Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Предлагаемая полезная модель относится к сфере альтернативной энергетики и может быть использовано для электроснабжения отдельных изолированных потребителей, в частности, сельских поселений, коттеджных, дачных поселков, фермерских хозяйств, малых предприятий различного назначения, отдаленных нефтепромысловых участков.
Техническим результатом является повышение надежности электроснабжения за счет исключения перегрузок, возникающих при одновременном включении мощных электроприемников, и уменьшение установленной мощности электрооборудования.
Это достигается тем, что гибридная система автономного электроснабжения, содержащая ветрогенератор, преобразователь солнечной энергии в электрическую, дизель-генератор с блоком управления, аккумуляторную батарею, блок заряда аккумуляторной батареи с блоком управления зарядом аккумуляторной батареи, инвертор, распределительное устройство для подключения электроприемников, причем ветрогенератор и преобразователь солнечной энергии в электрическую соединены с аккумуляторной батареей и входом инвертора через блок заряда аккумуляторной батареи, согласно полезной модели дополнительно содержит датчик мощности ветрогенератора, датчик мощности преобразователя солнечной энергии в электрическую, датчик мощности дизель-генератора, датчик мощности нагрузки, сумматор, элементы сравнения, задатчики номинальных мощностей электроприемников, блоки разрешения включения, выпрямительно-зарядное устройство с блоком управления, при этом входы датчиков мощностей ветрогенератора, преобразователя солнечной энергии в электрическую и дизель-генератора соединены с информационными выходами ветрогенератора, преобразователя солнечной энергии в электрическую и дизель-генератора соответственно, выходы подключены к входам сумматора, выход которого соединен с первым входом первого элемента сравнения, второй вход которого подключен к выходу датчика мощности нагрузки, который включен между выходом инвертора и входом распределительного устройства, при этом распределительное устройство выполнено в виде коммутаторов, имеющих управляющие входы, которые подключены к выходам блоков разрешения включения, входы которых соединены с выходами элементов сравнения по числу электроприемников, первые входы элементов сравнения подключены к выходам задатчиков номинальных мощностей электроприемников, вторые подключены к выходу первого элемента сравнения, при этом вход выпрямительно-зарядного устройства подключен к выходу дизель- генератора, а выход - к аккумуляторной батарее и входу инвертора, вход блока управления дизель-генератора соединен с выходом датчика мощности нагрузки.

Текст

Смотреть все

(51) 03 9/00 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ преобразователь солнечной энергии в электрическую соединены с аккумуляторной батареей и входом инвертора через блок заряда аккумуляторной батареи, согласно полезной модели дополнительно содержит датчик мощности ветрогенератора, датчик мощности преобразователя солнечной энергии в электрическую, датчик мощности дизель-генератора, датчик мощности нагрузки, сумматор, элементы сравнения, задатчики номинальных мощностей электроприемников, блоки разрешения включения, выпрямительно-зарядное устройство с блоком управления, при этом входы датчиков мощностей ветрогенератора,преобразователя солнечной энергии в электрическую и дизель-генератора соединены с информационными выходами ветрогенератора,преобразователя солнечной энергии в электрическую и дизель-генератора соответственно,выходы подключены к входам сумматора, выход которого соединен с первым входом первого элемента сравнения, второй вход которого подключен к выходу датчика мощности нагрузки,который включен между выходом инвертора и входом распределительного устройства, при этом распределительное устройство выполнено в виде коммутаторов, имеющих управляющие входы,которые подключены к выходам блоков разрешения включения, входы которых соединены с выходами элементов сравнения по числу электроприемников,первые входы элементов сравнения подключены к выходам задатчиков номинальных мощностей электроприемников, вторые подключены к выходу первого элемента сравнения, при этом вход выпрямительно-зарядного устройства подключен к выходу дизель-генератора,а выход к аккумуляторной батарее и входу инвертора, вход блока управления дизель-генератора соединен с выходом датчика мощности нагрузки.(72) Ербаев Ербол ТулегеновичТулепова Гульсим НуржановнаАртюхов Иван ИвановичСтепанов Сергей ФедоровичЖексембиева Назым Сагиновна(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения ЗападноКазахстанский аграрно-технический университет им. Жангир хана Министерства сельского хозяйства Республики Казахстан(56) Инновационный патент РК 27343, 2013(54) ГИБРИДНАЯ СИСТЕМА АВТОНОМНОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ(57) Предлагаемая полезная модель относится к сфере альтернативной энергетики и может быть использовано для электроснабжения отдельных изолированных потребителей, в частности, сельских поселений,коттеджных,дачных поселков,фермерских хозяйств,малых предприятий различного назначения,отдаленных нефтепромысловых участков. Техническим результатом является повышение надежности электроснабжения за счет исключения перегрузок, возникающих при одновременном включении мощных электроприемников,и уменьшение установленной мощности электрооборудования. Это достигается тем, что гибридная система автономного электроснабжения,содержащая ветрогенератор, преобразователь солнечной энергии в электрическую, дизель-генератор с блоком управления, аккумуляторную батарею, блок заряда аккумуляторной батареи с блоком управления зарядом аккумуляторной батареи, инвертор,распределительное устройство для подключения электроприемников, причем ветрогенератор и Предлагаемая полезная модель относится к сфере альтернативной энергетики и может быть использовано для электроснабжения отдельных изолированных потребителей, в частности, сельских поселений,коттеджных,дачных поселков,фермерских хозяйств,малых предприятий различного назначения,отдаленных нефтепромысловых участков. Известна гибридная система автономного электроснабжения, содержащая ветрогенератор,солнечные панели, котроллеры заряда, блок аккумуляторных батарей и инвертор, при этом вход первого генератора соединен с ветродвигателем, а выход первого генератора с первым выпрямителем, вход второго генератора соединен с гидротурбиной, а выход второго генератора связан со вторым выпрямителем, датчики ветра, воды,температуры и солнечной радиации подключены к входу первой системы управления, к выходу которой подключены входы трех контроллеров заряда и один из входов второй системы управления, вход первого контроллера заряда соединен с солнечными панелями, вход второго контроллера заряда соединен в выходом первого выпрямителя, вход третьего контроллера заряда соединен с выходом второго выпрямителя, выходы трех контроллеров заряда подключены к входу аккумуляторной батареи и входу инвертора, выход которого соединен с нагрузкой, выход которой подключен к входу второй системы управления вместе с выходом аккумуляторной батареи, при этом к выходу второй системы управления подключен вход регулятора балласта, выход которого связан с балластной нагрузкой (Патент РФ 2476970, МПК 02 3/32. Опубликовано 27.02.2013). Недостатком данного аналога является сложность конструкции. Кроме того,не предусмотрена возможность бесперебойного электроснабжения при длительном бездействии возобновляемых источников энергии. Известна также гибридная система автономного электроснабжения, содержащая ветрогенератор,преобразователь солнечной энергии в электрическую, аккумуляторные батареи, выходы которых через инвертор напряжения и распределительное устройство подключены к нагрузке, узел управления, входы-выходы которого подключены к соответствующим входам-выходам управления инвертора и распределительного устройства. Ветрогенератор и преобразователь солнечной энергии в электрическую соединены с секциями аккумуляторных батарей через блок заряда аккумуляторных батарей, вход управления которого подключен к выходу узла управления(Патент РФ 2452637, МПК В 60 Р 3/00. Опубликовано 10.06.2012). Недостатком известной системы является то, что в ней не предусмотрена возможность бесперебойного электроснабжения потребителей при длительном штиле и отсутствии солнечной инсоляции. Прототипом настоящей полезной модели является гибридная система автономного электроснабжения, содержащая ветрогенератор,преобразователь солнечной энергии в электрическую,дизель-генератор с блоком управления, аккумуляторную батарею, блок заряда аккумуляторной батареи с блоком управления зарядом аккумуляторной батареи, инвертор,распределительное устройство для подключения электроприемников (Инновационный патент РК 27343,МПК 03 9/00. Опубликовано 16.09.2013). Недостатком прототипа является большая вероятность возникновения перегрузок и ложных срабатываний защиты при одновременном включении мощных электроприемников. Эти ситуации могут быть устранены за счет увеличения установленной мощности электрогенерирующего оборудования и аккумуляторных батарей. Однако это сопровождается значительным ростом материальных затрат на приобретение и эксплуатацию оборудования. Задачей полезной модели является создание гибридной системы автономного электроснабжения с улучшенными техническими характеристиками. Техническим результатом является повышение надежности электроснабжения за счет исключения перегрузок, возникающих при одновременном включении мощных электроприемников,и уменьшение установленной мощности электрооборудования. Суть предлагаемой полезной модели состоит в том,что гибридная система автономного электроснабжения, содержащая ветрогенератор,преобразователь солнечной энергии в электрическую,дизель-генератор с блоком управления, аккумуляторную батарею, блок заряда аккумуляторной батареи с блоком управления зарядом аккумуляторной батареи, инвертор,распределительное устройство для подключения электроприемников, причем ветрогенератор и преобразователь солнечной энергии в электрическую соединены с аккумуляторной батареей и входом инвертора через блок заряда аккумуляторной батареи, дополнительно содержит датчик мощности ветрогенератора,датчик мощности преобразователя солнечной энергии в электрическую,датчик мощности дизельгенератора, датчик мощности нагрузки, сумматор,элементы сравнения, задатчики номинальных мощностей электроприемников, блоки разрешения включения, выпрямительно-зарядное устройство с блоком управления, при этом входы датчиков мощностей ветрогенератора,преобразователя солнечной энергии в электрическую и дизельгенератора соединены с информационными выходами ветрогенератора,преобразователя солнечной энергии в электрическую и дизельгенератора соответственно, выходы подключены к входам сумматора, выход которого соединен с первым входом первого элемента сравнения, второй вход которого подключен к выходу датчика мощности нагрузки, который включен между выходом инвертора и входом распределительного устройства, при этом распределительное устройство выполнено в виде коммутаторов, имеющих управляющие входы, которые подключены к выходам блоков разрешения включения, входы которых соединены с выходами элементов сравнения по числу электроприемников, первые входы элементов сравнения подключены к выходам задатчиков номинальных мощностей электроприемников, вторые подключены к выходу первого элемента сравнения, при этом вход выпрямительно-зарядного устройства подключен к выходу дизель-генератора,а выход к аккумуляторной батарее и входу инвертора, вход блока управления дизель-генератора соединен с выходом датчика мощности нагрузки. Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена структурная схема гибридной системы автономного электроснабжения. Гибридная система автономного электроснабжения содержит ветрогенератор 1,преобразователь 2 солнечной энергии в электрическую, дизель-генератор 3 с блоком управления 4, аккумуляторную батарею 5, блок 6 заряда аккумуляторной батареи с блоком управления 7 зарядом аккумуляторной батареи,инвертор 8, распределительное устройство 9 для подключения электроприемников 10,выпрямительно-зарядное устройство 11 с блоком управления 12,датчик 13 мощности ветрогенератора,датчик 14 мощности преобразователя солнечной энергии в электрическую, датчик 15 мощности дизельгенератора, датчик 16 мощности нагрузки, сумматор 17, элементы сравнения 18 и 19, задатчики 20 номинальных мощностей электроприемников, блоки разрешения включения 21 с кнопками управления 22, при этом входыдатчиков 13, 14, 15 соединены с информационными выходами ветрогенератора 1,преобразователя 2 солнечной энергии в электрическую и дизель-генератора 3 соответственно, выходы подключены к входам сумматора 17, выход которого соединен с первым входом первого элемента сравнения, второй вход которого подключен к выходу датчика 16 мощности нагрузки, который включен между выходом инвертора 8 и входом распределительного устройства 9, при этом распределительное устройство выполнено в виде коммутаторов 23,имеющих управляющие входы,которые подключены к выходам блоков разрешения включения 21, входы которых соединены с выходами элементов сравнения 19 по числу электроприемников 10, первые входы элементов сравнения 19 подключены к выходам задатчиков 20 номинальных мощностей электроприемников,вторые подключены к выходу первого элемента сравнения 18, при этом вход выпрямительнозарядного устройства 11 подключен к выходу дизель-генератора 3, а выход - к аккумуляторной батарее 5 и входу инвертора 8, вход блока управления 4 дизель-генератора соединен с выходом датчика 16 мощности нагрузки. Гибридная система автономного электроснабжения работает следующим образом. Ветрогенератор 1 под действием ветра вырабатывает электрическую энергию, которая поступает на один из входов блока 6 заряда аккумуляторной батареи 5. На другой вход этого блока поступает электрическая энергия, которую вырабатывает преобразователь 2 под действием солнечного излучения. Выход блока 6 заряда аккумуляторной батареи 5 образует шину постоянного тока, на которую поступает также через выпрямительно-зарядное устройство 11 электрическая энергия, вырабатываемая дизельгенератором 3. Блок 4 управления дизельгенератором изменяет обороты дизеля в зависимости от мощности нагрузки таким образом,чтобы минимизировать расход топлива. Блоки управления 7 и 12 позволяют задавать режим заряда аккумуляторной батареи 5 и перераспределять потоки энергии, поступающие на шину постоянного тока от ветрогенератора 1, преобразователя 2 солнечной энергии в электрическую и дизельгенератора 3. Инвертор 8 преобразует напряжение на шине постоянного тока в переменное напряжение с заданными параметрами. Это напряжение подается электроприемникам 10 через коммутаторы 23 распределительного устройства 9. Для исключения аварийных ситуаций,обусловленных перегрузкой ветродвигателя 1,преобразователя 2 солнечной энергии в электрическую и дизель-генератора 3 в системе осуществляется оперативный контроль нагрузочной способности источников электроэнергии с помощью датчиков мощности 13, 14 и 15 ветродвигателя 1,преобразователя 2 и дизель-генератора 3. Подключение электроприемников 10 к шине переменного тока производится только в том случае,когда в системе электроснабжения имеется определенный запас мощности,который определяется следующим образом 123 -,где,Р 1 мощность,развиваемая ветрогенератором 1 Р 2 - мощность, развиваемая преобразователем 2 солнечной энергии в электрическую энергию Р 3 мощность,развиваемая дизель-генератором 3 Р- мощность,потребляемая электроприемниками 10 от инвертора 8. После нажатия кнопки Пуск 22 блок разрешения включения 21 выдает сигнал на запуск соответствующего электроприемника 10, если выполняется условие.0 ,где,. - номинальная мощность -го электроприемника 10 Р 0 - некоторая наперед заданная величина мощности. 3 Таким образом, исключаются ситуации, когда одновременно включаются мощные электроприемники 10, при которых происходит перегрузка системы автономного электроснабжения. При этом разделение во времени пусковых режимов мощных электроприемников позволяет уменьшить установленную мощность электрогенерирующего оборудования,что способствует снижению стоимости системы электроснабжения. ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ Гибридная система автономного электроснабжения, содержащая ветрогенератор,преобразователь солнечной энергии в электрическую,дизель-генератор с блоком управления, аккумуляторную батарею, блок заряда аккумуляторной батареи с блоком управления зарядом аккумуляторной батареи, инвертор,распределительное устройство для подключения электроприемников, причем ветрогенератор и преобразователь солнечной энергии в электрическую соединены с аккумуляторной батареей и входом инвертора через блок заряда аккумуляторной батареи, отличающаяся тем, что дополнительно содержит выпрямительно-зарядное устройство с блоком управления, датчик мощности ветрогенератора, датчик мощности преобразователя солнечной энергии в электрическую, датчик мощности дизель-генератора, датчик мощности нагрузки, сумматор, элементы сравнения, задатчики номинальных мощностей электроприемников, блоки разрешения включения с кнопками управления, при этом входы датчиков мощностей ветрогенератора,преобразователя солнечной энергии в электрическую и дизель-генератора соединены с информационными выходами ветрогенератора,преобразователя солнечной энергии в электрическую и дизель-генератора соответственно,выходы подключены к входам сумматора, выход которого соединен с первым входом первого элемента сравнения, второй вход которого подключен к выходу датчика мощности нагрузки,который включен между выходом инвертора и входом распределительного устройства, при этом распределительное устройство выполнено в виде коммутаторов, имеющих управляющие входы,которые подключены к выходам блоков разрешения включения, входы которых соединены с выходами элементов сравнения по числу электроприемников,первые входы элементов сравнения подключены к выходам задатчиков номинальных мощностей электроприемников, вторые подключены к выходу первого элемента сравнения, при этом вход выпрямительно-зарядного устройства подключен к выходу дизель-генератора,а выход к аккумуляторной батарее и входу инвертора, вход блока управления дизель- генератора соединен с выходом датчика мощности нагрузки.

МПК / Метки

МПК: F03D 9/00

Метки: гибридная, система, автономного, электроснабжения

Код ссылки

<a href="http://kzpatents.com/5-u1577-gibridnaya-sistema-avtonomnogo-elektrosnabzheniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Гибридная система автономного электроснабжения</a>

Похожие патенты