一種風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電儲能系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電儲能系統(tǒng)，其主要技術(shù)特點(diǎn)是：包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)、光伏組件、超級電容器組、新能源控制器、鋰電池組和負(fù)載，所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)和光伏組件的輸出端共同連接到新能源控制器，該新能源控制器分別與鋰電池組、超級電容器組和負(fù)載相連接。本發(fā)明設(shè)計合理，充分利用風(fēng)、光等自然資源，將鋰離子電池和超級電容器組共同作為儲能裝置，配以效率更高的新能源控制器給負(fù)載供電，在上述情況下，把風(fēng)力發(fā)電機(jī)、光伏組件產(chǎn)生的微弱電能收集起來；解決了在自然條件較差時不能收集能量的問題，減少了鋰電池的循環(huán)次數(shù)，提高了系統(tǒng)的效率，延長了給負(fù)載的供電時間。
【專利說明】—種風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電儲能系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于新能源【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電儲能系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能和風(fēng)能是最普遍的自然資源，兩者在時間上和地域上都有很強(qiáng)的互補(bǔ)性，也是取之不盡的可再生能源。太陽能和風(fēng)能在時間上的互補(bǔ)性使風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)在資源上具有最佳的匹配性，也是資源配置條件最好的獨(dú)立電源系統(tǒng)。但是，常規(guī)的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)在弱風(fēng)、弱光條件下，風(fēng)機(jī)或太陽能板的輸出能力下降，輸出電壓平于或低于電池組的電壓，不能給電池充電，這部分能量就被舍棄了。如果長期出現(xiàn)弱風(fēng)或遭遇連續(xù)的陰雨天氣，就不能保證負(fù)載的用電需求，電池組也可能因放電后長期得不到補(bǔ)充而出現(xiàn)損壞，或?qū)ζ鋲勖a(chǎn)生不利影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電儲能系統(tǒng)，解決了在長期出現(xiàn)弱風(fēng)或遭遇連續(xù)的陰雨天氣不能保證負(fù)載用電需求的問題。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0005]一種風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電儲能系統(tǒng)，包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)、光伏組件、超級電容器組、新能源控制器、鋰電池組和負(fù)載，所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)和光伏組件的輸出端共同連接到新能源控制器，該新能源控制器分別與鋰電池組、超級電容器組和負(fù)載相連接。
[0006]而且，所述的超級電容器組是由多個電容串聯(lián)構(gòu)成的一個串聯(lián)支路電容器組。
[0007]而且，所述的鋰電池組采用LiFeP04為正極的鋰離子二次電池。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0009]1、本系統(tǒng)充分利用風(fēng)、光等自然資源，將鋰離子電池和超級電容器組共同作為儲能裝置，配以效率更高的新能源控制器給負(fù)載供電，在上述情況下，把風(fēng)力發(fā)電機(jī)、光伏組件產(chǎn)生的微弱電能收集起來，儲存到超級電容器組或鋰電池組內(nèi)，保證電池組每天得到有效的電能補(bǔ)充，不會造成因過放而損壞電池組，對提高系統(tǒng)的效率及延長負(fù)載供電時間有良好的效果；同時，在大電流充電或負(fù)載瞬時大電流啟動的情況下可以實現(xiàn)短時大電流能量的高效收集和釋放，避免鋰電池組受到大電流的沖擊和由于難以短時接收高的充電電流而出現(xiàn)能量收集不完全的狀況。
[0010]2、本系統(tǒng)將超級電容器組與鋰電池配合使用，風(fēng)機(jī)、太陽能板產(chǎn)生的能量通過新能源控制器優(yōu)先給超級電容器進(jìn)行充電(或其優(yōu)先于鋰電池進(jìn)行放電)，這樣，不僅能減少鋰離子電池的循環(huán)次數(shù)，延長其壽命，還能提供較大的功率，防止大功率輸出對鋰電池壽命的影響，使得超級電容器和鋰電池的特性得以優(yōu)勢互補(bǔ)，性能得以充分發(fā)揮。
[0011]3、本發(fā)明設(shè)計合理，解決了在自然條件較差時不能收集能量的問題，減少了鋰電池的循環(huán)次數(shù)，提高了系統(tǒng)的效率，延長了給負(fù)載的供電時間?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的電路方框圖；
[0013]圖2是圖1中超級電容器組電路示意圖。
【具體實施方式】
[0014]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例做進(jìn)一步詳述:
[0015]一種風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電儲能系統(tǒng)，如圖1所示，包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)1、光伏組件2、超級電容器組3、新能源控制器4、鋰電池組5和負(fù)載6，所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)和光伏組件的輸出端共同連接到新能源控制器，該新能源控制器分別與鋰電池組、超級電容器組和負(fù)載相連接。鋰電池組與傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池相比，是一種能量密度高、循環(huán)壽命長、倍率性能好以及對環(huán)境友好無污染等高性能的可充電綠色電池；以LiFePCM為正極的鋰離子二次電池?zé)o疑具有其自身的優(yōu)點(diǎn)，如更安全、更環(huán)保和更廉價而倍受關(guān)注，成為最具優(yōu)勢的鋰電池。
[0016]如圖2所示，超級電容器組是由多個電容串聯(lián)構(gòu)成的一個串聯(lián)支路電容器組，具體包括:電容Cu、C"、……Cg依次串聯(lián)連接為第一個電容組，電容C2_1、C2_2……C2_n依次串聯(lián)連接為第二個電容組，電容ClriXlrf……Cn_n依次串聯(lián)連接為第η個電容組，然后將第一個電容組、第二個電容組、……第η個電容組串聯(lián)組成超級電容器組。超級電容器組作為儲能裝置，具有較大的容量、較高的能量、較寬的工作溫度范圍和極長的使用壽命，其與傳統(tǒng)電容器相比，具有功率密度大，循環(huán)壽命長，可大電流充放電，低溫特性好等特點(diǎn)，但是，其容量卻不能與鋰離子電池相提并論。本系統(tǒng)將超級電容器與鋰離子電池相結(jié)合，共同作為儲能裝置，將形成優(yōu)勢互補(bǔ)，形成高容量、高功率、長壽命的混合儲能系統(tǒng)，其各自的優(yōu)勢將得以發(fā)揮。
[0017]本發(fā)明的工作原理 為:充電時，在微風(fēng)、弱光條件下，風(fēng)力發(fā)電機(jī)、光伏組件所產(chǎn)生的電壓較低，達(dá)不到鋰電池的充電電壓最低值VI，所產(chǎn)生的電能只能通過新能源控制器進(jìn)入超級電容器組，超級電容器組充電達(dá)到鋰電池的充電電壓最低值Vl后，超級電容器組的電能通過新能源控制器向鋰電池穩(wěn)定充電；當(dāng)超級電容器組電壓降低至設(shè)定電壓V2后，新能源控制器停止向鋰電池充電，等待超級電容器組再次由風(fēng)力發(fā)電機(jī)和光伏組件充電至Vl再次工作；當(dāng)鋰電池組充滿電后，內(nèi)部保護(hù)板自動斷開，新能源控制器不能對其充電，只能給超級電容器組充電，將其充電至超級電容器組保護(hù)限定電壓值時，新能源控制器停止向其充電。放電時，首先由超級電容器組給負(fù)載供電，當(dāng)超級電容器組電量不足時，鋰電池組通過新能源控制器給負(fù)載供電，同時通過新能源控制器給超級電容器組補(bǔ)充電量。
[0018]在晨、昏、陰天光照較弱或弱風(fēng)的情況下，風(fēng)力發(fā)電機(jī)、光伏電池電壓平于或低于電池組電壓，常規(guī)的風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)不能收集這些微弱的能量。而本系統(tǒng)所用超級電容器組、鋰電池配合高效的新能源控制器，能在上述情況下，把風(fēng)力發(fā)電機(jī)、光伏電池產(chǎn)生的微弱電能收集起來，儲存到超級電容或電池組內(nèi)，保證電池組每天得到有效的電能補(bǔ)充，不會造成因過放而損壞電池組，對提高系統(tǒng)的效率及延長負(fù)載供電時間有良好的效果。同時，在大電流充電或負(fù)載瞬時大電流啟動的情況下可以實現(xiàn)短時大電流能量的高效收集和釋放，避免電池組受到大電流的沖擊和由于難以短時接收高的充電電流而出現(xiàn)能量收集不完全的狀況。同時，由于超級電容器具有很長的循環(huán)壽命，并能提供遠(yuǎn)大于鋰離子電池的輸出功率，風(fēng)機(jī)、太陽能板產(chǎn)生的能量通過新能源控制器優(yōu)先給超級電容器進(jìn)行充電(或其優(yōu)先于鋰電池進(jìn)行放電)，這樣，不僅能減少鋰離子電池的循環(huán)次數(shù)，延長其壽命，還能夠提供較大的功率，防止大功率輸出對鋰電池壽命的影響，使得超級電容器和鋰電池的特性得以優(yōu)勢互補(bǔ)，性能得以充分發(fā)揮。
[0019]需要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發(fā)明包括并不限于【具體實施方式】中所述的實施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出的其他實施方式，同樣屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電儲能系統(tǒng)，其特征在于:包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)、光伏組件、超級電容器組、新能源控制器、鋰電池組和負(fù)載，所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)和光伏組件的輸出端共同連接到新能源控制器，該新能源控制器分別與鋰電池組、超級電容器組和負(fù)載相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電儲能系統(tǒng)，其特征在于:所述的超級電容器組是由多個電容串聯(lián)構(gòu)成的一個串聯(lián)支路電容器組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電儲能系統(tǒng)，其特征在于:所述的鋰電池組采用LiFeP04為正極的鋰離子二次電池。
【文檔編號】H02J7/35GK103441563SQ201310330332
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月1日
【發(fā)明者】李聰利, 趙宇營, 李俊偉, 鄭悅, 張弛, 顧德明, 楊法 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)天津市電力公司, 天津市三源電力設(shè)備制造有限公司