【正文】 第 29 頁 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （ 852） 那么 C= 按盡量減少蓄電池?cái)?shù)量的優(yōu)化原則，取蓄電池容量為 340Ah，那么實(shí)際配置為 2V/340Ah蓄電池 12 塊 1組。實(shí)際配置為： 1 臺 EV02350W風(fēng)力發(fā)電機(jī)。得 =。 h，考慮到蓄電池的轉(zhuǎn)換效率為 ，則實(shí)際有效日均發(fā)電量： 取 的安全系數(shù)，所得的日均發(fā)電量數(shù)據(jù)是安全可靠的。 通過在互聯(lián)網(wǎng)上，學(xué)校圖書館里，網(wǎng)上購買的書籍里面對于風(fēng)光互補(bǔ)的系統(tǒng)的組成設(shè)計(jì)有一定的了解，收集到一些關(guān)于設(shè)計(jì)題目的相關(guān)科學(xué)論文范例，因此我也有了自己一定的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)想法。在對應(yīng)各種自然環(huán)境下的設(shè)計(jì)也是有優(yōu)化效果的。根據(jù)不同循環(huán)的天氣狀況配置不同的電力系統(tǒng)方案安裝數(shù)量不同、型號適應(yīng)的部件。隨著時間的移動，畢業(yè)照拍攝結(jié)束后，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)也漸漸完成并完善了。 第 33 頁 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目和課題難題都是由古世甫老師的悉心指導(dǎo)和幫助接近 5個月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，古老師在講解過程中無比的耐心，認(rèn)真對待的對待我還有同學(xué)們提出的問題，除此之外還時常關(guān)心我們找工作之類的問題。為此， 向我的指導(dǎo)老師 —— 古世甫老師致以深深的敬意和誠摯的感謝！ 在完成畢業(yè)論文初稿的時候古老師更是認(rèn)真細(xì)心 的每個每個的查閱與批改。 最后再次非常感謝各位老師對本次設(shè)計(jì)的耐心審閱。滿意的完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。特別慶幸有這樣的指導(dǎo)老師。覺得解決問題的時候就豁然開朗了許多，覺得難題都不難了。本設(shè)計(jì)沒有進(jìn)行對組件一并安裝然后對運(yùn)行后產(chǎn)生的電能進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益分析。 然后，在本次設(shè)計(jì)中我也對相關(guān)計(jì)算量與計(jì)算公式進(jìn)行了一定的了解。 接著，我便與甫老師和學(xué)長交流意見，通過他們的思維方式與聯(lián)想給了我一些很好的建設(shè)性意見與良好的效果，知 道自己可以利用對蓄電池容量、每日用電量、輸出功率等量來選擇蓄電池型號，太陽能電池板，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的規(guī)格配置等。 h。 經(jīng)濟(jì)效益的預(yù)算 （ 1） 發(fā)電量計(jì)算：假設(shè)以每年風(fēng)速 3m/s 以上時間超過 3500h 地區(qū)來計(jì)算，這樣的資源 第 30 頁 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 狀況在我國普遍達(dá)到太陽能資源屬與第三類可利用區(qū)，那么取 4500MJ/年，配置的太陽能電池組件的日均發(fā)電量： 為安全系數(shù)。該系列風(fēng)力發(fā)電機(jī)還帶有自動面向風(fēng)速較大的一方的智能感應(yīng)，提高發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率。 （ 853） 將 C和 P 代入，得 =。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)額定功率為 。 （ 6）晶體硅和太陽能電池必須從正當(dāng)?shù)漠a(chǎn)商購買定制而且要符合國家標(biāo)準(zhǔn)。；年照 3000h。 逆變器容量計(jì)算： P=L N M/(S η ) （ 845） L負(fù)載功率這里我們做的 20KW 的； N用電同時率取 80%； M不平衡系數(shù) ； S負(fù)載功率因數(shù) ； η 逆變器效率 。 。太陽能電池功率 （ 8441） 代入 C 和 P，可計(jì)算得 太陽能電池組件總功率為 ，選用 140W單晶硅太陽能電池組件。 第 26 頁 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 風(fēng)力發(fā)電機(jī)功率 在太陽能電池組件不能發(fā)電的天氣里，通常是連續(xù)的陰雨天，此時風(fēng)速和持續(xù)時間均大大超過年平均風(fēng)速和時間，在此我取該時段內(nèi) 4級風(fēng)（ ～ ） 4h/d。 因此可選用工作電壓為 2V 的蓄電池，蓄電池總?cè)萘繛?，即要求蓄電池的總電流為 左右。 （ 2）蓄電池的工作環(huán)境最好保持在 5～ 30℃。 （ 8）用電設(shè)備功率為 20kw。 （ 4）保證風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)的控制器 /逆變器不會因?yàn)槟孀兒蛯ο到y(tǒng)的控制而電磁感應(yīng)產(chǎn)生有害磁場。 蓄電池容量的計(jì)算公式： （ 83） 20KW 離網(wǎng)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要點(diǎn) （ 1）合理分配利用風(fēng)能和太陽能發(fā)電給設(shè)備、用電戶供電。 蓄電池容量由幾個因素決定： （ 1） 蓄電池對設(shè)備放電的時間越久，其蓄電池容量越大?？梢赃x用兩組 100W 太陽能電池組件并聯(lián)單獨(dú)發(fā)電一組太陽能電池可以作為備用，風(fēng)光發(fā)電機(jī)組各自 50W 的配備互補(bǔ)發(fā)電。 根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)資料對當(dāng)?shù)仫L(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)年發(fā)電量和風(fēng)光互補(bǔ)自給的電能來預(yù) 第 24 頁 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 算。需要涉及到的計(jì)算量與公式： （ 1） 標(biāo)準(zhǔn)光強(qiáng)下的平均日輻射時數(shù) H （ 811） — 太陽能日輻射量 （ 2） 太陽能電池組件日發(fā) 電量 : （ 812） 第 23 頁 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 式（ 812）中 Ioc— 電池最佳工作電流 h— 每天發(fā)電小時數(shù) Kop— 斜面修正系數(shù)取 ~ CZ一修正系數(shù)一般取 （ 3） 太陽能電池方陣的功率計(jì)算： （ 813） Po— 太陽能電池組件的額定功率 Np— 太陽能電池組件并聯(lián)數(shù) 風(fēng)力發(fā)電部分的優(yōu)化設(shè)計(jì) 風(fēng)力發(fā)電機(jī)與太陽能電池組件的合理匹配是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，就像用電設(shè)備要用多少電能，發(fā)電裝置就要至少發(fā)出多少電能。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的每日發(fā)電量與當(dāng)?shù)氐淖匀毁Y源有直接的關(guān)系，風(fēng)光資源好，安裝多的風(fēng)光發(fā)電機(jī)組每日發(fā)電量就越高。 在對鉛酸電池材料的選擇時應(yīng)優(yōu)先選用膠體閥控密封式鉛酸蓄電池還有一些適合風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電使用的新型蓄電池；所選型號蓄電池的端電壓與輸出電壓還得與風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)相匹配，可以方便直接輸送給負(fù)載或者通過簡易的逆變送出供應(yīng)電。 太陽能電池組的功率通過計(jì)算蓄電池容量和設(shè)備功率來算太陽能電池板的總功率，從而選擇規(guī)格大小類型的發(fā)電組件。還有對 系統(tǒng)內(nèi)部其他部件的選型（蓄電池，控制器，控制 /逆變器，輔助后備電源等 ） 風(fēng)光互補(bǔ) LED 路燈 的電力系統(tǒng) 中 ，風(fēng)力發(fā)電機(jī) 組類型 的選擇 和與其對應(yīng)的穩(wěn)定性對于路燈系統(tǒng)來說是個本體 ， 發(fā)電運(yùn)行全靠發(fā)電機(jī)組件。 設(shè)計(jì)風(fēng)光互補(bǔ) LED路燈系統(tǒng)的步驟如下： （ 1） 通過監(jiān)測系統(tǒng)對當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)光資源的環(huán)境數(shù)據(jù)的監(jiān)控，如每個月的最大風(fēng)速，最個月的太陽能溫度，地表溫度，太陽能日照輻射數(shù)等。 （ 8） 逆變器在風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)中能超負(fù)載運(yùn)行，最好能過載 150%或者以 上，并且還能保證在過載時滿足額定正弦的輸出。 （ 5） 逆變器應(yīng)具有較高的可靠性。 （ 1） 風(fēng)光互補(bǔ)電力系統(tǒng)通過計(jì)算電流量合理搭配逆變器的結(jié)構(gòu)電路，逆變器還必須具有保護(hù)負(fù)載和線路防止過電壓和 過電流。充電過程如圖 63： 圖 63 雙標(biāo)三階段充電過程 I V 充電輸出電流 充電輸出電壓 O 大電流的范圍 第 19 頁 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 現(xiàn)階段風(fēng)光互補(bǔ)電力系統(tǒng)通過發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的電能傳送給蓄電池組，然后蓄電池輸送給負(fù)載或者通過逆變器再傳送給負(fù)載。然后重復(fù)幾次脈沖電流，每進(jìn)行一次脈沖就停頓一下，直到充滿為止。以下就說明三種典型的充電方式： 恒流充電法 通過來改變或者恒定風(fēng)光互補(bǔ)電力系統(tǒng)所發(fā)出的電壓再或者添加減少串聯(lián)蓄電池電阻，保持恒定的電流大小給蓄電池充電。當(dāng)監(jiān)控單元檢測到功率過高或者過低的時候，功率控制單元會即時開啟或關(guān)閉負(fù)荷，從而改變電流來跟蹤功率點(diǎn)防止很大功率波動造成的系統(tǒng)的電壓、頻率的變化。 風(fēng)力發(fā)電機(jī) 風(fēng)力發(fā)電部分充電器 光伏部分充電器 光伏電池組件 逆變器 蓄電池 監(jiān)控系統(tǒng) 接口 交流母線 直流母線 RS485 第 13 頁 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 圖 521 光伏陣列充放電控制單元結(jié)構(gòu)框圖 風(fēng)力發(fā)電充放電控制單元 想到蓄電池對充電電流的要求苛刻，和充電控制經(jīng)過很流狀態(tài) 到恒壓狀態(tài)應(yīng)采取對風(fēng)力發(fā)電機(jī)恒壓限流的方式對蓄電池進(jìn)行充電管理。在控制蓄電池充放電時采用PWM 無級卸載方式控制蓄電池的充放開關(guān)，其中的脈寬調(diào)制方式可以 達(dá)到上千級的卸載。本設(shè)計(jì)選用智能 型充電控制逆變的正弦波逆變器，對系統(tǒng)的電流控制穩(wěn)定有很高的可靠性，對系統(tǒng)有很強(qiáng)的過載和限流保護(hù)的功能抗干擾能力也很強(qiáng)?？?制及直流中心的具體構(gòu)成參數(shù)有最大用電負(fù)荷與日平均用電量決定，通過計(jì)算最大用電負(fù)荷來選擇系統(tǒng)逆變器容量，通過計(jì)算平均日發(fā)電量來選風(fēng)力發(fā)電機(jī)、太陽能電池和蓄電池組容量。這時必須要在風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽能發(fā)電機(jī)組后面接上蓄電部分 來平穩(wěn)發(fā)電機(jī)所供的電，蓄電池是可逆的因?yàn)椴粌H要接受電還要放出電，這時對蓄電池的要求和控制就很重要了。 以前的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)只是簡單地沒有考慮其合理搭配設(shè)計(jì)優(yōu)化和系統(tǒng)的互補(bǔ)優(yōu)勢將風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和太陽能發(fā)電電池組就組合在一起了。 第 10 頁 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 將風(fēng)里和太陽光大自然的資源無限利用，通過設(shè)計(jì)風(fēng)力和光伏發(fā)電裝置來汲取無限的資源能量，可以獲得比較穩(wěn)定的和可靠性高的電源帶給人們巨大的收益。非晶體和半導(dǎo)體化合物特性如表 442。 第 8 頁 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 圖 441 太陽能光伏電池分類 在硅晶體太陽能電池中多晶體硅和非晶體硅電池比較熱門，無論在轉(zhuǎn)換效率上還是在 獲得材料制造這些類電池來講都是優(yōu)于現(xiàn)階段我們使用眾多的單晶硅太陽能電池的。以下是對相應(yīng)的功率選擇或者匹配的相應(yīng)的風(fēng)力電機(jī)的參數(shù)，以及逆變器型號和蓄電池容量的選擇。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的額定輸出功率是配合特 定的額定風(fēng)速設(shè)而而定的，由于能量與風(fēng)速為函數(shù)關(guān)系，因此風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率會大大的受風(fēng)速的影響。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的額定輸出功率 風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要包括 3部分：葉輪、機(jī)艙和塔架。 （ 2）而異步發(fā)電機(jī)有其兩個發(fā)電方式與負(fù)載的勵磁系統(tǒng)。但是成本較高，需要經(jīng)常有人去維護(hù)運(yùn)行不方便。 系統(tǒng)硬件軟件設(shè)計(jì) 介紹風(fēng)光互補(bǔ)電力系統(tǒng)原理組成 分析安裝地點(diǎn)氣候資源狀況 設(shè)計(jì)桿塔與風(fēng)葉扇形結(jié)構(gòu) 根據(jù)低成本設(shè)計(jì)裝設(shè)風(fēng)光發(fā)電機(jī)組的比例 利用類似孤島檢測法優(yōu)化系統(tǒng) 對電力系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)營后的經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算 對比地區(qū)資源優(yōu)點(diǎn)設(shè)計(jì)