一种微型风光互补发电装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及发电技术，尤其涉及一种微型风光互补发电装置。 技术背景
[0002] 随着社会科技的进步，越来越多的科研仪器、通信基站和数据采集终端等小功率 设备被广泛应用于人们的工作和生活中，与其相匹配的小功率发电装置比较少，所以研制 配置科学、安全高效和稳定可靠的微型风光互补发电装置，具有一定的现实意义。
[0003] 市场上的风光互补发电装置普遍存在能源利用率低，电池寿命相对较短，不易携 带等缺点。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种微型风光互 补发电装置。
[0005] 本实用新型的目的是这样实现的：
[0006] 鉴于风能与光能在时间、地域和资源上互补性强的特点，本实用新型是一种风光 互补的发电方案，弥补风能和光能单独发电时的缺陷，共享控制器、蓄电池和逆变器等资 源，充分合理地收集、转化能源，降低成本，提高收益，适用于科研仪器、通信基站和数据采 集终端等小功率设备的供电。
[0007] 具体地说，本装置包括包括由双轴跟踪太阳能发电机和微型风力发电机组成的智 能发电机，由太阳能开关和风能开关组成的太阳能和风能开关，由可调斩波电路和PWM控 制开关组成智能充电器，蓄电池，负载开关，负载，四方位光照传感器以及微控制平台；
[0008] 其位置和连接关系是：
[0009] 智能发电机、太阳能和风能控制开关、智能充电器、蓄电池、负载开关和负载依次 连接；
[0010] 微控制平台分别与双轴跟踪太阳能发电机、太阳能和风能开关、PWM控制开关、蓄 电池、负载开关和四方位光照传感器连接；
[0011] 所述的双轴跟踪太阳能发电机由太阳能电池板和双轴跟踪装置组成，所述的四方 位光照传感器由四个光照传感器组成，在同一平面放置，该平面与太阳能电池板所在的平 面平行，放置方位为东、西、南、北四个方向，呈菱形阵列。
[0012] 本实用新型具有以下优点和积极效果：
[0013] 1、尚效利用太阳能
[0014] 利用双轴跟踪太阳能发电机，相比普通太阳能板可提高输出电功率达30~40% ;
[0015] 2、保护蓄电池和延长蓄电池寿命
[0016] 微控制平台对比采样电压与阈值电压，控制电量的输入及负载的输出，防止过充 过放；控制蓄电池的充电方式，使蓄电池最大程度按照最佳充电曲线进行充电，相对市场普 通不加保护措施的充放电方法，可延长蓄电池寿命达20~30% ;
[0017] 3、适用于科研仪器、通信基站和数据采集终端等小功率设备供电
[0018] 硬件包括微型风力发电机、双轴跟踪太阳能发电机、蓄电池以及集成控制器，便于 携带，输出电压为5~38V可调，能满足小功率设备的工作电压。
【附图说明】
[0019] 图1是本装置的结构方框图；
[0020] 图2是四方位光照传感器70的排列图；
[0021] 图3是数字开关的电路原理图；
[0022] 图4是可调斩波电路31的电原理图；
[0023] 图中：
[0024] 10-智能发电机，
[0025] 11一双轴跟踪太阳能发电机，
[0026] 12-微型风力发电机；
[0027] 20-太阳能和风能开关，
[0028] 21-太阳能开关，22-风能开关；
[0029] 30-智能充电器，
[0030] 31-可调斩波电路，
[0031] 32-PWM控制开关；
[0032]40-蓄电池；
[0033]50-负载开关；
[0034] 60-负载；
[0035]70-四方位光照传感器；
[0036]80-太阳能和风能，
[0037]81一太阳能，82-风能；
[0038] 90-微控制平台（MSP430H49)。
【具体实施方式】
[0039] 下面结合附图和实施例详细说明：
[0040] -、装置
[0041] 1、总体
[0042] 如图1，本装置包括由双轴跟踪太阳能发电机11和微型风力发电机12组成的智能 发电机10,由太阳能开关21和风能开关22组成的太阳能和风能开关20,由可调斩波电路 31和PWM控制开关32组成智能充电器30,蓄电池40,负载开关50,负载60,四方位光照传 感器70以及微控制平台90;
[0043] 其位置和连接关系是：
[0044] 智能发电机10、太阳能和风能控制开关20、智能充电器30、蓄电池40、负载开关50 和负载60依次连接；
[0045] 微控制平台90分别与双轴跟踪太阳能发电机11、太阳能和风能开关20、PWM控制 开关32、蓄电池40、负载开关50和四方位光照传感器70连接；
[0046] 所述的双轴跟踪太阳能发电机11由太阳能电池板和双轴跟踪装置组成，所述的 四方位光照传感器70由四个光照传感器组成，在同一平面放置，该平面与太阳能电池板所 在的平面平行，放置方位为东、西、南、北四个方向，呈菱形阵列。
[0047] 2、功能部件
[0048] 1)智能发电机10
[0049] 智能发电机10由并联的双轴跟踪太阳能发电机11和微型风力发电机12组成；
[0050] (1)双轴跟踪太阳能发电机11
[0051] 双轴跟踪太阳能发电机11由太阳能电池板和双轴跟踪装置组成。
[0052] *太阳能电池板选用Eco-Worthy公司的IC0-SPC-20W多晶硅太阳能电池板；
[0053] 峰值电压：17. 8伏特，峰值电流：1. 20安培，开路电压：22. 0伏特，短路电流：1. 30 安培。
[0054] *双轴跟踪装置选用RUNYUAN的RY-MINI-B双轴跟踪装置；
[0055] 水平角度：0~355° (可调节），方位角角度：-45°~+45° (10°~90° )，包 括水平电机和高度电机各1只。
[0056] 太阳能电池板的电压输出端接太阳能开关21的输入端。
[0057] (2)微型风力发电机12
[0058] 微型风力发电机11选用丹麦Vestas风力发电机；
[0059] 额定功率：50瓦，额定电流：2. 2安培，启动风速：3米/秒，安全风速：45米/秒；
[0060] 微型风力发电机11的电压输出端接风能开关22的输入端。
[0061] 2、太阳能和风能控制开关20
[0062] 太阳能和风能控制开关20包括太阳能开关21和风能开关22,均为一种数字开 关；
[0063] 如图3,数字开关是一种由场效应管和与三极管组成的数字开关。
[0064] 数字开关的控制端3B连接微控制平台90的10端口，当10端口输出高电平时则 开关导通，输出端3C的电压值等于输入端3A电压值；当10端口输出低电平时则开关关闭， 输出端3C的电压值等于0。
[0065] 3、智能充电器30
[0066] 智能充电器30由前后串联的可调斩波电路31和PWM控制开关32组成。
[0067] 1)可调斩波电路31
[0068] 如图4,可调斩波电路31是一种稳压电路。
[0069] 其功能是将双轴跟踪太阳能发电机11和微型风力发电机12的输出电压稳定至蓄 电池40合适的充电电压范围内。
[0070] 图4的4C端口为升压电路的输出端，其输出电压Vwtl为：
[0071]
【主权项】
1. 一种微型风光互补发电装置，其特征在于： 包括由双轴跟踪太阳能发电机（11)和微型风力发电机（12)组成的智能发电机（10)， 由太阳能开关（21)和风能开关（22)组成的太阳能和风能开关（20)，由可调斩波电路（31) 和PWM控制开关（32 )组成智能充电器（30 )，蓄电池（40 )，负载开关（50 )，负载（60 )，四方位 光照传感器（70)以及微控制平台（90); 其位置和连接关系是： 智能发电机（10)、太阳能和风能控制开关（20)、智能充电器（30)、蓄电池（40)、负载开 关（50)和负载（60)依次连接； 微控制平台（90)分别与双轴跟踪太阳能发电机（11)、太阳能和风能开关（20)、PWM控 制开关（32)、蓄电池（40)、负载开关（50)和四方位光照传感器（70)连接； 所述的双轴跟踪太阳能发电机（11)由太阳能电池板和双轴跟踪装置组成； 所述的四方位光照传感器（70)由四个光照传感器组成，在同一平面放置，该平面与太 阳能电池板所在的平面平行，放置方位为东、西、南、北四个方向，呈菱形阵列。
【专利摘要】本实用新型公开了一种微型风光互补发电装置，涉及发电技术。本装置是：智能发电机（10）、太阳能和风能控制开关（20）、智能充电器（30）、蓄电池（40）、负载开关（50）和负载（60）依次连接；微控制平台（90）分别与双轴跟踪太阳能发电机（11）、太阳能和风能开关（20）、PWM控制开关（32）、蓄电池（40）、负载开关（50）和四方位光照传感器（70）连接。本实用新型高效利用太阳能；保护蓄电池和延长蓄电池寿命；适用于科研仪器、通信基站和数据采集终端等小功率设备供电。
【IPC分类】H02S10-20, H02S20-32, H02S10-12
【公开号】CN204425231
【申请号】CN201520142329
【发明人】贾欣, 杨春勇, 侯金, 江维, 蒋明伟, 刘爽, 倪文军
【申请人】中南民族大学
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年3月13日