CN106451734A - 风光互补发电装置及净化海水的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风光互补发电装置及净化海水的装置，包括：风力发电机，太阳能电池板，蓄电池和智能控制器；蓄电池与负载连接，用于存储电能以及为负载提供电能；太阳能电池板和蓄电池分别与智能控制器连接，智能控制器用于将风力发电机以及太阳能电池板输出的电能转换为稳定的电能；并将该稳定的电能供给外部负载或蓄电池；智能控制器还用于判断风力发电机和太阳能电池板输出电能情况，并根据判断情况控制蓄电池与负载的通断。它的优点是风能和太阳能转换为稳定的电能，为负载供电，其中多余的太阳能或风能转换为电能储存在蓄电池中，当风能和太阳能转换的电能不足以供负载使用时，蓄电池为负载供电。
Description
技术领域
本发明涉及风光互补发电装置，尤其是一种风光互补发电装置及净化海水的装置。
背景技术
风能和太阳能是一种无污染、无辐射，具有清洁、安全、可持续利用的能源，在一些领域得到了应用，但是由于风能和太阳能存在不稳定的特点，这种能源使用起来不稳定，因此它应用范围很受限制。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种风光互补发电装置。
本发明的一种技术方案：
一种风光互补发电装置，包括：
风力发电机，风力发电机用于将风能转换为电能；
太阳能电池板，太阳能电池板用于将太阳能转换为电能；
蓄电池，蓄电池与负载连接，用于存储电能以及为负载提供电能；
智能控制器，风力发电机，太阳能电池板和蓄电池分别与智能控制器连接，智能控制器用于将风力发电机以及太阳能电池板输出的电能转换为稳定的电能；并将该稳定的电能供给外部负载或蓄电池；智能控制器还用于判断风力发电机和太阳能电池板输出电能情况，并根据判断情况控制蓄电池与负载的通断。
一种优选方案是智能控制器包括风电转换模块，智能控制中心模块，以及状态显示模块，风电转换模块和状态显示模块分别与智能控制中心模块连接；风电转换模块用于将风力发电机的三相可变交流转换为稳定的直流电；智能控制中心模块包括用于检测风力发电机运行情况的发电机检测模块，用于检测太阳能电池板电压的电压检测模块，用于检测蓄电池电量的电量检测模块，用于控制蓄电池充电或放电的充放模块，以及与PC通信的通信模块；状态显示模块用于显示蓄电池的电量状态，显示风力发电机和太阳能板工作状态，以及用于显示风电转换模块的工作状态。
一种优选方案是风电转换模块包括三相整流模块和DC-DC转换器模块，三相整流模块用于将风力发电机的电流整流为直流电流，DC-DC转换器用于将整流后的直流电换为稳定的直流输出。
风力发电机包括将风能转换为机械能的风力机，以及将机械能转换为电能的发电机。
一种优选方案是太阳能电池板为单晶硅或多晶硅太阳能板。
本发明另一技术方案是：
一种利用风光互补发电装置净化海水的装置，所述净化海水的装置包括配盐箱，盐水输送泵，原水箱，原水泵，一级多介质过滤器，二级多介质过滤器，一级保安过滤器，二级保安过滤器，高压泵，一级反渗透装置，产水槽和PLC控制器；所述配盐箱，盐水输送泵，原水箱，原水泵，一级多介质过滤器，二级多介质过滤器，一级保安过滤器，二级保安过滤器，高压泵，一级反渗透装置和产水槽依次串联；所述盐水输送泵，原水泵，高压泵，一级多介质过滤器分别与与PLC控制器电连接，PLC控制器与蓄电池电连接。
一种优选方案是净化海水的装置还包括用于将蓄电池电压变为标准电压的逆变器。
一种优选方案是所述配盐箱内设有搅拌器，所述搅拌器与PLC控制器电连接。
一种优选方案是所述原水箱内设有液位计，所述液位计与PLC控制器电连接。
一种优选方案是所述产水槽通过设有的管道与原水箱的进水口连接。
综合上述技术方案，本发明的有益效果：风能和太阳能转换为稳定的电能，为负载供电，其中多余的太阳能或风能转换为电能储存在蓄电池中，当风能和太阳能转换的电能不足以供负载使用时，蓄电池为负载供电，实现了光能和太阳能的互补；风能和太阳能转换为稳定的电能，电能为净化海水的装置提供电能。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是本发明第一实施例的示意图；
图2是本发明第二实施例的示意图；
图3是本发明中净化海水的装置的示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图对本发明做进一步描述。
第一实施例，如图1所示，一种风光互补发电装置，包括：风力发电机101，太阳能电池板107，蓄电池103和智能控制器102。
风力发电机101，风力发电机101用于将风能转换为电能；
太阳能电池板107，太阳能电池板107用于将太阳能转换为电能；
蓄电池103，蓄电池103与负载105连接，用于存储电能以及为负载105提供电能；
智能控制器102，风力发电机101，太阳能电池板107和蓄电池103分别与智能控制器连接，智能控制器用于将风力发电机101以及太阳能电池板107输出的电能转换为稳定的电能；并将该稳定的电能供给外部负载105或蓄电池103；智能控制器102还用于判断风力发电机101和太阳能电池板107输出电能情况，并根据判断情况控制蓄电池103与负载105的通断。
具体地，如图1所示，蓄电池103与负载105之间还设有离网变压器104，离网变压器104与国家电网108连接之间通过设有的逆变器、市电切换电路106连接。
如图1所示，智能控制器包括风电转换模块，智能控制中心模块，以及状态显示模块，风电转换模块和状态显示模块分别与智能控制中心模块连接；风电转换模块用于将风力发电机101的三相可变交流转换为稳定的直流电；智能控制中心模块包括用于检测风力发电机101运行情况的发电机检测模块，用于检测太阳能电池板107电压的电压检测模块，用于检测蓄电池103电量的电量检测模块，用于控制蓄电池103充电或放电的充放模块，以及与PC通信的通信模块；状态显示模块用于显示蓄电池103的电量状态，显示风力发电机101和太阳能电池板107工作状态，以及用于显示风电转换模块的工作状态。
风电转换模块包括三相整流模块和DC-DC转换器模块，三相整流模块用于将风力发电机101的电流整流为直流电流，DC-DC转换器用于将整流后的直流电换为稳定的直流输出。
本发明中，风力发电机101包括将风能转换为机械能的风力机，以及将机械能转换为电能的发电机。太阳能电池板107为单晶硅或多晶硅太阳能板。
风力发电机101是将风能转换为电能；太阳能电池板107是将太阳能转换为电能；智能控制器102是将风力发电机101以及太阳能电池板107输出的电能转换为稳定的电能供给负载，其中多余电能储存在蓄电池103中，当风力发电机101和太阳能电池板107输出的功率不足以供负载使用时，智能控制器102控制蓄电池103为负载供电；当风力发电机101和太阳能电池板107输出的功率足与供负载使用时，智能控制器102控制风力发电机101和太阳能电池板107将多余的电能存储在蓄电池103中。
太阳能电池板107是直接将太阳能转换为电能的装置。太阳能电池板107发电原理是半导体的光电效应。太阳能电池板107中的硅原子有4个电子，如果在纯硅中掺入有5个电子的原子，如磷原子，就成为带负电的N型半导体；若在纯硅中掺入有3个电子的原子，如硼原子，就形成带正电的P型半导体。当P型和N型结合在一起时，接触面就会形成电势差，成为太阳能电池板107。当太阳光照射到太阳能电池板107的P-N极后，空穴由N极区往P极区移动，电子由P极区向N极区移动，形成电流。
目前市场已经有多种太阳能电池板107，主要类型有：单晶硅，现在应用最为广泛的电池材料。常规制造方法是，首先将生硅炼化和提纯，然后将其晶种放入液态硅中，并以一种缓慢恒定的速度提取出来，得到一个固态的单晶固态硅锭。将硅锭切割成晶片，然后再将晶片切割成矩形电池。多晶硅和半晶硅，这是一种相对来说低成本的晶体电池生产过程。它不采用晶种来提取单晶，而是将熔硅铸成锭，在这个过程中形成多晶。多晶硅电池转换效率比单晶硅低一些，但是其成本更低，单位瓦数的成本比单晶硅要低，正在得到越来越广泛的应用。薄膜电池，直接将薄膜材料沉淀在玻璃、塑料、不锈钢、陶瓷或者其他兼容的衬底材料上面。非晶硅，将非晶硅蒸汽膜沉淀到玻璃或者不锈钢卷上。这种技术只需使用晶体硅电池所需的1％的材料，效率相当于晶体硅的一半。但是由于其效率较低还没有得到大规模推广。目前晶硅电池效率为15％～20％；单结非晶硅电池5％～7％，双结非晶硅电池效率在6％～8％之间，非晶硅层叠电池效率在8％～10％之间。根据实际应用情况，本发明风光互补发电装置中的太阳能电池板107可采用单晶硅或多晶硅太阳能板。在日照强度达到要求时，太阳能电池板107开始工作产生电能，智能控制器102将其输出的直流电能转换为稳定的直流电能供给负载或为蓄电池103充电。
风光互补发电装置中的智能控制器102采用模块化设计，按照模块化结构设计智能控制器102，使得智能控制器102易于扩展，能够按照客户要求组装模块，拓宽智能控制器102的应用范围，而且便于维护，在某一模块出现问题时只需更换该模块。智能控制器102作为风光互补发电装置中的核心部件，要求能够实现以下功能：将风力发电机101输出的不确定性电能进行转换，供给负载，多余电能存入蓄电池103；将太阳能电池板107输出的不确定性电能进行转换，供给负载，多余电能存入蓄电池；在风力发电机101和太阳能电池板107供电不足时，智能控制器102控制蓄电池103给负载供电；显示风力发电机101、太阳能电池板107运行状态，蓄电池103充放电状态。
按照以上功能将智能控制器102分为几个功能模块：1、风电转换模块和光电转换模块，为了设计和维护方便，将风电转换模块分为两部分：整流滤波模块和DC-DC转换器模块，风电转换模块将风力发电机101的三相可变交流输出转换为稳定的直流输出，首先风力发电机101输出整流滤波，然后将整流后的直流电经过DC-DC转换器转换为稳定的直流输出：光电转换模块，光电转换模块利用DC-DC转换器实现对太阳能电池板107的最大功率跟踪，同时将太阳能电池板107输出转换为稳定的直流输。2、智能控制中心模块，这一模块主要功能为风力发电机101的运行监测、太阳能电池板107的电压监测、蓄电池103充放电状态检测、蓄电池103充放电控制、控制蓄电池103与负载105的通断、控制与PC通信。
逆变器把蓄电池103中的直流电变成标准的220v和380V交流电，保证交流电负载设备的正常使用。同时还具有自动稳压功能，可改善风光互补发电装置的供电质量。
第二实施例，一种利用风光互补发电装置净化海水的装置，净化海水的装置包括配盐箱201，盐水输送泵202，原水箱203，原水泵204，一级多介质过滤器205，二级多介质过滤器206，一级保安过滤器207，二级保安过滤器208，高压泵209，一级反渗透装置210，产水槽211和PLC控制器212；配盐箱201，盐水输送泵202，原水箱203，原水泵204，一级多介质过滤器205，二级多介质过滤器206，一级保安过滤器207，二级保安过滤器208，高压泵209，一级反渗透装置210和产水槽211依次串联；盐水输送泵202，原水泵204，高压泵209，一级多介质过滤器205分别与PLC控制器212电连接，所述PLC控制器212与蓄电池103电连接。
配盐箱201的进水口与外部自然水连接，配盐箱201和原水箱203放置于地面，一级多介质过滤器205和二级多介质过滤器206放置于4层楼顶，净化海水的装置还包括用于将蓄电池103电压变为标准电压的逆变器。所述配盐箱内设有搅拌器213，所述搅拌器213与PLC控制器212电连接。所述原水箱203内设有液位计214，所述液位计与PLC控制器212电连接。所述产水槽211通过设有的管道与原水箱203的进水口连接。
为了使一级反渗透装置210的进水水质得到进一步提高，降低进水的浊度，通常在一级反渗透装置210前端加上一级多介质过滤器205，二级多介质过滤器206，使得水中的微小悬浮物和颗粒物得到进一步的去除，确保了水质的进一步提高，是进水浊度以满足水质要求。本实施例设置Φ600一级多介质过滤器205，二级多介质过滤器206，每台滤器配置流量计，进出水压力仪表和手动操作阀门，滤器内填装不同级配的石英砂和无烟煤，海水通过滤料过滤，出水SDI值＜5，达到反渗透膜元件进水水质指标。
精密过滤器
因为海水的含盐量非常多，故一级保安过滤器207，二级保安过滤器208的材质要采用316L滤器，滤芯孔径通常选5μm。过滤进高压泵209前的海水，阻挡海水中直径大于5μm颗粒杂质，确保高压泵209和一级反渗透装置210中的反渗透膜安全。本实施例中，一级保安过滤器207，二级保安过滤器208处理最大水量2m3/h。一级保安过滤器207，二级保安过滤器208内配置20寸折叠滤芯5支，材质为PP，每支滤芯的设计出水量为0.4m3/h支。
以上是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种风光互补发电装置，其特征在于，包括：
风力发电机，所述风力发电机用于将风能转换为电能；
太阳能电池板，所述太阳能电池板用于将太阳能转换为电能；
蓄电池，所述蓄电池与负载连接，用于存储电能以及为负载提供电能；
智能控制器，所述风力发电机，太阳能电池板和蓄电池分别与所述智能控制器连接，所述智能控制器用于将风力发电机以及太阳能电池板输出的电能转换为稳定的电能；并将该稳定的电能供给外部负载或所述蓄电池；所述智能控制器还用于判断风力发电机和太阳能电池板输出电能情况，并根据判断情况控制蓄电池与负载的通断。
2.如权利要求1所述的风光互补发电装置，其特征在于，所述智能控制器包括风电转换模块，智能控制中心模块，以及状态显示模块，所述风电转换模块和状态显示模块分别与智能控制中心模块连接；所述风电转换模块用于将风力发电机的三相可变交流转换为稳定的直流电；所述智能控制中心模块包括用于检测风力发电机运行情况的发电机检测模块，用于检测太阳能电池板电压的电压检测模块，用于检测蓄电池电量的电量检测模块，用于控制蓄电池充电或放电的充放模块，以及与PC通信的通信模块；状态显示模块用于显示蓄电池的电量状态，显示风力发电机和太阳能板工作状态，以及用于显示风电转换模块的工作状态。
3.如权利要求2所述的风光互补发电装置，其特征在于，所述风电转换模块包括三相整流模块和DC-DC转换器模块，所述三相整流模块用于将风力发电机的电流整流为直流电流，DC-DC转换器用于将整流后的直流电换为稳定的直流输出。
4.如权利要求1所述的风光互补发电装置，其特征在于，所述风力发电机包括将风能转换为机械能的风力机，以及将机械能转换为电能的发电机。
5.如权利要求1所述的风光互补发电装置，其特征在于，所述太阳能电池板为单晶硅或多晶硅太阳能板。
6.一种利用风光互补发电装置净化海水的装置，其特征在于，所述净化海水的装置包括配盐箱，盐水输送泵，原水箱，原水泵，一级多介质过滤器，二级多介质过滤器，一级保安过滤器，二级保安过滤器，高压泵，一级反渗透装置，产水槽和PLC控制器；所述配盐箱，盐水输送泵，原水箱，原水泵，一级多介质过滤器，二级多介质过滤器，一级保安过滤器，二级保安过滤器，高压泵，一级反渗透装置和产水槽依次串联；所述盐水输送泵，原水泵，高压泵，一级多介质过滤器分别与与PLC控制器电连接，PLC控制器与蓄电池电连接。
7.如权利要求6所述的净化海水的装置，其特征在于，所述净化海水的装置还包括用于将蓄电池电压变为标准电压的逆变器。
8.如权利要求6所述的净化海水的装置，其特征在于，所述配盐箱内设有搅拌器，所述搅拌器与PLC控制器电连接。
9.如权利要求6所述的净化海水的装置，其特征在于，所述原水箱内设有液位计，所述液位计与PLC控制器电连接。
10.如权利要求6所述的净化海水的装置，其特征在于，所述产水槽通过设有的管道与原水箱的进水口连接。
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