專(zhuān)利名稱(chēng)：戶(hù)用風(fēng)機(jī)直接提水型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電與提水多用系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)光發(fā)電與提水系統(tǒng)，特別是涉及一種戶(hù)用風(fēng)機(jī)直接提水型風(fēng)光互補(bǔ) 發(fā)電與提水多用系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在內(nèi)蒙古草原等許多無(wú)電區(qū)的農(nóng)牧民，絕大多數(shù)都選擇在有飲用水的地方居住， 即依水而居。但是在草原上的大多數(shù)地區(qū)地下水都很深，有時(shí)水井的深度超過(guò)百米，不論用 人蓄提水，都很困難。農(nóng)牧民當(dāng)然希望能用電泵提水。但因無(wú)電網(wǎng)，傳統(tǒng)方式的用市電電泵提水是不可 能的，因此就出現(xiàn)了風(fēng)力提水機(jī)、風(fēng)力發(fā)電提水機(jī)和光伏水泵等專(zhuān)用提水系統(tǒng)。人類(lèi)很早以前就開(kāi)始利用風(fēng)力提水，風(fēng)力提水作為風(fēng)能利用的主要方式之一，是 一種簡(jiǎn)單、可靠、有效的實(shí)用技術(shù)。目前國(guó)內(nèi)外利用風(fēng)能提水的裝置大致分為二類(lèi)一種是由風(fēng)輪直接拖動(dòng)機(jī)械裝置提水的風(fēng)力提水機(jī)，另一種是先由風(fēng)輪拖動(dòng)發(fā)電 機(jī)產(chǎn)生電能，再由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)水泵提水的風(fēng)力發(fā)電提水系統(tǒng)；一般風(fēng)力提水機(jī)只能提水，不 能發(fā)電，且風(fēng)力提水機(jī)揚(yáng)程較低，無(wú)法達(dá)到高揚(yáng)程。風(fēng)力發(fā)電提水機(jī)是風(fēng)機(jī)先發(fā)電，然后用 電泵提水，所配潛水電泵多數(shù)是三相380V異步電動(dòng)機(jī)。但是風(fēng)力發(fā)電提水機(jī)不配蓄電池和 逆變器供電系統(tǒng)。此外，太陽(yáng)能也是一種安全、潔凈、無(wú)污染的綠色能源，在太陽(yáng)電池問(wèn)世后，又出現(xiàn) 了光伏水泵，采用太陽(yáng)能光伏電力提水設(shè)備解決無(wú)電地區(qū)的人畜飲水和灌溉問(wèn)題，也是理 想的方式之一。但目前光電價(jià)格偏高，同功率相比，風(fēng)電價(jià)格約為光電的1/4-1/3左右。風(fēng)力提水機(jī)、風(fēng)力發(fā)電提水機(jī)和光伏水泵只能解決用水問(wèn)題，用戶(hù)要解決彩電和 照明等日常用電，則還需另建一套風(fēng)力或風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)。顯然價(jià)格高，維護(hù)量大，農(nóng)牧 民難以接受。另外還有一種風(fēng)力或風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)由于配備了大容量蓄電池和較大功率的 逆變器，所以系統(tǒng)既可以供彩電和照明等日常用電也可以提水，是一種一機(jī)兩用系統(tǒng)。但是由于這種系統(tǒng)用逆變器驅(qū)動(dòng)電泵提水，需要儲(chǔ)存較多電能用于電泵提水，所 以蓄電池要加大容量，造成價(jià)格升高；同時(shí)逆變器提水時(shí)，水泵的功率不能大于逆變器功率 的20%，使用戶(hù)的逆變器的功率比只供日常照明和觀看彩電的逆變器的功率要大3 5倍， 造成成本的進(jìn)一步上升。例如驅(qū)動(dòng)Ik W的潛水電泵，則至少要配4kW的逆變器，然而僅供 彩電和照明等日常使用的逆變器的功率僅需0. 6 lkW?？傊壳笆袌?chǎng)上的風(fēng)力提水機(jī)、風(fēng)力發(fā)電提水機(jī)和光伏水泵，或是配備了大容量 蓄電池和較大功率的逆變器的風(fēng)力、風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，由于規(guī)格型號(hào)少，價(jià)格高，維護(hù)量 大，市場(chǎng)難以接受。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種戶(hù)用風(fēng)機(jī)直接提水型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電與提水多用系統(tǒng)。本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)戶(hù)用風(fēng)機(jī)直接提水型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā) 電與提水多用系統(tǒng)，其特征在于，包括智能控制器、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、太陽(yáng)能電池組件、換向開(kāi) 關(guān)、潛水電泵、水箱、變壓器、整流器、蓄電池組以及逆變器，所述的智能控制器與風(fēng)力發(fā)電 機(jī)組、太陽(yáng)能電池組件、換向開(kāi)關(guān)以及蓄電池組電連接，所述的換向開(kāi)關(guān)與潛水電泵電連 接，該潛水電泵與水箱連接，所述的換向開(kāi)關(guān)還依次通過(guò)變壓器以及整流器與蓄電池組電 連接，所述的蓄電池組與逆變器電連接，所述的智能控制器與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、太陽(yáng)能電池組 件、換向開(kāi)關(guān)以及蓄電池組控制連接。所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組采用2 3kW輸出為三相380V的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。所述的太陽(yáng)能電池組件采用100 200Wp的太陽(yáng)電池組件。所述的潛水電泵采用1 1. 5kW的三相潛水電泵。所述的變壓器采用2 3kW的三相變壓器。所述的蓄電池組采用DC48V蓄電池組。所述的逆變器采用600W單相逆變器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)控制器控制，將風(fēng)力發(fā)電提水機(jī)和小型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā) 電系統(tǒng)科學(xué)的智能化的配成一機(jī)兩用的提水與發(fā)電多用系統(tǒng)，只用1臺(tái)風(fēng)機(jī)主要用于提 水，再配少量太陽(yáng)電池組件和蓄電池以及小功率逆變器，可供彩電和照明等日常使用，實(shí)現(xiàn) 了低成本一機(jī)兩用，大大降低用戶(hù)設(shè)備造價(jià)；本多用系統(tǒng)的造價(jià)是風(fēng)力發(fā)電提水機(jī)加一套 風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的60%左右，是配備了大容量蓄電池和較大功率的逆變器的風(fēng)力、風(fēng)光 互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)造價(jià)的70%左右。


圖1為本發(fā)明的原理圖。其中_為電能流；_為信息流。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1所示，戶(hù)用風(fēng)機(jī)直接提水型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電與提水多用系統(tǒng)，包括智能控制 器1、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組2、太陽(yáng)能電池組件3、換向開(kāi)關(guān)4、潛水電泵5、水箱6、變壓器7、整流器 8、蓄電池組9以及逆變器10，所述的智能控制器1與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組2、太陽(yáng)能電池組件3、換 向開(kāi)關(guān)4以及蓄電池組9電連接，所述的換向開(kāi)關(guān)4與潛水電泵5電連接，該潛水電泵5與 水箱6連接，所述的換向開(kāi)關(guān)4還依次通過(guò)變壓器7以及整流器8與蓄電池組9電連接，所 述的蓄電池組9與逆變器10電連接，所述的智能控制器1與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組2、太陽(yáng)能電池組 件3、換向開(kāi)關(guān)4以及蓄電池組9控制連接。所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組采用2 3kW輸出為三相380V的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組；所述的太陽(yáng) 能電池組件采用100 200WP的太陽(yáng)電池組件；所述的潛水電泵采用1 1. 5kff的三相潛 水電泵；所述的變壓器采用2 3kW的三相變壓器；所述的蓄電池組采用DC48V蓄電池組； 所述的逆變器采用600W單相逆變器。系統(tǒng)配置
由于本發(fā)明僅限于農(nóng)牧民小型戶(hù)用系統(tǒng)，所以系統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組總功率不超過(guò) 3kW。1)2 3kW輸出為三相380V的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組1臺(tái)；2) 100 200Wp太陽(yáng)電池組件；3) 2 3kW控制器1臺(tái)；4) 600W單相逆變器1臺(tái)；
5) 2 3kW三相變壓器1臺(tái)；6)換向開(kāi)關(guān)(選擇開(kāi)關(guān))1只；7)DC48V 蓄電池組；8) 1 1. 5kW三相潛水電泵1臺(tái)。系統(tǒng)的功能本系統(tǒng)是一機(jī)兩用的提水與發(fā)電多用系，具有風(fēng)機(jī)直接提水和發(fā)電與供日常用電 電功能。1、直接提水功能由于本機(jī)組發(fā)電機(jī)的輸出是380V的變頻三相交流電，因此本機(jī)組的發(fā)電機(jī)可以 不經(jīng)過(guò)中間環(huán)節(jié)直接驅(qū)動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的潛水電泵、離心電泵變頻提水。當(dāng)風(fēng)速較高時(shí)，由智能控制器指令換向開(kāi)關(guān)(選擇開(kāi)關(guān))導(dǎo)通潛水泵提水電路，給 水箱提水，當(dāng)水箱滿(mǎn)了時(shí)，水位控制傳感器告知控制器，則由控制器指令換向開(kāi)關(guān)關(guān)閉提水 電路，開(kāi)啟充電電路。2、發(fā)電與供電功能在換向開(kāi)關(guān)關(guān)閉提水電路，開(kāi)啟充電電路時(shí)，本風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)出的380V的電流 經(jīng)過(guò)三相小功率變壓器將電壓降低到48V后向蓄電池充電。而太陽(yáng)電池組件則始終直接向 蓄電池充電。這樣風(fēng)機(jī)、太陽(yáng)電池組件和智能化控制器與蓄電池和逆變器就又共同組成獨(dú) 立運(yùn)行的離網(wǎng)型風(fēng)光互補(bǔ)電發(fā)電系統(tǒng)。與其他風(fēng)光互補(bǔ)電發(fā)電系統(tǒng)相同，由逆變器向用戶(hù) 輸送50HZ的單相220V交流電，供彩電和照明等日常使用。實(shí)施例
本實(shí)施例為2KW風(fēng)機(jī)直接提水型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電與提水多系統(tǒng)，配置如下
DFD4-2/10 型 2kW 輸出為i三相380V的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組1臺(tái)；
2) 200ffp太陽(yáng)電池組件；
3)2kW單片機(jī)控制器1臺(tái)；
4) 2kff三相變壓器1臺(tái)；
5)換向開(kāi)關(guān)(選擇開(kāi)關(guān))1只；
6)600W單相逆變器1臺(tái)；
7)DC48V200Ah 蓄電池組；
8) IkW三相潛水電泵1臺(tái)。揚(yáng)程 6m-30m，流量 0. 5m3/h_3m3/h。
主要技術(shù)參數(shù)
風(fēng)機(jī)型號(hào):FD4-2/10 ；
風(fēng)輪直徑:4m ；
額定風(fēng)速10m/s ；
切入風(fēng)速3m/s ；額定功率2kW ；最大功率3kW ；發(fā)電機(jī)型式三相永磁發(fā)電機(jī)；額定電壓AC380V。本風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出電壓為三相380V，與輸出電壓為三相48V風(fēng)力發(fā)電機(jī)相比，成 本相同。
權(quán)利要求
1.戶(hù)用風(fēng)機(jī)直接提水型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電與提水多用系統(tǒng)，其特征在于，包括智能控制器、 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、太陽(yáng)能電池組件、換向開(kāi)關(guān)、潛水電泵、水箱、變壓器、整流器、蓄電池組以及 逆變器，所述的智能控制器與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、太陽(yáng)能電池組件、換向開(kāi)關(guān)以及蓄電池組電連 接，所述的換向開(kāi)關(guān)與潛水電泵電連接，該潛水電泵與水箱連接，所述的換向開(kāi)關(guān)還依次通 過(guò)變壓器以及整流器與蓄電池組電連接，所述的蓄電池組與逆變器電連接，所述的智能控 制器與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、太陽(yáng)能電池組件、換向開(kāi)關(guān)以及蓄電池組控制連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的戶(hù)用風(fēng)機(jī)直接提水型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電與提水多用系統(tǒng)，其特征 在于，所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組采用2 3kW輸出為三相380V的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的戶(hù)用風(fēng)機(jī)直接提水型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電與提水多用系統(tǒng)，其 特征在于，所述的太陽(yáng)能電池組件采用100 200WP的太陽(yáng)電池組件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的戶(hù)用風(fēng)機(jī)直接提水型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電與提水多用系統(tǒng)，其特征 在于，所述的潛水電泵采用1 1. 5kff的三相潛水電泵。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的戶(hù)用風(fēng)機(jī)直接提水型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電與提水多用系統(tǒng)，其 特征在于，所述的變壓器采用2 3kW的三相變壓器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的戶(hù)用風(fēng)機(jī)直接提水型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電與提水多用系統(tǒng)，其特征 在于，所述的蓄電池組采用DC48V蓄電池組。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的戶(hù)用風(fēng)機(jī)直接提水型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電與提水多用系統(tǒng)，其 特征在于，所述的逆變器采用600W單相逆變器。
全文摘要
戶(hù)用風(fēng)機(jī)直接提水型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電與提水多用系統(tǒng)，包括智能控制器、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、太陽(yáng)能電池組件、換向開(kāi)關(guān)、潛水電泵、水箱、變壓器、整流器、蓄電池組以及逆變器，所述的智能控制器與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、太陽(yáng)能電池組件、換向開(kāi)關(guān)以及蓄電池組電連接，所述的換向開(kāi)關(guān)與潛水電泵電連接，該潛水電泵與水箱連接，所述的換向開(kāi)關(guān)還依次通過(guò)變壓器以及整流器與蓄電池組電連接，所述的蓄電池組與逆變器電連接，所述的智能控制器與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、太陽(yáng)能電池組件、換向開(kāi)關(guān)以及蓄電池組控制連接。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了低成本一機(jī)兩用，大大降低用戶(hù)設(shè)備造價(jià)。
文檔編號(hào)F03D9/00GK102072090SQ20091022633
公開(kāi)日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2009年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月19日
發(fā)明者賈大江 申請(qǐng)人:上海萬(wàn)德風(fēng)力發(fā)電股份有限公司