CN216518398U - 一种风光互补发电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种风光互补发电设备，包括：风电机构，风电机构包括：塔筒及叶片，塔筒包括：位置相反的向阳侧和背阴侧，向阳侧包括：第一区域及第二区域，叶片转动设置在塔筒上，且叶片的掠过区域沿太阳光线照射方向在向阳侧的投影覆盖第一区域；光伏机构，光伏机构包括：多个第一光伏组件及多个第二光伏组件，第一光伏组件设置在第一区域上，第一光伏组件的输出端上设置有最大功率点跟踪MPPT控制模块，第二光伏组件设置在第二区域上，本实用新型和现有技术相比所具有的优点是：减少叶片对第一光伏组件的性能影响，从而有效提高了第一光伏组件的发电效率，保证整体具有较高的发电性能。

Description

一种风光互补发电设备

技术领域

本实用新型涉及发电设备技术领域，尤其涉及一种风光互补发电设备。

背景技术

能源可以分为再生能源和非再生能源两大类型。再生能源包括太阳能、水能、风能、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能、地热能等。其中，由于风资源分布的特性，陆地上丰富的风资源往往分布在海拔较高处，而光伏组件的能量转换效率与光伏组件的温度成反比，光伏组件运行时散热不及时会造成光伏组件的性能损失。

发明内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本实用新型的目的在于提出一种风光互补发电设备。

为达到上述目的，本实用新型提出的一种风光互补发电设备，包括：风电机构，所述风电机构包括：塔筒及叶片，所述塔筒包括：位置相反的向阳侧和背阴侧，所述向阳侧包括：第一区域及第二区域，所述叶片转动设置在所述塔筒上，且所述叶片的掠过区域沿太阳光线照射方向在所述向阳侧的投影覆盖所述第一区域；光伏机构，所述光伏机构包括：多个第一光伏组件及多个第二光伏组件，所述第一光伏组件设置在所述第一区域上，所述第一光伏组件的输出端上设置有最大功率点跟踪MPPT控制模块，所述第二光伏组件设置在所述第二区域上。

多个所述第一光伏组件形成至少一个第一光伏串，所述第一光伏串的所述第一光伏组件依次串联；多个所述第二光伏组件形成至少一个第二光伏串，所述第二光伏串的所述第二光伏组件依次串联。

所述光伏机构还包括：直流交流转换模块，所述直流交流转换模块包括：多个输入端，所述第一光伏串与所述输入端电连接，所述第二光伏串与所述输入端电连接。

多个所述第一光伏组件形成一个第一光伏串，多个所述第二光伏组件形成一个第二光伏串，所述多个输入端包括：第一输入端，所述第一输入端与所述第一光伏串电连接；第二输入端，所述第二输入端与所述第二光伏串电连接。

所述直流交流转换模块为逆变器。

所述光伏机构还包括：多个支架，所述支架固定设置在所述向阳侧上，所述第一光伏组件固定设置在所述第一区域处的所述支架上，所述第二光伏组件固定设置在所述第二区域处的所述支架上。

所述支架通过螺栓固定设置在所述向阳侧上，所述第一光伏组件及所述第二光伏组件通过螺栓固定设置在所述支架上。

风电机构还包括：机舱，所述机舱设置在所述塔筒上，所述叶片转动设置在所述机舱上。

风电机构还包括：偏航装置，所述机舱转动设置在所述塔筒上，所述偏航装置设置在所述塔筒与所述机舱之间，所述偏航装置驱动所述机舱转动。

采用上述技术方案后，本实用新型和现有技术相比所具有的优点是：

通过风电机构及光伏机构的配合，不仅充分利用了风能及太阳能，提高了发电效率，而且通过风能有效解决了光伏组件的散热问题，保证光伏机构具有较高的能量转换效率；

由于第一区域上的第一光伏组件会受到叶片的遮挡影响，因此将塔筒分隔为第一区域及第二区域，并通过在第一光伏组件的输出端设置MPPT控制模块，减少叶片对第一光伏组件的性能影响，从而有效提高了第一光伏组件的发电效率，保证整体具有较高的发电性能。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型一实施例提出的风光互补发电设备的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例提出的风光互补发电设备的电路示意图；

如图所示：1、塔筒，2、叶片，3、向阳侧，4、第一区域，5、第二区域，6、第一光伏组件，7、第二光伏组件，8、MPPT控制模块，9、直流交流转换模块。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。相反，本实用新型的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

在本实用新型的相关实施例中，风光互补发电设备包括：风电机构及光伏机构，风电机构包括塔筒1及叶片2，塔筒1包括：位置相反的向阳侧3和背阴侧，叶片2转动设置在塔筒1上，光伏机构包括多个光伏组件，光伏组件设置在向阳侧3。

由此，通过风电机构及光伏机构的配合，不仅充分利用了风能及太阳能，提高了发电效率，而且通过风能有效解决了光伏组件的散热问题，保证光伏机构具有较高的能量转换效率。

其中，叶片2在经过向阳侧3时，其沿太阳光线照射方向在向阳侧3上产生阴影，使向阳侧3上被阴影覆盖的光伏组件的发电效率下降，影响整体的发电性能。

需要说明的是，向阳侧3是指塔筒1在一天时间内能够被太阳光线直射的侧面，背阴侧是指塔筒1在一天时间内均无法被太阳光线直射的侧面。

为解决上述技术问题，如图1、图2所示，本实用新型实施例提出一种风光互补发电设备，包括风电机构及光伏机构。

其中，风电机构包括塔筒1及叶片2，塔筒1包括位置相反的向阳侧3和背阴侧，向阳侧3包括第一区域4及第二区域5，叶片2转动设置在塔筒1上，且叶片2的掠过区域沿太阳光线照射方向在向阳侧3的投影覆盖第一区域4；

光伏机构包括多个第一光伏组件6及多个第二光伏组件7，第一光伏组件6设置在第一区域4上，第一光伏组件6的输出端上设置有MPPT(Maximum Power Point Tracking，最大功率点跟踪)控制模块8，第二光伏组件7设置在第二区域5上。

可以理解的是，由于第一区域4上的第一光伏组件6会受到叶片2的遮挡影响，因此将塔筒1分隔为第一区域4及第二区域5，并通过在第一光伏组件6的输出端设置MPPT控制模块8，减少叶片2对第一光伏组件6的性能影响，从而有效提高了第一光伏组件6的发电效率，保证整体具有较高的发电性能。

需要说明的是，MPPT控制模块8能够实时侦测光伏组件中太阳能板的发电电压，并追踪最高电压电流值(VI)，使光伏组件以最大功率输出电能；

叶片2的掠过区域是指叶片2转动一周所经过的区域。

在一些实施例中，MPPT控制模块8可为MPPT控制器。

在一些实施例中，多个第一光伏组件6及多个第二光伏组件7完全覆盖向阳侧3，以充分利用太阳能进行发电。

但由于太阳与塔筒1之间的相对位置不断变化，使得向阳侧3上靠近背阴侧的第一光伏组件6及第二光伏组件7接受光照的时间较短，因此，如图1所示，在一些实施例中，多个第一光伏组件6及多个第二光伏组件7只覆盖向阳侧3的中部，而向阳侧3上靠近背阴侧处不设置第一光伏组件6及第二光伏组件7，以在整体具有较低成本的情况下仍具有较高的发电效率。

在一些实施例中，多个第一光伏组件6形成至少一个第一光伏串，第一光伏串的第一光伏组件6依次串联，多个第二光伏组件7形成至少一个第二光伏串，第二光伏串的第二光伏组件7依次串联。

可以理解的是，通过第一光伏串及第二光伏串的设置，使多个第一光伏组件6及多个第二光伏组件7分别集中输出电能，不仅减少电能的损耗，提高整体的发电效率，而且有效简化了线路，降低成本的同时提高光伏机构在塔筒1上的拆装效率。

如图2所示，在一些实施例中，光伏机构还包括直流交流转换模块9，直流交流转换模块9包括：多个输入端，第一光伏串与输入端电连接，第二光伏串与输入端电连接。

可以理解的是，直流交流转换模块9将多个第一光伏组件6及多个第二光伏组件7输出的直流转换为交流，以便于整体输出的电能进行升压并网。

如图2所示，在一些实施例中，多个第一光伏组件6形成一个第一光伏串，多个第二光伏组件7形成一个第二光伏串，多个输入端包括第一输入端及第二输入端，第一输入端与第一光伏串电连接，第二输入端与第二光伏串电连接。

在一些实施例中，直流交流转换模块9为逆变器，其中，逆变器是一种直流转交流的变压器，其将直流电压转变为高频的高压交流电，其核心部分都是一个PWM集成控制器，其芯片内部设置有误差放大器、调节器、振荡器、有死区控制的PWM发生器、低压保护回路及短路保护回路等。

在一些实施例中，逆变器的输出端与变压器的输入端电连接，变压器对逆变器输出的电能进行升压。

在一些实施例中，光伏机构还包括多个支架，支架固定设置在向阳侧3上，第一光伏组件6固定设置在第一区域4处的支架上，第二光伏组件7固定设置在第二区域5处的支架上。

可以理解的是，通过支架实现第一光伏组件6及第二光伏组件7在向阳侧3的稳定设置。

在一些实施例中，支架通过螺栓固定设置在向阳侧3上，第一光伏组件6及第二光伏组件7通过螺栓固定设置在支架上。

在一些实施例中，塔筒1的向阳侧3上及支架上设置有多个对应的第一螺纹孔，第一螺栓的螺纹杆穿过支架的第一螺纹孔后旋拧在向阳侧3的第一螺纹孔上，从而实现支架在向阳侧3上的固定设置。

在一些实施例中，光伏组件及支架上设置有多个对应的第二螺纹孔，第二螺栓的螺纹杆穿过光伏组件的第二螺纹孔后旋拧在支架的第二螺纹孔上，从而实现光伏组件在支架上的固定设置。

在一些实施例中，风电机构还包括机舱，机舱设置在塔筒1上，叶片2转动设置在机舱上。

在一些实施例中，风电机构还包括偏航装置，机舱转动设置在塔筒1上，偏航装置设置在塔筒1与机舱之间，偏航装置驱动机舱转动。

可以理解的是，通过偏航装置的设置，使叶片2能够绕塔筒1的中心轴转动，从而适应不同方向的风，以保证整体具有较高的发电性能。

其中，机舱通过轴承转动设置在塔筒1上，机舱的转动中心轴与塔筒1的中心轴重合，叶片2通过轴承转动设置在机舱上，且叶片2的中心轴与塔筒1的中心轴垂直，机舱内设置有发电机，叶片2与发电机的转子传动连接，且叶片2的中心轴与转子的中心轴重合。

偏航装置包括感应风向的风向标、偏航电机、减速器、回转体大齿轮等，风向标作为感应元件将风向的变化用电信号传递到偏航电机的控制回路的处理器里，经过比较后处理器给偏航电机发出顺时针或逆时针的偏航命令，为了减少偏航时的陀螺力矩，电机转速将通过同轴联接的减速器减速后，将偏航力矩作用在回转体大齿轮上，带动叶片2偏航对风，当对风完成后，风向标失去电信号，电机停止工作，偏航过程结束。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本实用新型的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本实用新型的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种风光互补发电设备，其特征在于，包括：

风电机构，所述风电机构包括：塔筒及叶片，所述塔筒包括：位置相反的向阳侧和背阴侧，所述向阳侧包括：第一区域及第二区域，所述叶片转动设置在所述塔筒上，且所述叶片的掠过区域沿太阳光线照射方向在所述向阳侧的投影覆盖所述第一区域；

光伏机构，所述光伏机构包括：多个第一光伏组件及多个第二光伏组件，所述第一光伏组件设置在所述第一区域上，所述第一光伏组件的输出端上设置有最大功率点跟踪MPPT控制模块，所述第二光伏组件设置在所述第二区域上。

2.根据权利要求1所述的风光互补发电设备，其特征在于，多个所述第一光伏组件形成至少一个第一光伏串，所述第一光伏串的所述第一光伏组件依次串联；

多个所述第二光伏组件形成至少一个第二光伏串，所述第二光伏串的所述第二光伏组件依次串联。

3.根据权利要求2所述的风光互补发电设备，其特征在于，所述光伏机构还包括：

直流交流转换模块，所述直流交流转换模块包括：多个输入端，所述第一光伏串与所述输入端电连接，所述第二光伏串与所述输入端电连接。

4.根据权利要求3所述的风光互补发电设备，其特征在于，多个所述第一光伏组件形成一个第一光伏串，多个所述第二光伏组件形成一个第二光伏串，所述多个输入端包括：

第一输入端，所述第一输入端与所述第一光伏串电连接；

第二输入端，所述第二输入端与所述第二光伏串电连接。

5.根据权利要求3所述的风光互补发电设备，其特征在于，所述直流交流转换模块为逆变器。

6.根据权利要求1所述的风光互补发电设备，其特征在于，所述光伏机构还包括：

多个支架，所述支架固定设置在所述向阳侧上，所述第一光伏组件固定设置在所述第一区域处的所述支架上，所述第二光伏组件固定设置在所述第二区域处的所述支架上。

7.根据权利要求6所述的风光互补发电设备，其特征在于，所述支架通过螺栓固定设置在所述向阳侧上，所述第一光伏组件及所述第二光伏组件通过螺栓固定设置在所述支架上。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的风光互补发电设备，其特征在于，风电机构还包括：

机舱，所述机舱设置在所述塔筒上，所述叶片转动设置在所述机舱上。

9.根据权利要求8所述的风光互补发电设备，其特征在于，风电机构还包括：

偏航装置，所述机舱转动设置在所述塔筒上，所述偏航装置设置在所述塔筒与所述机舱之间，所述偏航装置驱动所述机舱转动。

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