一种风能与太阳能协同发电方法及系统与流程

本发明属于风能与太阳能协同发电，具体涉及一种风能与太阳能协同发电方法及系统。

背景技术：

1、风能与太阳能是两种可再生能源，具有清洁、无污染、无限等优点，但也存在着不稳定、不连续、受地理条件限制等缺点。为了充分利用风能与太阳能的互补性，提高发电效率和可靠性，需要设计一种风能与太阳能协同发电的方法。

2、风能与太阳能协同发电的技术现状是在全球范围内得到了广泛的研究和应用，尤其是在中国，风光互补发电项目已经遍布各个地区，形成了多种技术模式和应用场景。例如，在内蒙古乌兰察布市，建设了一个集风力发电、光伏发电、储能装置、智能控制系统于一体的风光互补微电网项目，为当地牧民提供稳定可靠的电力；在甘肃省张掖市，建设了一个集风力发电、光伏发电、水力发电、储能装置于一体的风光水互补综合利用示范项目，为当地农业灌溉和居民生活提供清洁高效的电力；在海南省三亚市，建设了一个集海上风力发电、海上光伏发电、海上储能装置于一体的海上风光互补示范项目，为当地旅游业和渔业提供低碳环保的电力。

3、风能与太阳能协同发电的技术问题主要有以下几个方面：一是风光复合发电装置的设计和优化问题，例如何选择合适的风力发电机和光伏电池板的类型、规格、数量和布局，以实现最大化的发电效率和最小化的系统成本；二是风光复合发电系统的储能和控制问题，例如何选择合适的储能装置和控制器的类型、容量和参数，以实现对负荷或电网的平滑供给和智能调节；三是风光复合发电系统的运行和维护问题，例如如何保证风光复合发电装置和辅助设备的可靠性和寿命，以及如何进行有效的故障诊断和预防性维护。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种风能与太阳能协同发电方法及系统，用于解决风光协同发电的技术问题。

2、本发明采用以下技术方案：

3、一种风能与太阳能协同发电方法，包括以下步骤：

4、利用光伏电池板构成风光复合发电装置，用于在同一平面上同时收集风能和太阳能并转化为直流电；

5、利用储能装置在风光复合发电装置产生的直流电超过负荷需求时，储存多余的直流电；在风光复合发电装置产生的直流电不满足负荷需求时，释放储存的直流电；

6、利用辅助设备实现对风光复合发电装置的监测和控制，用于将风光复合发电装置产生的直流电转换为交流电，并与负荷或电网进行匹配。

7、优选地，光伏电池板安装在风力发电机的叶片上。

8、更优选地，光伏电池板采用透明或半透明的有机薄膜太阳能电池。

9、优选地，储能装置安装在风力发电机的塔筒上。

10、优选地，储能装置为超级电容器或锂离子电池。

11、优选地，辅助设备包括控制器和逆变器，控制器和逆变器安装在风力发电机的基座上。

12、更优选地，风力发电机的基座下设置有地下储能库，用于将多余的电能转化为势能并储存。

13、优选地，风力发电机的塔筒上安装有光热收集器，光热收集器用于利用太阳能加热空气或水形成热力循环，驱动涡轮机发电。

14、优选地，在风力发电机的周围设置有智能传感器和无线通信单元，用于对风光复合发电装置进行远程监测和智能调度。

15、第二方面，本发明实施例提供了一种风能与太阳能协同发电系统，包括：

16、收集单元，在同一平面上同时收集风能和太阳能并转化为直流电；

17、储存单元，当直流电超过负荷需求时，储存多余的直流电；当直流电不满足负荷需求时，释放储存的直流电；

18、发电单元，将直流电转换为交流电，并与负荷或电网进行匹配，实现协同发电。

19、第三方面，一种芯片，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述风能与太阳能协同发电方法的步骤。

20、第四方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括计算机程序，所述计算机程序被电子设备执行时实现上述风能与太阳能协同发电方法的步骤。

21、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

22、一种风能与太阳能协同发电方法，实现风力发电机叶片与光伏电池板的一体化设计，降低了系统重量和阻力，提高了系统效率和寿命，能够有效地利用风能与太阳能在时间和空间上的互补性，提高整个系统的利用率和输出功率，实现风能与太阳能的高效协同发电。

23、进一步的，实现储能装置与风力发电机塔筒的一体化设计，减少了线损和转换损耗，提高了储能效率和安全性。

24、进一步的，实现控制器与逆变器等辅助设备与风力发电机基座的一体化设计，简化了系统结构和布线，方便了系统监测和控制。

25、进一步的，实现光热收集器与风力发电机塔筒的一体化设计，增加了系统的功能和灵活性。

26、进一步的，实现地下储能库与风力发电机基座的一体化设计，扩大了系统的储能范围和稳定性。

27、进一步的，实现智能传感器和无线通信单元与风力发电机周围的一体化布置，提高了系统的智能化水平和管理效率。

28、可以理解的是，上述第二方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。

29、综上所述，本发明提高整个系统的利用率和输出功率，实现风能与太阳能的高效协同发电，降低了系统成本和维护难度，提高了系统可靠性和智能化水平，适用于沿海地区、农村地区、工业园区等场景。

30、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种风能与太阳能协同发电方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的风能与太阳能协同发电方法，其特征在于，光伏电池板安装在风力发电机的叶片上。

3.根据权利要求2所述的风能与太阳能协同发电方法，其特征在于，光伏电池板采用透明或半透明的有机薄膜太阳能电池。

4.根据权利要求1所述的风能与太阳能协同发电方法，其特征在于，储能装置安装在风力发电机的塔筒上。

5.根据权利要求1所述的风能与太阳能协同发电方法，其特征在于，储能装置为超级电容器或锂离子电池。

6.根据权利要求1所述的风能与太阳能协同发电方法，其特征在于，辅助设备包括控制器和逆变器，控制器和逆变器安装在风力发电机的基座上。

7.根据权利要求6所述的风能与太阳能协同发电方法，其特征在于，风力发电机的基座下设置有地下储能库，用于将多余的电能转化为势能并储存。

8.根据权利要求1所述的风能与太阳能协同发电方法，其特征在于，风力发电机的塔筒上安装有光热收集器，光热收集器用于利用太阳能加热空气或水形成热力循环，驱动涡轮机发电。

9.根据权利要求1所述的风能与太阳能协同发电方法，其特征在于，在风力发电机的周围设置有智能传感器和无线通信单元，用于对风光复合发电装置进行远程监测和智能调度。

10.一种风能与太阳能协同发电系统，其特征在于，利用权利要求1至9中任一项所述的风能与太阳能协同发电方法，包括：

技术总结本发明公开了一种风能与太阳能协同发电方法及系统，在风力发电机的叶片上安装光伏电池板，使之成为一体化的风光复合发电装置；在风力发电机的塔筒上安装储能装置，实现对负荷的平滑供电；在风力发电机的基座上安装控制器和逆变器等辅助设备，实现对风光复合发电装置的监测和控制。本发明可以有效地利用风能与太阳能在时间和空间上的互补性，提高整个系统的利用率和输出功率，实现风能与太阳能的高效协同发电。本发明还可以实现各组件的一体化设计，降低了系统成本和维护难度，提高了系统可靠性和智能化水平。技术研发人员：闫琛淮,王晨,孙艳庆,安美玲,李嘉康,张丁受保护的技术使用者：华能陕西发电有限公司新能源分公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25