[发明专利]风光互补发电演示实验系统

说明书

技术领域

本发明涉及新能源发电技术领域，特别是涉及一种风光互补发电演示实验系统。

背景技术

随着能源问题和环境问题的日益突出，常规化石能源长久以来的使用造成了全球环境污染的状况，加之其储量有限，新能源的开发和利用成为趋势。为了普及太阳能光伏发电以及风力发电的科学知识，一些太阳能光伏发电、风力发电的实验装置也随着被开发和推广，但现有的一些实验装置存在成本高、应用条件苛刻、难以大范围推广普及应用。太阳能光伏发电可以直接将太阳能通过光电转换直接发电，太阳能资源丰富、分布广泛、开发利用方便、取之不尽用之不竭等诸多的优点，光伏发电具有环保、便利、安全、高效等优点，近年来太阳能光伏发电发展迅速，在众多领域中获得了规模化应用。同样风能是最重要的可再生能源之一，风力发电技术也因其无污染、可再生，在国内外受到广泛推广。太阳能光伏和风力发电作为新能源的重要利用形式之一，将成为未来能源利用的主要方向和新能源领域的一个研究重点。在太阳能光伏发电过程会受到光照强度、天气变化等因素影响。风能也受到风力的随机性及风速的多变性限制。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种风光互补发电演示实验系统，能够可以根据设定演示水平轴垂直轴风力发电、晶体硅/薄膜太阳能电池发电以及风光互补发电等，具有结构紧凑、使用方便、演示效果直观、科普性强都优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种风光互补发电演示实验系统，包括：塑料壳体、太阳能发电单元、风力发电单元、拨码开关单元、前面板、控制单元、发电控制电路和演示显示单元；所述太阳能发电单元、拨码开关单元固定在塑料壳体上表面，前面板固定在塑料壳体前表面上；所述太阳能发电单元和风力发电单元分别与拨码开关单元连接；所述控制单元包括控制器电路、发电信息采集电路、控制输出电路、显示驱动电路和储能电池；所述演示显示单元包括LCD液晶显示器、LED指示灯、波段转换开关和外接演示负载；所述发电控制电路分别与所述拨码开关单元、控制器电路和波段转换开关连接；所述波段转换开关的输入和输出分别连接在储能电池和外接演示负载之间；所述LCD液晶显示器和LED指示灯均与所述控制器电路连接，所述LCD液晶显示器显示所述演示显示单元的原理示意图和发电量信息，LED指示灯指示各发电单元的工作状态。

优选的，所述发电控制电路包括风力发电控制电路和太阳能发电控制电路；所述风力发电单元包括垂直轴风力发电机和水平轴风力发电机，垂直轴风力发电机固定在塑料壳体上表面，水平轴风力发电机固定在塑料壳体侧面；所述垂直轴风力发电机和水平轴风力发电机的输出通过拨码开关单元和风力发电控制电路后与所述控制器电路相连接；所述太阳能发电单元包括晶体硅太阳能光伏电池和薄膜太阳能光伏电池，晶体硅太阳能光伏电池和薄膜太阳能光伏电池通过拨码开关单元和太阳能发电控制电路后与所述控制器电路相连接。

优选的，所述拨码开关单元由位拨码开关S1、拨码开关S2、拨码开关W1、拨码开关W2组成，拨码开关S1与薄膜太阳能光伏电池的输出端连接，拨码开关S2与晶体硅太阳能光伏电池的输出端连接，拨码开关W1与垂直轴风力发电机的输出端连接，拨码开关W2与水平轴风力发电机的输出端相连接；所述太阳能发电单元和风力发电单元经拨码组合开关进行连接后，通过对拨码开关的通断选择可以组合成以下几种发电模式：

1）、单独晶体硅太阳能发电模式，单独薄膜太阳能发电模式，单独垂直轴风力发电模式，单独水平轴风力发电模式；

2）、晶体硅太阳能发电和薄膜太阳能发电组成的联合太阳能发电模式，垂直轴风力发电和水平轴风力发电组成的联合风力发电模式；以及联合太阳能发电模式和联合风力发电模式组成的互补发电模式；

3）、晶体硅太阳能发电和垂直轴风力发电的互补发电模式，薄膜太阳能发电和垂直轴风力发电的互补发电模式，晶体硅太阳能发电和水平轴风力发电的互补发电模式，薄膜太阳能发电和水平轴风力发电的互补发电模式。

优选的，所述风力发电控制电路包括整流电路和发电电流采集电路；所述太阳能发电控制电路包括滤波电路和发电电压采集电路。

优选的，所述外接演示负载上设有USB输出电路接口和LED负载演示灯。

优选的，所述塑料壳体由带85度倾角的长方体塑料壳组成；所述LCD液晶显示器、LED指示灯、波段转换开关、USB输出电路接口和LED负载演示灯固定在前面板上。

优选的，所述控制器电路为STC15F2K60S2组成，储能电池由锂电池组成。