[实用新型]小型风力超电容储能应用系统

说明书

技术领域

本实用新型揭示一种小型风力超级电容储能应用系统，突破以往仅能在大风力发电的局限，其涉及小风速之风力发电与超级电容储能技术领域。可用于风力LEID交通警示灯、风力LED夜灯照明、气象监控设备、侦测仪电力、讯号传递、个人海水淡化机、求救发报器、定位发报器、小电力机械与非连续电力机械设备。

背景技术

所有再生能源中最具经济价值的是风力发电，其次为是太阳能。风力发电的优点是(1)风力是洁净的再生能源，无任何的燃料污染(2)无二氧化碳温室效应气体产生(3)建设周期短(4)装机规模灵活(5)可靠度高(6)造价低(7)运行维护简单。在风力强而稳定的地区，风力发电大约是每千瓦小时0.04～0.06美元，与煤、天然气与核能电厂相差不大(在每千瓦小时0.03～0.10美元之间)，但完全无污染。尤其在东京议定书之后，各国对温室效应气体的重视使风力发电变为能源最重要的方式。

风力发电机是利用风力机将风能转换为机械能，再将机械能转换为电能，依目前的技术，每秒大约3公尺的微风速度，便可以开始发电。风力发电机组依据发电功率可区分为小型、中型、及大型三类，小型风力发电机一般定义为发电量低于10KW者，其叶片半径约7m以下，由于此类型风机发电量低，因此除了提供市电之外，亦可转换为直流电，以蓄电池储存。发电量达10KW至100KW者为中型，超过100KW者为大型，其叶片直径超过100m，塔架高度也超过100m。

目前所公知的风力发电技述，虽然已渐趋成熟。却存在着许多的缺限与限制：

(一)小风力无法利用：目前风力发电机虽然理论上3m/s风力就能发电，但由于风力机组设计为求经济发电效率，启动约在4～6m/s，对于一般小风力是无法利用。

(二)设置普遍性不足：风力发电为求较大风力，大都集中于海滨或山谷之间。其设置普遍性不足，地理的局限性大。

(三)小尺寸风力发电机电能产生少：一般风力发电机风叶尺寸动辄数公尺，不适合小电力设备。而缩小尺寸的风力发电机，只能产生小电力，不利电力设备运行。

(四)微小型功率风力发电无储能器：目前小功率风力发电最少都有数十瓦(w)，但尺寸仍然太大。微小型功率风力发电其发电量小，现有充电电池内阻过大，很难储存小电能，致使无从利用。

由于上述的缺失，必须寻求微小功率风力发电机储能机制，才能应用小风力电能。本实用新型正是公开一种风力小功率电能的储能机制，其内关键是置入一种瞬间功率型超级电容器作为小电能的储存器，解决长久以来小风力电能的储存问题。此外利用瞬间功率型超级电容器作为升压能量再累积器，将原本小电能转变成高电压与高电流的电能，驱动各种负载。最后，此应用系统可并联各种电力来源组成复合式发电源。

发明内容

本实用新型的目的就是提供一种小型风力超级电容储能应用系统，利用小风力小电能累积驱动负载。以解决现有技术存在的小风力无法利用，设置普遍性不足，小尺寸风力发电机电能产生少，以及微小型功率风力发电无储能器的问题。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术手段：

(1)第一种储能方式：

包括小型风力发电机和瞬间功率型超级电容器，该小型风力发电机的输出端与该瞬间功率型超级电容器连接，后者的输出端与负载连接。所述的小型风力发电机：为风力转电能设备，可将小风力之风转变成小电能；所述的瞬间功率型超级电容器：低内阻的功率型储能器，可将小电能储存而低能量耗损，最后驱动负载；所述的负载为：LED与各种灯和机械负载。

(2)第二种储能方式：

一小型风力发电机：为风力转电能设备，可将小风力之风转变成小电能一瞬间功率型超级电容器：低内阻的功率型储能器，可将小电能储存且累积成大电能，再充入二次电池或驱动负载。

一二次电池：为主要电能储能器，具高储能容量，驱动各种负载。

一负载：LED与各种灯和机械负载。

(3)第三种储能方式：

一小型风力发电机：为风力转电能设备，可将小风力之风转变成小电能一瞬间功率型超级电容器：低内阻的功率型储能器，可将小电能储存且累积成大电能，再充入能量释放型之超电容或驱动负载。

一能量释放型之超电容，是为主要电能储能器，具高储能容量，驱动负载。

一负载：LED与各种灯和机械负载。

为达上述「小型风力超级电容储能应用系统」的两种电能利用方式目的，可以透过以下方式实现：

(1)第一种电能利用方式

一小型风力发电机

一瞬间功率型超电容