一种基于风光互补系统的太阳能光伏发电装置及其光伏板调节方法制造方法及图纸

技术编号:17783606 阅读:52 留言:0更新日期:2018-04-22 14:37
本发明专利技术公开了一种基于风光互补系统的太阳能光伏发电装置,包括:基座,其内部安装发电机;垂直轴,其安装在基座上,垂直轴依次穿过下连接架和上连接架,并且与上连接架和下连接架转动连接,垂直轴的顶端还固定设置有支撑座;叶片,其固定安转在上连接架和下连接架之间,并且与垂直轴平行;支撑轴,其通过支撑座上的圆形通孔安装在垂直轴的顶端;太阳能光伏板,其固定拼接成具有抛物面形,并且通过支撑轴上的支架与支撑轴固定连接;驱动电机,其与支撑轴电联,能够用于使支撑轴旋转;角度传感器,与支撑轴电联,能够用于监测支撑轴的旋转角度;光伏板控制器,其同时电联角度传感器和驱动电机;风电互补控制器,其同时电联发电机和太阳能光伏板。本发明专利技术公开了一种基于风光互补系统的太阳能光伏发电装置的光伏板节方法。

【技术实现步骤摘要】
一种基于风光互补系统的太阳能光伏发电装置及其光伏板调节方法
本专利技术涉及风电互补发电系统应用领域,具体涉及一种基于风光互补系统的太阳能光伏发电装置及其光伏板调节方法。
技术介绍
能源是国民经济发展和人民生活必须的重要物质基础,在过去的200多年里,建立在煤炭、石油、天然气等化石燃料基础上的能源体系极大的推动了人类社会的发展。但是人类在使用化石燃料的同时,也带来了严重的环境污染和生态系统破坏。近年来,世界各国逐渐认识到能源对人类的重要性,更认识到常规能源利用过程中对环境和生态系统的破坏。各国纷纷开始根据国情,治理和缓解已经恶化的环境,并把可再生、无污染的新能源的开发利用作为可持续发展的重要内容。风光互补,是一套发电应用系统,该系统是利用太阳能电池方阵、风力发电机(将交流电转化为直流电)将发出的电能存储到蓄电池组中,当用户需要用电时,逆变器将蓄电池组中储存的直流电转变为交流电,通过输电线路送到用户负载处。是风力发电机和太阳电池方阵两种发电设备共同发电,风光互补发电系统利用风能和太阳能资源的互补性,具有较高性价比的一种新型能源发电系统,具有很好的应用前景。最初的风光互补发电系统,就是将风力机和光伏组件进行简单的组合,因为缺乏详细的数学计算模型,同时系统只用于保证率低的用户,导致使用寿命不长;太阳能光伏发电系统是利用太阳电池半导体材料的光伏效应,将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统,有独立运行和并网运行两种方式。独立运行的光伏发电系统需要有蓄电池作为储能装置,主要用于无电网的边远地区和人口分散地区,整个系统造价很高;在有公共电网的地区,光伏发电系统与电网连接并网运行,省去蓄电池,不仅可以大幅度降低造价,而且具有更高的发电效率和更好的环保性能。在现有技术中,风光互补发电系统中的太阳能光伏板大多是固定不动的,利用白天太阳光的照射来发电,由于地球自转,太阳光线随时都在变化,固定的太阳能光伏板接收的光线不能达到最大化,使得很多能量不能利用;同时,现有技术中,尽管有能简单调节位置的太阳能光伏板,但是随着太阳光线转动或者定时转动,由于不能随着储能装置的电量以及太阳光线等及时调节,也同样造成了太阳能光伏板接收的光线不能达到最大化,使风光互补发电系统中的能量不能最大化利用的问题。
技术实现思路
本专利技术设计开发了一种基于风光互补系统的太阳能光伏发电装置,本专利技术的专利技术目的是通过太阳能光伏板的合理布局,提高太阳能光伏板的光线利用率以及风光互补系统的发电功率。本专利技术设计开发了一种基于风光互补系统的太阳能光伏发电装置的调节方法,本专利技术的专利技术目的是解决太阳能光伏板的转动角度有效调节,使其达到良好的运行状态,提高太阳能光伏板对光线的接收率。本专利技术提供的技术方案为:一种基于风光互补系统的太阳能光伏发电装置,包括:基座,其内部安装发电机;垂直轴,其安装在所述基座上,所述垂直轴依次穿过下连接架和上连接架,并且与所述上连接架和所述下连接架转动连接,所述垂直轴的顶端还固定设置有支撑座;叶片,其固定安转在所述上连接架和所述下连接架之间,并且与所述垂直轴平行;支撑轴,其通过所述支撑座上的圆形通孔安装在所述垂直轴的顶端;太阳能光伏板,其固定拼接成具有抛物面形,并且通过所述支撑轴上的支架与所述支撑轴固定连接;驱动电机,其与所述支撑轴电联,能够用于使所述支撑轴旋转;角度传感器,与所述支撑轴电联,能够用于监测所述支撑轴的旋转角度;光伏板控制器,其同时电联所述角度传感器和所述驱动电机;风电互补控制器,其同时电联所述发电机和太阳能光伏板。优选的是,所述叶片的数量设置不少于3个。优选的是,还包括:负载储能装置,其同时电联所述光伏板控制器和所述风电互补控制器。优选的是,所述负载储能装置为多个电池单体串联而成的铅酸电池组。优选的是,还包括:底座,其上固定安装所述基座;支撑架,其套设在所述垂直轴上,设置在所述上连接架的上方;牵引绳,其一端固定在所述支撑架上,另一端固定在所述底座上。优选的是,所述叶片的表面涂有防水膜。一种基于风光互补系统的太阳能光伏发电装置的光伏板调节方法,使用如所述的发电装置,包括如下步骤:步骤一、采集所述发电机的输出功率和所述负载储能装置的负载电量;步骤二、通过所述风电互补控制器判断所述负载储能装置与所述太阳能光伏板断电或者通电;步骤三、当所述负载储能装置与所述太阳能光伏板通电时,通过采集光照入射角对所述太阳能光伏板进行旋转角度调节;其中,在所述步骤三中,采用模糊控制输出旋转角度对支撑轴进行调控进而对所述太阳能光伏板的旋转角度进行调节,包括如下步骤:分别将光照入射角、光照入射角变化率以及旋转角度转换为模糊论域中的量化等级;将光照入射角输入模糊控制模型,分为5个等级,将光照入射角变化率输入模糊控制模型,分为7个等级;模糊控制模型输出为所述旋转角度,分为7个等级;其中,所述光照入射角的论域为[0,45],所述光照入射角变化率的论域为[-1,1],所述旋转角度的论域为[-30,30],设量化因子都为1。优选的是,所述光照入射角的模糊集为{S,SM,M,MB,B},所述光照入射角变化率的模糊集为{NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB},所述旋转角度的模糊集为{NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB};隶属函数均选用三角函数。优选的是,在所述步骤二中,所述风电互补控制器采用模糊控制输出断电概率进而判断所述太阳能光伏板与所述负载储能装置是否断电,包括如下步骤:分别将输出功率变化率、负载电量变化率以及所述断电概率转换为模糊论域中的量化等级;将输出功率变化率以及负载电量变化率输入模糊控制模型,均分为7个等级;模糊控制模型输出为所述断电概率,分为5个等级;根据所述断电概率判断所述太阳能光伏板与所述负载储能装置是否断电;其中,所述输出功率变化率的论域为[-1,1],所述负载电量变化率的论域为[-1,1],所述断电概率的论域为[0,1],设量化因子都为1,设定断电概率的阈值为0.49~0.57中的一个值。优选的是,所述输出功率变化率的模糊集为{NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB},所述负载电量变化率的模糊集为{NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB},所述断电概率的模糊集为{S,SM,M,MB,B};隶属函数均选用三角函数。本专利技术与现有技术相比较所具有的有益效果:1、本专利技术采用抛物线面的太阳能光伏板能够对太阳光进行聚光作用,使太阳光在太阳能光伏板内部形成多次反射,提高太阳能光伏板光线的利用率,进而提高太阳能的利用率;2、本专利技术通过建立模糊控制的判断方法,风电互补控制器通过负载储能装置的负载电量和发电机的输出功率对太阳能光伏板与负载储能装置的通电与断电进行判断,进而优化储能结构体系,达到能量的最大利用;3、对支撑轴的旋转角度进行调控,进而带动太阳能光伏板进行调控,使其达到最佳的运行状态,从而提高太阳光利用率,通过建立模糊控制模型,使太阳能光伏板能够根据光入射角度进行及时转动调节,使太阳能光伏板接收的光线最大化,进而也达到能量的最大利用。附图说明图1为本专利技术所述的前侧立体结构示意图。图2为本专利技术所述的后侧立体结构示意图。图3为本专利技术所述的剖视图。图4为本专利技术所述的调节方法的流程图。图5为光照入射角的隶属函数。图6为光照入射角变化率的隶属函数。图7本文档来自技高网
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一种基于风光互补系统的太阳能光伏发电装置及其光伏板调节方法

【技术保护点】
一种基于风光互补系统的太阳能光伏发电装置,其特征在于,包括:基座,其内部安装发电机;垂直轴,其安装在所述基座上,所述垂直轴依次穿过下连接架和上连接架,并且与所述上连接架和所述下连接架转动连接,所述垂直轴的顶端还固定设置有支撑座;叶片,其固定安转在所述上连接架和所述下连接架之间,并且与所述垂直轴平行;支撑轴,其通过所述支撑座上的圆形通孔安装在所述垂直轴的顶端;太阳能光伏板,其固定拼接成具有抛物面形,并且通过所述支撑轴上的支架与所述支撑轴固定连接;驱动电机,其与所述支撑轴电联,能够用于使所述支撑轴旋转;角度传感器,与所述支撑轴电联,能够用于监测所述支撑轴的旋转角度;光伏板控制器,其同时电联所述角度传感器和所述驱动电机;风电互补控制器,其同时电联所述发电机和太阳能光伏板。

【技术特征摘要】
1.一种基于风光互补系统的太阳能光伏发电装置,其特征在于,包括:基座,其内部安装发电机;垂直轴,其安装在所述基座上,所述垂直轴依次穿过下连接架和上连接架,并且与所述上连接架和所述下连接架转动连接,所述垂直轴的顶端还固定设置有支撑座;叶片,其固定安转在所述上连接架和所述下连接架之间,并且与所述垂直轴平行;支撑轴,其通过所述支撑座上的圆形通孔安装在所述垂直轴的顶端;太阳能光伏板,其固定拼接成具有抛物面形,并且通过所述支撑轴上的支架与所述支撑轴固定连接;驱动电机,其与所述支撑轴电联,能够用于使所述支撑轴旋转;角度传感器,与所述支撑轴电联,能够用于监测所述支撑轴的旋转角度;光伏板控制器,其同时电联所述角度传感器和所述驱动电机;风电互补控制器,其同时电联所述发电机和太阳能光伏板。2.如权利要求1所述的基于风光互补系统的太阳能光伏发电装置,其特征在于,所述叶片的数量设置不少于3个。3.如权利要求1或2所述的基于风光互补系统的太阳能光伏发电装置,其特征在于,还包括:负载储能装置,其同时电联所述光伏板控制器和所述风电互补控制器。4.如权利要求3所述的基于风光互补系统的太阳能光伏发电装置,其特征在于,所述负载储能装置为多个电池单体串联而成的铅酸电池组。5.如权利要求4所述的基于风光互补系统的太阳能光伏发电装置,其特征在于,还包括:底座,其上固定安装所述基座;支撑架,其套设在所述垂直轴上,设置在所述上连接架的上方;牵引绳,其一端固定在所述支撑架上,另一端固定在所述底座上。6.如权利要求5所述的基于风光互补系统的太阳能光伏发电装置,其特征在于,所述叶片的表面涂有防水膜。7.一种基于风光互补系统的太阳能光伏发电装置的光伏板调节方法,其特征在于,使用如权利要求3-6所述的发电装置,包括如下步骤:步骤一、采集所述发电机的输出功率和所述负载储能装置的负载电量;步骤二、通过所述风电互补控制器判断所述负载储能装置与所述太阳能光伏板断电或者通电;步骤三、当所述负载储能装置与所述太阳能光伏板通电时,通过采集光照入射角对所述太阳能光伏板进行旋转角度调...

【专利技术属性】
技术研发人员:李光林李佳宝孙福明
申请(专利权)人:辽宁工业大学
类型:发明
国别省市:辽宁,21

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