太阳能风能及市电一体电源的供电系统设计

摘要：利用太阳能、风能及市电交流电能互补的三能一体电源，以LED灯作为负载，构成一套长效、稳定的照明系统，用于广告用霓虹灯、风景区独特建筑装饰照明等场所，具有节能、经济、环保的社会和经济效益。
关键词：太阳能；风力；市电；供电系统

利用太阳能、风能，加上市电构成三能一体的供电系统，对节能型的LED供电，是一种具有较高性价比的新型供电系统。风能和太阳能具有天然的互补优势，白天太阳光强，夜晚风大；夏天日照好，风弱；冬天季节风大，日照少。在自然风能和光能都很弱的情况下，启动市电作为备用供电电源，保证负载在长效可靠的状态下稳定的了工作。

1 照明系统的组成
本系统主要由供电电源系统、控制系统、蓄电池、LED负载、逆变器等组成，如图1所示。

1．1 电源部分
电源部分主要由一台或多台风力发电机(内含风力机控制器)、太阳能光伏电池板(内含光电板控制器)、220 V市电组成。
1)风力发电机利用风力机将电能转化为机械能，然后通过风力发电机将机械能转化为电能。通过控制器的控制，一是将电能直接供给直流负载LED灯或经DC／AC逆变器供给交流负载，二是将多余的电能对蓄电池组进行充电。风力发电机输出功率为

式中：R为风轮叶片半径；V为风速；CP为风能利用系数，最大值为0．593。
风轮叶片有定浆距和变浆距之分。定浆距风力机在额定风速以下的风速范围，CP达不到最佳值，输出功率低；超出额定风速后，CP也会偏离最佳值，输出功率降低；只有在额定风速时CP有最佳值，使输出功率最大。变浆距风力机，启动时通过调节浆距角可以使CP最大，输出功率较大；超出额定风速后，通过调节浆距角使CP保持在最佳，输出功率保持在额定值。