太陽能風能及市電一體電源的供電系統設計

摘要：利用太陽能、風能及市電交流電能互補的三能一體電源，以LED燈作為負載，構成一套長效、穩定的照明系統，用于廣告用霓虹燈、風景區獨特建筑裝飾照明等場所，具有節能、經濟、環保的社會和經濟效益。
關鍵詞：太陽能；風力；市電；供電系統

利用太陽能、風能，加上市電構成三能一體的供電系統，對節能型的LED供電，是一種具有較高性價比的新型供電系統。風能和太陽能具有天然的互補優勢，白天太陽光強，夜晚風大；夏天日照好，風弱；冬天季節風大，日照少。在自然風能和光能都很弱的情況下，啟動市電作為備用供電電源，保證負載在長效可靠的狀態下穩定的了工作。

1 照明系統的組成
本系統主要由供電電源系統、控制系統、蓄電池、LED負載、逆變器等組成，如圖1所示。

1．1 電源部分
電源部分主要由一臺或多臺風力發電機(內含風力機控制器)、太陽能光伏電池板(內含光電板控制器)、220 V市電組成。
1)風力發電機利用風力機將電能轉化為機械能，然后通過風力發電機將機械能轉化為電能。通過控制器的控制，一是將電能直接供給直流負載LED燈或經DC／AC逆變器供給交流負載，二是將多余的電能對蓄電池組進行充電。風力發電機輸出功率為

式中：R為風輪葉片半徑；V為風速；CP為風能利用系數，最大值為0．593。
風輪葉片有定漿距和變漿距之分。定漿距風力機在額定風速以下的風速范圍，CP達不到最佳值，輸出功率低；超出額定風速后，CP也會偏離最佳值，輸出功率降低；只有在額定風速時CP有最佳值，使輸出功率最大。變漿距風力機，啟動時通過調節漿距角可以使CP最大，輸出功率較大；超出額定風速后，通過調節漿距角使CP保持在最佳，輸出功率保持在額定值。