【正文】 最后再次非常感謝各位老師對本次設(shè)計的耐心審閱。滿意的完成這次畢業(yè)設(shè)計。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。特別慶幸有這樣的指導(dǎo)老師。 第 33 頁 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 這次的畢業(yè)設(shè)計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，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。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。隨著時間的移動，畢業(yè)照拍攝結(jié)束后，我的畢業(yè)設(shè)計也漸漸完成并完善了。本設(shè)計沒有進(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。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。 然后，在本次設(shè)計中我也對相關(guān)計算量與計算公式進(jìn)行了一定的了解。在對應(yīng)各種自然環(huán)境下的設(shè)計也是有優(yōu)化效果的。 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。 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)計有一定的了解，收集到一些關(guān)于設(shè)計題目的相關(guān)科學(xué)論文范例，因此我也有了自己一定的設(shè)計思路和設(shè)計想法。 h。 h，考慮到蓄電池的轉(zhuǎn)換效率為 ，則實際有效日均發(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。 經(jīng)濟(jì)效益的預(yù)算 （ 1） 發(fā)電量計算：假設(shè)以每年風(fēng)速 3m/s 以上時間超過 3500h 地區(qū)來計算，這樣的資源 第 30 頁 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 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)。得 =。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。實際配置為： 1 臺 EV02350W風(fēng)力發(fā)電機(jī)。 （ 853） 將 C和 P 代入，得 =。 蓄電池組的確定 第 29 頁 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 （ 852） 那么 C= 按盡量減少蓄電池數(shù)量的優(yōu)化原則，取蓄電池容量為 340Ah，那么實際配置為 2V/340Ah蓄電池 12 塊 1組。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)額定功率為 。 (8)設(shè)備功率 60W，全天候 24 小時不間斷供電。 （ 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)。 （ 4）保證風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)的控制器 /逆變器不會因為逆變和對系統(tǒng)的控制而電磁感應(yīng)產(chǎn)生有害磁場。；年照 3000h。 設(shè)計 20kw 風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化配置如表 845： 第 28 頁 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 部件 型號及規(guī)格 數(shù)量 備注 蓄電池 2V/GFM型 110塊串聯(lián) 鉛酸閥控免維護(hù) 風(fēng)力發(fā)電機(jī) 100KW 1 臺 一 太陽能電池組件 140W/34V 315塊串并聯(lián) 單晶硅 控制器 JKCK220V/150A 1 臺 設(shè)計壽命 15年 逆變器 15KVA單相 3 臺 正弦波 表 845 60W 風(fēng)光互補(bǔ)路燈 系統(tǒng) 的優(yōu)化設(shè)計 設(shè)計要點(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。 逆變器容量計算： 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 。 太陽能電池組件實際數(shù)為： （塊） 太陽能電池組件實際總功率為： （ W） 845 功率調(diào)節(jié)器 功率調(diào)節(jié)器主要由逆變器、控制器等設(shè)備組成。 。設(shè)計發(fā)電系統(tǒng)的額定直流電壓 220V。太陽能電池功率 （ 8441） 代入 C 和 P，可計算得 太陽能電池組件總功率為 ，選用 140W單晶硅太陽能電池組件。根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的規(guī)格實際配置為： 1 臺 100KW風(fēng)力發(fā)電機(jī)。 第 26 頁 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 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。所以選用 60Ah 蓄電池 110 塊串聯(lián)。 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。 蓄電池容量計算為： （ 842） 式（ 842）中， 220 為蓄電池組充放電壓， 70%為蓄電池放電深度， 90%為蓄電池誤差余量。 （ 2）蓄電池的工作環(huán)境最好保持在 5～ 30℃。根據(jù)安裝路燈地點(diǎn)的自然資源條件；風(fēng)力發(fā)電機(jī)與太陽能組件同事不能發(fā)電的最大持續(xù)時間為 3d；太陽能組件不能發(fā)電的最大連續(xù)時間為 12d；風(fēng)力發(fā)電機(jī)不能發(fā)電的最大連續(xù)時間為 6d。 （ 8）用電設(shè)備功率為 20kw。 （ 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)。 （ 4）保證風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)的控制器 /逆變器不會因為逆變和對系統(tǒng)的控制而電磁感應(yīng)產(chǎn)生有害磁場。；年照 3000h。 蓄電池容量的計算公式： （ 83） 20KW 離網(wǎng)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計 設(shè)計要點(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。 （ 3） 當(dāng)蓄電池不對設(shè)備供應(yīng)電時應(yīng)該保持蓄電池在 80%的容量一下，可以保護(hù)蓄電池不受充電化學(xué)反應(yīng)的影響延長壽命。 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。當(dāng)天氣狀況不能做到太陽能風(fēng)能發(fā)電時就必須要有蓄電池給用電設(shè)備供電，而離網(wǎng)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)沒有電網(wǎng)作為一個電源供電就必須要配置蓄電池，而蓄電池必須儲備當(dāng)?shù)剡B續(xù)幾個陰天與低于風(fēng)力發(fā)電機(jī)啟動風(fēng)速天之差期間的用電負(fù)載所需的電能。可以選用兩組 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。蓄電池選用鉛蓄電池，壽命 3~5 年，放電率 30%。 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)計說明書 算。 （ 2）風(fēng)力發(fā)電機(jī)組供電能力的測算方法： （ 822） Q— 風(fēng)力發(fā)電機(jī)在計算期間的發(fā)電總量（ kw需要涉及到的計算量與公式： （ 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 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。并應(yīng)了解當(dāng)?shù)厥须姷那闆r：市電與風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的輸送情況，電能是否能安全可靠的供應(yīng)等。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。同時也注意協(xié)調(diào)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)工作的最大可靠性和成本兩者之間的關(guān)系，在滿足最大可靠性的基礎(chǔ)上盡量減少風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的成本。 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。 路燈光源的選擇應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境選擇合適的光源類型，如 LED 光源適用于在光照強(qiáng)度要求不高時使用，既有裝飾性又節(jié)能，而低壓鈉燈特別適合于霧氣較重的地區(qū)使用。 太陽能電池組的功率通過計算蓄電池容量和設(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。選擇風(fēng)力發(fā)電機(jī)的 外形時不僅要使風(fēng)力發(fā)電機(jī)美觀得體，而且也要讓風(fēng)力發(fā)電部分能充分利用風(fēng)光資源 。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。 然后確定燈高、照度、燈距，確定光源功率、燈罩。 設(shè)計風(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。如果采用傳統(tǒng)的照明產(chǎn)品，由于其耗能高，導(dǎo)致風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的建設(shè)成本高，限制了推廣。 （ 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。 （ 6） 逆變器的輸出電壓與用電負(fù)載的電壓同頻、同幅值，并滿足用電負(fù)載對電能質(zhì)量的要求。 （ 5） 逆變器應(yīng)具有較高的可靠性。 （ 3） 逆變器在交流變直流，直流變交流的過程充盡量減少逆變次數(shù)與多余的部分，可以節(jié)約電能從而提高經(jīng)濟(jì)效益。 （ 1） 風(fēng)光互補(bǔ)電力系統(tǒng)通過計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。設(shè)計制造中都應(yīng)嚴(yán)格要求和對應(yīng)系統(tǒng)合理的選型。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。曲線如圖 62 所示： 第 1