體涉及一種太陽能風機葉片的設計和封裝技術。
背景技術：
能源是社會發展和任內生存的物質基礎，在過去的200多年裡，建立在煤炭、石油、天然氣等化石燃料基礎上的能源體系極大的推動了人類社會的發展。但是人類在使用化石燃料的同時，帶來了嚴重的環境汙染和生態系統破壞。近年來，世界各國逐漸認識到能源對人類的重要性，更認識到常規能源利用過程中對環境和生態系統的破壞，各國紛紛開始根據國情，治理和緩解已經惡化的環境，並把可再生、無汙染的新能源的開發利用作為可持續發展的重要內容。風光一體化發電系統是利用風能和太陽能資源的互補性，具有較高性價比的一種新型能源發電系統，近年來，風光互補供電系統和風光互補太陽能路燈已廣泛應用於人們的生活領域中，本發明介紹一種新型的風光一體化發電系統，利用柔性電池片的可彎曲性能，將柔性太陽能電池片粘貼在風力發電機的葉片表面或直接製作成葉片，和風力發電設備融為一體，無需單獨提供太陽能支架。相對於傳統的風光互補型發電裝置，這種發電系統結構簡單，外形美觀，安裝便捷。

發明內容
本發明型專利提供了一種新型風光一體化發電系統，利用太陽電池片和風機葉片基材封裝成太陽能風機葉片，利用風力發電系統和光伏系統互補發電，通過風光互補控制器為用電設備提供電能，並將多餘的電能儲存於蓄能電池。本新型風光互補發電系統包括以下部分組成風力發電機，用於將風能轉換為電能；光伏太陽能電池片，包括非晶矽在內的無機柔性太陽能，有機柔性太陽能以及其他種類的柔性太陽能，以便可彎曲附著在風機葉片上，同時將太陽能轉換為電能；蓄能電池，用於存儲太陽能電池片產生的電能；風電互補控制器，控制光伏電池和風力發電機對蓄能電池的充電，以及蓄能電池對負載的放電，起到保護蓄能電池的作用；逆變器，將蓄能電池內的直流電轉換為交流電併入電網或提供交流電器使用；直流穩壓模塊，將蓄能電池輸出電壓轉換為直流電器的工作電壓；支杆部分，用於安裝和固定系統。優選的，太陽能電池片為易彎曲的柔性太陽能電池片，可方便的附著在風機的葉片上，通過粘合劑同葉片基材被製作成太陽能風機葉片；優選的，由於葉片表面的對光角度不同，造成同一電池片上不同單元模塊發電功率不一，為了提高太陽能的發電效率，對風機葉片不同對光角度的區域進行分割，並通過隔離二極體串聯在每個電池片的正極，並聯這些模塊通過風光互補控制器為蓄能電池蓄能。
優選的，所述太陽能電池片應封裝在光照強度相對較強的一面。優選的，所述風力發電系統和光伏系統通過風光互補控制器連接蓄能電池，將風能和太陽能轉換為電能儲存在蓄能電池內。優選的，所述風光互補控制器將風力發點輸出的交流電和太陽能電池片輸出的直流電能轉換為蓄能電池可吸收的電能，並監控蓄電電池的充電和放電，保護蓄能電池。優選的，蓄能電池內的電能應經過逆變器轉換為交流220V併入電網或通過穩壓部件為直流電器供電。風力資源的不均勻性給蓄能帶來很大的難度，太陽能相對風能來說比較有均勻性，因此在系統中引入太陽能發電極大了減輕了蓄能的難度，降低了蓄能電池在系統中的成本。本發明提供一種新型的太陽能風力發電機設計方案，在不影響風力發電的同時，將太陽能發電融合其中，發電功率更高，結構簡單，外形美觀。具體實施方案見附圖3。


圖1是本發明型專利的功能示意圖，圖2是本發明型專利的一種應用舉例，圖3是本發明型專利的電路結構示意圖。
具體實施例方式考慮垂直型的風風力發電系統發電葉片較寬闊，受光面積大，因此這種新型的風電一體化系統應用在垂直型風力發電系統中較合適，圖2是一種垂直型的風光互補發電系統，柔性太陽能電池片被製作成如圖形狀，以更好的吸收風能，柔性太陽能電池片可以吸收偏離電池片垂直方向70°的太陽光線，因此柔性太陽能電池片的受光面安裝時應保持朝上，以便於同時更好的吸收太陽能。由於太陽能電池片為發電機的風葉，需要隨線圈保持運轉，而蓄能電池為固定不動的，因此太陽能電池片的正負極需要通過兩片電刷來想蓄能電池傳輸電流。當在有風的陰天或夜晚，只有風力發電機工作，系統的電能完全由風力發電機提供和蓄能電池提供；在無風的晴天，系統的電能由太陽能電池片提供；當發電設備和太陽能電池片同時工作時，通過風光互補控制器，太陽能電池片和風機共同向蓄能電池蓄能。圖2風機的裝機功率為300W，風機直徑為lm，高度為1. 2m，太陽能電池片的有效覆蓋面積約為1. 2m2，整個系統有多個電池片單元模塊並聯而成，由於背光的電池片工作性能弱，當背光電池片電壓低於系統充電電壓時，此塊單片相當於一個負載，為了避免這種情況，每個電池片的正極串聯二極體隔離，如圖3所示由於太陽能電池片為環形，因此能被太陽關照射的部分始終為總面積的一半左右，本案中選用模塊轉換效率為7%的CIGS薄膜電池片，則太陽能電池片的有效功率為42W。若當地的太陽光照日均時間為5小時，風力日均量為1. 5小時，則風力年發電量為164. 25KW*h，太陽能發電量為
權利要求
1.一種新型風光一體化發電系統，包括太陽能的風機葉片(1)、風力發電機O)、風光互補控制器(3)、蓄能電池G)、逆變器(5)以及支杆部分組成，風力發電機(2)和太陽能的風機葉片(1)輸出的電能通過風光互補控制器(3)為蓄能電池(4)充電。
2.一種太陽能的風機葉片，主體結構包括風板和柔性太陽能電池片。太陽能電池片和風板被封裝為一體。
3.一種新型風光一體化發電系統，其特徵在於利用柔性電池片製作成風力發電機的葉片，將風力發電和光伏發電融和一體。
4.根據權利要求1所述的一種新型風光互補發電系統，其特徵在於風力發電機(2)和光伏電池(1)可單獨或同時為蓄能電池蓄能。
5.根據權利要求1所述的一種新型風光互補發電系統，其特徵在於風電互補控制器(3)將風力發電機⑵和光伏電池⑴的輸出電能轉換為蓄能電池⑷可吸收的電能並控制其對蓄能電池的充電和放電，保護蓄能電池。
6.根據權利要求2所述的一種太陽能的風機葉片，其特徵在於太陽能風機葉片不僅可以吸收風能，同時可通過封裝在葉片的太陽能電池片裝換太陽能並利用。
7.根據權利要求2所述的一種太陽能的風機葉片，其特徵在於由於葉片表面的對光角度不同，造成同一電池片上不同單元模塊發電功率不一，為了提高太陽能的發電效率，對風機葉片不同對光角度的區域進行分割，並通過隔離二極體串聯在每個電池片的正極，並聯這些模塊通過風光互補控制器為蓄能電池蓄能。
8.根據權利要求2所述的一種太陽能的風機葉片，其特徵在於在設計和製作中，太陽能電池片應封裝在光照強度相對較強的一面。
全文摘要
一種新型風光一體化發電系統，具體涉及一種新型的太陽能的風機葉片結構設計以及風光一體化融和技術，風光互補發電系統包括風光互補發電機、風光互補控制器、蓄能電池以及支杆組成，太陽能的風機葉片包括太陽能電池片以及基板材料。所述太陽能電池片為柔性太陽能電池片，可同風力發電葉片的基材封裝在一起，被製作成各類風力發電葉片，和風力發電設備融為一體，無需單獨提供太陽能支架。相對於傳統的風光互補型發電裝置，這種發電系統結構簡單，外形美觀小巧，安裝便捷。可廣泛用於各種交通工具，工廠，農村，城市住宅小區，高層建築等領域。
文檔編號H02J7/00GK102562465SQ20101061050
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月29日 優先權日2010年12月29日
發明者桂裕鵬, 邱旭東 申請人:蘇州柔印光電科技有限公司