專利名稱：太陽能、自來水水能、風能互補集中供電的家用節(jié)能供電系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及太陽能、自來水水能、風能等可再生能源相關領域，公開了一種環(huán)保節(jié) 能型太陽能、自來水水能、風能集中供電的家用新能源節(jié)能系統(tǒng)。
背景技術：
隨著煤、油等一次性資源的減少，中國乃至全世界都在努力開發(fā)可再生資源。國內(nèi) 現(xiàn)有的風光互補照明技術原理大多數(shù)均是基于發(fā)電設備與燈具的結合，即將發(fā)電設備、蓄 電池作為部件直接安裝于風光互補照明燈具，也有部分住宅采用風光互補發(fā)電系統(tǒng)與用電 設備分開設置的供電系統(tǒng)，但是普遍存在容量不足，供電穩(wěn)定性較差，但大多數(shù)供電對象為 短時間用電設備，即使能滿足容量要求，投資又過大，一般家庭難以承受。特別是自來水出 水存在的水能，基本上還沒有被利用，還有著廣闊的利用前景。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術的缺點，在具備一定風力、光照條件和集中供 水的自來水系統(tǒng)的條件下，設計一個基本無須外部補充供電的太陽能、自來水水能、風能或 互補集中供電系統(tǒng)，實現(xiàn)將太陽能發(fā)電設備、風能發(fā)電設備、自來水發(fā)電設備、蓄電設備獨 立于現(xiàn)有供電系統(tǒng)之外，并通過逆變電路對家庭一般用電設備進行供電。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，一種太陽能、自來水水能、風能互補集中供電的家用 新能源節(jié)能系統(tǒng)，其特征是設有太陽能發(fā)電裝置、風能發(fā)電裝置、自來水發(fā)電裝置、控制整 流裝置、逆變器、蓄電設備、市電接入裝置，太陽能發(fā)電裝置、風能發(fā)電裝置、自來水水能裝 置分別連接控制整流裝置和蓄電設備，蓄電設備通過逆變器實現(xiàn)DC/AC轉(zhuǎn)換后向用電設備 {共 ο所述的太陽能發(fā)電裝置可以是單晶硅、多晶硅、非晶硅太陽能光伏電池中的任一 種，光伏組或光伏陣列的選擇，根據(jù)所在地區(qū)太陽能輻射量和系統(tǒng)風光水資源配置情況決 定。通常發(fā)電功率按照300-1000W選擇。所述的風能發(fā)電裝置可以是交流發(fā)電機也可以是直流發(fā)電機，如是直流發(fā)電機則 器控制器中不需要整流功能，交流發(fā)電裝置可以是單相或三相中的任一種，對應的控制器 中的整流電路相應可作調(diào)整。通常根據(jù)地域年平均風速，發(fā)電功率選擇在200-600W。所述的自來水發(fā)電裝置可以是已經(jīng)申請實用新型專利所涉的家用自來水微型發(fā) 電裝置，其輸出電壓范圍為交流10-25V。其發(fā)電功率可選擇在100-300W。所述的蓄電設備是免維護鉛酸蓄電池組或免維護鎘鎳蓄電池組。直流母線電壓選 擇 12V 或 24V。所述的控制整流裝置包括一個太陽能控制器、一個風能控制器和一個自來水水能 控制器。風能控制器的作用主要有充電、防止電瓶過充電、防止電瓶過放電、給發(fā)電機提供 泄荷通路，即在發(fā)電機發(fā)出的交流電通過控制器內(nèi)的整流管將整流后給電瓶充電，鉛酸蓄電瓶充滿電后，控制器會自動控制繼續(xù)大電流充電，避免造成電瓶過充電，影響電瓶使用壽 命，而鉛酸蓄電瓶對外放電到其70%的額定容量時，控制器會自動控制停止對外放電，避免 過度放電，造成電瓶容量不可恢復的減退甚至失效；電瓶充滿后，風力發(fā)電機發(fā)出的電不能 提供給電瓶，控制系統(tǒng)斷開充電線路，這時控制器會自動給發(fā)電機提供一電阻泄荷器，避免 發(fā)電機的轉(zhuǎn)速成倍升高，甚至造成飛車。太陽能控制器的作用主要有過充、過放保護，即實 現(xiàn)整套系統(tǒng)的充、放電全自動控制，當蓄電池電量充滿時自動切斷太陽能電池大電流充電， 改為涓流充電，當蓄電池電量不足時報警并切斷輸出。自來水水能控制器的功能和風能控 制器基本一致。三個控制器均有直流母線電壓監(jiān)測功能，在直流母線電壓低于額定電壓的80 % 時，啟動市電接入裝置自動接入市電維持穩(wěn)定運行。三個控制器都設有防止蓄電池向發(fā)電 裝置反充電功能。三個控制器也可以組裝在一個裝置內(nèi)，但彼此必須各自獨立。所述的用電設備包括常用的電視機、電冰箱、照明燈、電腦、洗衣機、電風扇等設備。所述的逆變器是視在功率在1. 5-3. 5KVA的DC/AC轉(zhuǎn)換設備。本發(fā)明中，正常條件下，整個系統(tǒng)所需電能均由太陽能發(fā)電裝置、風能發(fā)電裝置、 自來水發(fā)電裝置共同提供而無需外界補充供電。當外界某一種或兩種能量不足時，可通過 余下的發(fā)電裝置提供電力，電能先儲入蓄電設備，再由蓄電設備通過DC/AC轉(zhuǎn)換對設備供 電。當出現(xiàn)風光水資源互補組合狀態(tài)極端惡化時，通過直流母線電壓檢測，自動接入市電接 口進行臨時充電，以保證系統(tǒng)達到節(jié)能性與可靠性兩不誤。太陽能、自來水水能、風能互補集中供電的家用節(jié)能供電系統(tǒng)對家庭設備供電，正 常情況下無須系統(tǒng)外供電；但是考慮控制投資、維持系統(tǒng)穩(wěn)定性、增強系統(tǒng)適應性等因素， 較大功率的空調(diào)、取暖器等設備原則上不推薦接入，仍通過市電供電。風光水資源條件極好 的地區(qū)可以考慮把空調(diào)、取暖器等設備接入系統(tǒng)。

圖1為本發(fā)明的原理圖。
具體實施方式
如圖1，本新能源節(jié)能系統(tǒng)設有太陽能發(fā)電裝置1、自來水發(fā)電裝置2、風能發(fā)電裝 置3、太陽能控制器4、風能控制器5和自來水水能控制器6、蓄電池組7、逆變器8、市電接入 裝置9、直流母線10，太陽能發(fā)電裝置1、自來水水能裝置2、風能發(fā)電裝置3的出口端分別 連接太陽能控制器4、自來水水能控制器5、風能控制器6的輸入端，太陽能控制器4、自來水 水能控制器5、風能控制器6的輸出端相連為直流母線，蓄電池組7與直流母線10相連，并 同時與逆變器8相連，通過逆變器8實現(xiàn)DC/AC轉(zhuǎn)換后向用電設備供電，市電接入口 9與風 能發(fā)電裝置3輸出端相連。
權利要求一種太陽能、自來水水能、風能互補集中供電的家用新能源節(jié)能系統(tǒng)，其特征是設有太陽能發(fā)電裝置、自來水水能、風能發(fā)電裝置、控制整流裝置、蓄電設備、逆變器、市電接入裝置，太陽能發(fā)電裝置、自來水水能發(fā)電裝置、風能發(fā)電裝置分別連接控制整流裝置和蓄電設備，蓄電設備通過逆變器對家庭用電設備進行供電。
2.根據(jù)權利要求1所述的太陽能、自來水水能、風能互補集中供電的家用新能源節(jié)能 系統(tǒng)，其特征是首次采用家用自來水發(fā)電裝置。
3.根據(jù)權利要求1所述的太陽能、自來水水能、風能互補集中供電的家用新能源節(jié)能 系統(tǒng)，其特征是所述的蓄電設備包括鉛酸電池或鎘鎳電池組成的蓄電池組或蓄電池陣列。
4.根據(jù)權利要求1所述的太陽能、自來水水能、風能互補集中供電的家用新能源節(jié)能 系統(tǒng)，其特征是所述的整流設備包括一個太陽能整流控制器、一個自來水水能控制器、一個 風能整流控制器，太陽能整流控制器、自來水水能控制器、風能整流控制器分別連接直流母 線。
5.根據(jù)權利要求1所述的太陽能、風能或風光互補集中供電的家用新能源節(jié)能系統(tǒng)， 其特征是所述的用電設備包括阻性負載和感性負載。
6.根據(jù)權利要求1所述的太陽能、自來水水能、風能互補集中供電的家用新能源節(jié)能 系統(tǒng)，其特征是設置了市電接入裝置。專利摘要在具備一定風力、光照條件和集中供水的自來水系統(tǒng)的條件下，設計一個基本無須外部補充供電的太陽能、自來水水能、風能或互補集中供電系統(tǒng)，實現(xiàn)將太陽能發(fā)電設備、風能發(fā)電設備、自來水發(fā)電設備、蓄電設備獨立于現(xiàn)有供電系統(tǒng)之外，并通過逆變電路對家庭一般用電設備進行供電。
文檔編號F03B13/00GK201629692SQ20102010863
公開日2010年11月10日 申請日期2010年2月5日 優(yōu)先權日2010年2月5日
發(fā)明者劉卓培, 劉曉文 申請人:劉曉文;劉卓培