太阳能风能及市电一体电源的供电系统设计
2012-08-14吴正昌
电子设计工程 2012年12期
吴正昌,覃 岭
(1.贵州电子信息职业技术学院 贵州 凯里 556000;2.顺德职业技术学院 广东 顺德 528333)
利用太阳能、风能,加上市电构成三能一体的供电系统[1],对节能型的LED供电,是一种具有较高性价比的新型供电系统。风能和太阳能具有天然的互补优势[2],白天太阳光强,夜晚风大;夏天日照好,风弱;冬天季节风大,日照少。在自然风能和光能都很弱的情况下,启动市电作为备用供电电源[3-4],保证负载在长效可靠的状态下稳定的工作。
1 照明系统的组成
本系统主要由供电电源系统、控制系统、蓄电池、LED负载、逆变器等组成,如图1所示。

图1 照明系统的组成Fig.1 Composition of the lighting system
1.1 电源部分
电源部分主要由一台或多台风力发电机(内含风力机控制器)、太阳能光伏电池板(内含光电板控制器)、220 V市电组成。
1)风力发电机 利用风力机将电能转化为机械能,然后通过风力发电机将机械能转化为电能。通过控制器的控制,一是将电能直接供给直流负载LED灯或经DC/AC逆变器供给交流负载[5],二是将多余的电能对蓄电池组进行充电。风力发电机输出功率[6]为

式中:R为风轮叶片半径;V为风速;Cp为风能利用系数,最大值为0.593。
风轮叶片有定浆距和变浆距之分。定浆距风力机在额定风速以下的风速范围,Cp达不到最佳值,输出功率低;超出额定风速后,Cp也会偏离最佳值,输出功率降低;只有在额定风速时Cp有最佳值,使输出功率最大。变浆距风力机,启动时通过调节浆距角可以使Cp最大,输出功率较大;超出额定风速后,通过调节浆距角使Cp保持在最佳,输出功率保持在额定值。……
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