专利名称：风光机综合辅助能源供给系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种辅助能源供给系统，尤其涉及一种综合利用风力、太阳能、柴油发 电机等的综合辅助能源供给系统。
背景技术：
在如船舶那样具有主能源供给系统和辅助能源供给系统的设备上，主能源系统提 供船舶等设备运转、航行的动力，而辅助能源供给系统也是重要的能源供给系统，其主要用 于提供轮船等设备的照明、驱动水泵以及各种船载仪器的电能供给。比如在船舶上，目前一 般采用柴油发电机加蓄电池的供电方式。采用此方式，当船舶停止航行时，要完全依赖蓄电 池供电。若蓄电池电能消耗完毕则必须重新启动发动机对蓄电池进行充电，这导致船舶的 油耗增加。随着太阳能技术以及风力发电机技术的发展，目前对于太阳能发电技术以及风力 发电技术的研究已经相当成熟，并已经能够单独利用太阳能发电或风力发电进行低成本的 电力供应。由于海洋、湖泊、河流上的太阳能和风力资源丰富，若能在船舶等设备上应用太 阳能发电技术或风力发电技术，以太阳能和风力来提供辅助能源，则可以减少传统发电方 式的耗油量，实现相当可观的节能效益，减少碳排放量。但由于太阳能发电以及风力发电 对自然条件的依赖性强，仅采用太阳能发电或风力发电很难满足辅助能源供给可靠性的要 求。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够利用太阳能与风能进行辅助能源供给，以减少油耗 和碳排放，同时又能解决太阳能发电和风力发电对自然条件的依赖所导致的可靠性问题。为实现以上目的，本发明的风光机综合辅助能源供给系统包含太阳能电池阵列1、 风力发电装置2、柴油发电机4、蓄电池5、辅助能源管理系统3、逆变系统6、以及直流变压系 统7。太阳能电池阵列1、风力发电装置2、柴油发电机4、蓄电池5分别连接于辅助能源管 理系统3的相应输入端，逆变系统6与直流变压系统7分别与辅助能源管理系统3的输出 端相连接，分别供给交流负载和直流负载电能。辅助能源管理系统(3)使太阳能电池阵列 (1)、风力发电装置(2)和柴油发电机(4)输出的电能互相补充，以优先利用光能和风能，并 稳定供给辅助能源。根据本发明，能够充分利用太阳能、风能等可再生绿色能源进行辅助能源供给，达 到节能减排目的，并在天气条件不佳等时候由传统的柴油发电机加蓄电池代替太阳能发电 和风力发电进行补充供电，这样能够大大减少辅助能源供给系统对自然条件的依赖，稳定 地提供辅助能源。
图1为显示本发明的实施方式的示意图。
具体实施例方式以下参照
本发明的最佳实施方式。以下以船用辅助能源供给系统为例说 明本发明的最佳实施方式，但是本发明并不限于船用辅助能源供给系统。图1为显示本发明的风光机综合辅助能源供给系统的一个实施方式的示意图。图1所示的风光机综合辅助能源供给系统包括太阳能电池阵列1、风力发电机2、 柴油发电机4、蓄电池5、辅助能源管理系统3、逆变系统6、以及直流变压系统7。比如，风力发电机2为小功率风力发电机。柴油发电机4为小型船用柴油发电机。 蓄电池5为船用蓄电池。逆变系统6将直流电变为交流电。图1中还显示有船用交流负载8，如节能灯、水泵等等，以及船用直流负载9，如LED 信号灯、LED照明灯等等。太阳能电池阵列1安装在船舶顶部等能长期光照的位置，风力发电机2安装在船 舶桅杆顶部等较高处，小型船用柴油发电机4、船用蓄电池5以及辅助能源管理系统3安装 在船舶的动力仓中。太阳能电池阵列1的输出电缆以及风力发电机2的输出电缆分别接在辅助能源管 理系统3的太阳能电池输入接口和风力发电机输入接口，船用蓄电池5的输出线接在辅助 能源管理系统3的专用电池接口。逆变系统6与直流变压系统7的输入端并联，共同接在 辅助能源管理系统3的输出接口。太阳能电池阵列1输出的直流电被引入辅助能源管理系 统3，风力发电机2输出的交流电通过整流也以直流电的形式引入辅助能源管理系统3。小 型船用柴油发电机4输出的交流电通过整流也以直流电的形式引入辅助能源管理系统3。 辅助能源管理系统3将太阳能电池阵列1、风力发电机2与小型船用柴油发电机4产生的电 能以直流电形式合流。辅助能源管理系统3的输出采用直流方式。逆变系统6把辅助能源 管理系统3输出的直流电转化为交流电供给船用交流负载8。直流变压系统7调节辅助能 源管理系统3输出的直流电为所需的电压，然后供给船用直流负载9。辅助能源管理系统3实时检测太阳能电池阵列1和风力发电机2的输出功率，以 及直流变压系统7和逆变系统6的输出功率，确定太阳能电池阵列1和风力发电机2的发 电功率，以及船用辅助用电消耗功率，并根据检测结果进行能源的统一调配，以充分利用太 阳能、风能等可再生绿色能源进行船舶辅助能源供给。具体讲，当太阳能电池阵列1和风力 发电机2的总发电功率大于船用辅助用电消耗功率时，辅助能源管理系统3将多余的直流 电能用来对船用蓄电池5进行充电。当太阳能电池阵列1和风力发电机2的总发电功率小 于船舶辅助用电消耗功率时，辅助能源管理系统3控制船用蓄电池5由充电状态转化为放 电状态，以补充供给船舶辅助能源，同时检测船用蓄电池5的电量。若蓄电池5的电量低于 警戒线时，辅助能源管理系统3自动启动船用柴油发电机4，并显示报警信息，以提醒船舶 轮机人员。这样可以保证船舶辅助能源供给的可靠性。如上所述，在本发明的风光机综合辅助能源供给系统中，太阳能电池阵列1、风力 发电机2、柴油发电机4的输出电能由辅助能源管理系统3进行直流合流，辅助能源管理系 统3根据太阳能电池阵列1和风力发电机2所产生的电能与船舶的实际辅助能源消耗情况 进行船用蓄电池5的充放电管理，和太阳能电池阵列1和风力发电机2与柴油发电机4的 切换。这样，能够最大限度地利用海面、湖面、河面上的光能、风能这种可循环的绿色能源，减少燃油消耗和碳排放。同时在长期无风无光的恶劣发电条件下，采用小型柴油发电机进 行能源补充，以保证船舶航行过程中辅助能源供给的可靠性。另外，由于本发明中配置有太阳能电池阵列1和风力发电机2来提供主要的辅助 能源，柴油发电机4可使用小型柴油发电机，与以往仅以柴油发电机提供辅助能源的方式 相比，可以减小柴油发电机的体积，节省船舶中动力装置占用的空间。以上以船用辅助能源供给系统为例说明了本发明的最佳实施方式，但是本发明并 不限于船用辅助能源供给系统。根据实际情况通过优化配置，本发明还可以应用于灯塔、哨 所等远离供电网络的偏远地区。
权利要求
一种风光机综合辅助能源供给系统，其特征为，包含太阳能电池阵列(1)、风力发电装置(2)、柴油发电机(4)、蓄电池(5)、辅助能源管理系统(3)、将直流电变为交流电的逆变系统(6)、以及直流变压系统(7)，其中，所述太阳能电池阵列(1)、所述风力发电装置(2)、所述柴油发电机(4)、所述蓄电池(5)分别连接于所述辅助能源管理系统(3)的相应输入端，所述逆变系统(6)与所述直流变压系统(7)与所述辅助能源管理系统(3)的输出端相连接，分别供给交流负载和直流负载电能，所述辅助能源管理系统(3)使所述太阳能电池阵列(1)、所述风力发电装置(2)和所述柴油发电机(4)输出的电能互相补充，以优先利用光能和风能，并稳定供给辅助能源。
2.根据权利要求1所述的风光机综合辅助能源供给系统，其特征为，所述辅助能源管 理系统⑶将所述太阳能电池阵列(1)、所述风力发电装置⑵与所述柴油发电机⑷所产 生的电能以直流电形式合流，然后输出直流电，供给用电负载。
3.根据权利要求2所述的风光机综合辅助能源供给系统，其特征为，所述辅助能源管理系统(3)输出的直流电经变压后供给所述直流负载； 所述逆变系统(6)将所述辅助能源管理系统(3)输出的直流电变换为交流电，供给所 述交流负载。
4.根据权利要求1所述的风光机综合辅助能源供给系统，其特征为，当所述太阳能电池阵列(1)和所述风力发电装置(2)的总发电功率大于辅助用电消耗 功率时，所述辅助能源管理系统(3)将多余的直流电能用来对所属蓄电池(5)进行充电。
5.根据权利要求1所述的风光机综合辅助能源供给系统，其特征为，当所述太阳能电池阵列⑴和所述风力发电装置⑵的总发电功率小于辅助用电消耗 功率时，所述辅助能源管理系统(3)控制所述蓄电池(5)由充电状态转化为放电状态，以补 充供给辅助能源。
6.根据权利要求5所述的风光机综合辅助能源供给系统，其特征为，所述辅助能源管理系统(3)检测所述蓄电池(5)的电量，当所述蓄电池(5)的电量低 于警戒线时，所述辅助能源管理系统(3)启动所述柴油发电机(4)，并显示报警信息。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的风光机综合辅助能源供给系统，其特征为，该风 光机综合辅助能源供给系统是用做船舶的辅助能源供给系统。
全文摘要
本发明提供一种风光机综合辅助能源供给系统，包括太阳能电池阵列(1)、风力发电装置(2)、柴油发电机(4)、蓄电池(5)、辅助能源管理系统(3)、将直流电变为交流电的逆变系统(6)、以及直流变压系统(7)。辅助能源管理系统(3)使太阳能电池阵列(1)、风力发电装置(2)与柴油发电机(4)输出的电能互相补充，以优先利用光能和风能，并稳定供给辅助能源。这样，能够最大限度利用光能、风能这种可循环的绿色能源，减少燃油消耗和碳排放，同时，在无风无光的恶劣发电条件下，又可采用柴油发电机进行能源补充，保证辅助能源供给的可靠性。
文档编号H02J7/00GK101938225SQ20091024667
公开日2011年1月5日 申请日期2009年12月1日 优先权日2009年12月1日
发明者邵威, 邵汉琦 申请人:邵汉琦