一种风光互补供电系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种风光互补供电系统，包括：太阳能电池板输入控制电路，用于连接太阳能电池板，并将输入的第一输入电压转换成第一直流充电电压；风能发电机输入控制电路，用于连接风能发电机，并将输入的第二输入电压转换成第二直流充电电压；充电控制电路，用于连接太阳能电池板输入控制电路和风能发电机输入控制电路，并控制太阳能电池板输入控制电路和风能发电机输入控制电路对电池的充电过程；以及输出控制电路，用于连接电池，并将电池的直流输出电压转换成直流供电电压。通过上述结构，风光互补供电系统直接产生低压直流输出供负载使用，避免了使用逆变系统所带来的损耗。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种风光互补供电系统
本技术涉及一种供电系统，特别涉及一种风光互补供电系统。
技术介绍
在全球能源日趋紧张的今天，太阳能供电及风能发电正在逐步普及。目前国内和国际所 流行的太阳能光伏供电系统利用太阳能电池板的光伏效应将太阳能转化成电能，再利用包括 蓄电池在内的控制系统来实现灯光照明。然而，虽然上述方案利用太阳能源局部缓解了电力 紧张，但也存在其技术瓶颈问题，例如在持续几天的阴雨天气条件下，太阳能板将无法供 电，蓄电池的电量将逐步耗尽，最后要切换至常规电力系统。风能发电系统则是通过风能发电机将自然风能转换为电能，再利用包括蓄电池在内的控 制系统来实现灯光照明。风能发电系统的不足在于当遇到无风的天气时将无法供电。国内外的一些企业已开始尝试将太阳能供电和风能发电二者进行结合，以相互取长补短 ，来提供持续的电力。然而，目前现有的风光互补供电系统多采用逆变系统，其缺陷是在目 前的逆变过程中所损耗的电能约为50%，使风电互补系统的成本居高不下。
技术实现思路
为了克服现有技术的风光互补供电系统中采用的逆变系统效率低下的技术问题，本实用 新型提供了一种采取低压直流输出的高效风光互补供电系统。本技术为实现上述目的而采用的技术方案是提供一种风光互补供电系统，包括 太阳能电池板输入控制电路，用于连接太阳能电池板，并将输入的第一输入电压转换成第一 直流充电电压；风能发电机输入控制电路，用于连接风能发电机，并将输入的第二输入电压 转换成第二直流充电电压；充电控制电路，用于连接太阳能电池板输入控制电路和风能发电 机输入控制电路，并控制太阳能电池板输入控制电路和风能发电机输入控制电路对电池的充 电过程；以及输出控制电路，用于连接电池，并将电池的直流输出电压转换成直流供电电压根据本技术的一种优选实施方式，太阳能电池板输入控制电路包括用于将第一输入 电压降压成第一直流充电电压的第一脉宽调制降压电路，风能发电机输入控制电路包括用于 将第二输入电压降压成第二直流充电电压的第二脉宽调制降压电路。根据本技术的一种优选实施方式，太阳能电池板输入控制电路还包括用于检测第一输入电压且基于第一输入电压的检测结果控制第一脉宽调制降压电路的第一输入电压检测电 路，风能发电机输入控制电路包括用于检测第二输入电压且基于第二输入电压的检测结果控 制第二脉宽调制降压电路的第二输入电压检测电路。根据本技术的一种优选实施方式，太阳能电池板输入控制电路还包括用于检测第一 脉宽调制降压电路的第一输出电流且基于第一输出电流的检测结果控制第一脉宽调制降压电 路的第一输出电流检测电路，风能发电机输入控制电路还包括用于检测第二脉宽调制降压电 路的第二输出电流且基于第二输出电流的检测结果控制第二脉宽调制降压电路的第二输出电 流检测电路。根据本技术的一种优选实施方式，充电控制电路包括用于检测电池的充电电流且基 于充电电流的检测结果控制第一脉宽调制降压电路和第二脉宽调制降压电路的充电电流检测 电路以及用于检测电池的充电电压或直流输出电压且基于充电电压或直流输出电压的检测结 果控制第一脉宽调制降压电路、第二脉宽调制降压电路或输出控制电路的电池电压检测电路根据本技术的一种优选实施方式，当充电电压高于第一阈值时，电池电压检测电路 控制第一脉宽调制降压电路和第二脉宽调制降压电路关闭，当直流输出电压低于第二阈值时 ，电池电压检测电路控制输出控制电路关闭。根据本技术的一种优选实施方式，输出控制电路包括用于将直流输出电压升压成直 流供电电压的脉宽调制升压电路。根据本技术的一种优选实施方式，输出控制电路进一步包括用于检测直流供电电压 以使脉宽调制升压电路基于直流供电电压的检测结果来进行脉宽调节的反馈电路。根据本技术的一种优选实施方式，输出控制电路进一步连接太阳能电池板输入控制 电路和风能发电机输入控制电路，并将第一直流充电电压和第二直流充电电压转换成直流供 电电压。根据本技术的一种优选实施方式，风光互补供电系统包括多个并联连接的风能发电 机输入控制电路。通过上述结构，风光互补供电系统可以产生低压直流输出，避免了使用逆变系统所带来 的损耗，并且电路简单可靠。此外，本技术充分考虑了各种极端的情况，提供了过压、 欠压、过流保护，并且利用脉宽调制升压及降压技术，效率高，可以实现最大限度的能量转 换。附图说明图l是根据本技术的风光互补供电系统的方框示意图； 图2是根据本技术一具体实施例的风光互补供电系统的方框示意图； 图3是根据本技术一具体实施例的输入控制电路的电路图； 图4是图3所示的输入控制电路中的输入电压检测电路的电路图； 图5是图3所示的输入控制电路中的输出电流检测电路的电路图； 图6是根据本技术一具体实施例的充电控制电路的电路图； 图7是图6所示的充电控制电路中的电池电压检测电路的电路图； 图8是根据本技术一具体实施例的输出控制电路的电路图； 图9是图8所示的输出控制电路中的反馈电路的电路图。具体实施方式如图1所示，图l是根据本技术的风光互补供电系统的方框示意图。在本技术中 ，风光互补供电系统主要包括如下电路模块太阳能电池板输入控制电路、风能发电机输入 控制电路、充电控制电路以及输出控制电路。太阳能电池板输入控制电路连接太阳能电池板 ，并将从太阳能电池板直接输入或经其它元件转换后输入的输入电压转换成第一直流充电电 压。风能发电机输入控制电路连接风能发电机，并将从风能发电机直接输入或经其它元件转 换后输入的输入电压转换成第二直流充电电压。充电控制电路连接上述两个输入控制电路， 并控制二者对电池的充电过程。输出控制电路连接电池，并将电池的直流输出电压转换成直 流供电电压，以对负载进行直流供电。负载可以是结合LED灯或直流无极灯的公共照明系统 ，例如路灯、庭院灯、楼道灯、指示灯及地下停车场等公共照明。在本技术中，输出控制电路还可进一步连接太阳能电池板输入控制电路和风能发电 机输入控制电路，并将二者的直流输出电压直接转换成直流供电电压，以供负载使用。如图2所示，图2是根据本技术一具体实施例的风光互补供电系统的方框示意图。在 图2中，太阳能电池板输入控制电路U1的接口J1可连接到充电控制电路U5的接口J2，并经接 口J9连接至太阳能电池板。风能发电机输入控制电路U2、 U3、 U4的接口J3、 J5、 J7分别连接 到充电控制电路U5的接口J4、 J6、 J8，以使风能发电机输入控制电路U2、 U3、 U4并联连接到 充电控制电路U5。风能发电机输入控制电路U2、 U3、 U4进一步经接口J10连接至风能发电机 。充电控制电路U5对电池BT1进行充电。输出控制电路U6将电池BT1的直流输出电压转换成直 流供电电压后经接口J11输出，以供负载使用。如图3所示，图3是根据本技术一具体实施例的输入控制电路的电路图。在图3中， 太阳能电池板输入控制电路U1采用脉宽调制降压电路，将来自太阳能电池板的输入电压直流降压成16V，经接口J1输出到充电控制电路U5给电池BT1充电或直接经过输出控制电路U6升压 成24V供给负载使用。在本实施例中，脉宽调制降压电路是基于LM2596芯片，其中电阻R1、 R2用于设定LM本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风光互补供电系统，其特征在于：所述风光互补供电系统包括：　太阳能电池板输入控制电路，用于连接太阳能电池板，并将输入的第一输入电压转换成第一直流充电电压；　风能发电机输入控制电路，用于连接风能发电机，并将输入的第二输入电压转换 成第二直流充电电压；　充电控制电路，用于连接所述太阳能电池板输入控制电路和所述风能发电机输入控制电路，并控制所述太阳能电池板输入控制电路和所述风能发电机输入控制电路对电池的充电过程；以及　输出控制电路，用于连接所述电池，并将所述 电池的直流输出电压转换成直流供电电压。

【技术特征摘要】
1.一种风光互补供电系统，其特征在于所述风光互补供电系统包括太阳能电池板输入控制电路，用于连接太阳能电池板，并将输入的第一输入电压转换成第一直流充电电压；风能发电机输入控制电路，用于连接风能发电机，并将输入的第二输入电压转换成第二直流充电电压；充电控制电路，用于连接所述太阳能电池板输入控制电路和所述风能发电机输入控制电路，并控制所述太阳能电池板输入控制电路和所述风能发电机输入控制电路对电池的充电过程；以及输出控制电路，用于连接所述电池，并将所述电池的直流输出电压转换成直流供电电压。2.根据权利要求l所述的风光互补供电系统，其特征在于，所述太阳 能电池板输入控制电路包括用于将所述第一输入电压降压成所述第一直流充电电压的第一脉 宽调制降压电路，所述风能发电机输入控制电路包括用于将所述第二输入电压降压成所述第 二直流充电电压的第二脉宽调制降压电路。3.根据权利要求2所述的风光互补供电系统，其特征在于，所述太阳 能电池板输入控制电路还包括用于检测所述第一输入电压且基于所述第一输入电压的检测结 果控制所述第一脉宽调制降压电路的第一输入电压检测电路，所述风能发电机输入控制电路 包括用于检测所述第二输入电压且基于所述第二输入电压的检测结果控制所述第二脉宽调制 降压电路的第二输入电压检测电路。4 根据权利要求2所述的风光互补供电系统，其特征在于，所述太阳 能电池板输入控制电路还包括用于检测所述第一脉宽调制降压电路的第一输出电流且基于所 述第一输出电流的检测结果控制所述第一脉宽调制降压电路的第一输出电流检测电路，所述 风能发电机输入控制电路还包括用于检测所述第二脉宽调制降压电路的第二输出电流且基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国庭，蔡志和，李县开，
申请(专利权)人：李国庭，蔡志和，李县开，
类型：实用新型
国别省市：94[]