1、風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)及應(yīng)用前景應(yīng)用風(fēng)能、光能發(fā)電的社會背景 隨著世界工業(yè)化進程的不斷加快，使得能源消耗逐漸增加，全球工業(yè)有害物質(zhì)的排放量與日俱增，從而造成氣候異常、災(zāi)害增多、惡性疾病的多發(fā)，因此，能源和環(huán)境問題成為當(dāng)今世界所面臨的兩大重要課題。由能源問題引發(fā)的危機以及日益突出的環(huán)境問題，使人們認(rèn)識到開發(fā)清潔的可再生能源是保護生態(tài)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的客觀需要。可以說，對風(fēng)力發(fā)電等其它清潔能源發(fā)電的研究和進行這方面的畢業(yè)設(shè)計對我們從事風(fēng)力等清潔能源發(fā)電事業(yè)的同學(xué)是有著十分重大的理論和現(xiàn)實意義的，也是十分有必要的。風(fēng)力發(fā)電的原理 風(fēng)力發(fā)電是利用風(fēng)能來發(fā)電，而風(fēng)力發(fā)電機組是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的機械。風(fēng)輪是風(fēng)電

2、機組最主要的部件，由槳葉和輪轂組成。槳葉具有良好的動力外形，在氣流的作用下能產(chǎn)生空氣動力使風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)，將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機械能，再通過齒輪箱增速驅(qū)動發(fā)電機，將機械能轉(zhuǎn)化為電能，再通過控制器對蓄電池充電，經(jīng)過逆變器對負(fù)載供電。 風(fēng)力發(fā)電特點及現(xiàn)狀 可再生，且清潔無污染。 風(fēng)速隨時變化，風(fēng)電機組承受著十分惡劣的交變載荷。 風(fēng)電的不穩(wěn)定性會給電網(wǎng)或負(fù)載帶來一定的沖擊影響。 風(fēng)電單機容量不斷擴大。 風(fēng)電制造企業(yè)集中度較高（主要風(fēng)電設(shè)備制造企業(yè)集中在歐美國家）。 風(fēng)電電價快速下降。 風(fēng)力發(fā)電比重迅速攀升。太陽能發(fā)電原理 太陽能應(yīng)用技術(shù)很多，如太陽能發(fā)電：太陽能發(fā)電主要組成部分是基于光電效應(yīng)中的光生伏特效應(yīng)制成的

3、光電池為主，太陽光照在半導(dǎo)體p-n結(jié)上，形成新的空穴-電子對，在p-n結(jié)電場的作用下，光生空穴流 向p區(qū)，光生電子流向n區(qū)，接通電路后就形成電流，這就是光電效應(yīng)太陽能電池的工作原理，光電池是一種自發(fā)電式的光電元件，它受光照時自身能產(chǎn)生一定方向的電動勢。太陽能發(fā)電特點 太陽能取之不盡，且不受地球礦物能源短缺的影響。 可方便就近供電，避免長距離輸送。 清潔無污染，且安裝1KW光伏發(fā)電系統(tǒng)，每年可少排CO2約2000Kg，NOx約16Kg,SOx約9Kg。 受氣候條件影響，存在間歇性。 能量密度低，大規(guī)模使用占地面積較大。 發(fā)電成本高，初始投資大。 光伏發(fā)電是靜態(tài)運行，沒有運動部件，壽命長，無需或極

4、少需要維護。 光電池制作成本逐漸降低，但還不能被大量廣泛和普遍的使用。 世界太陽能發(fā)電增長迅速。 太陽能法定還需解決一些問題，如太陽能的跟蹤、聚集、貯存和轉(zhuǎn)化。 太陽能發(fā)電轉(zhuǎn)換效率比較低，太陽能發(fā)電系統(tǒng)的工作性能在受到外界環(huán)境的影響時表現(xiàn)的不穩(wěn)定性，也制約了太陽能發(fā)電系統(tǒng)的更廣泛的應(yīng)用。 政府的大力扶持。 太陽能發(fā)電現(xiàn)狀 風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)是 資源條件最好的獨立電源系統(tǒng)。 風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)主要由風(fēng)力發(fā)電機組、太陽能光伏電池組、控制器、蓄電池、逆變器、交流和直流負(fù)載等部分組成。 光電池發(fā)出的直流電 風(fēng)力發(fā)電控制器是專為風(fēng)力發(fā)電機控制和蓄電池充電而設(shè)計的智能型控制器，能有效提升風(fēng)力發(fā)電的效能。一方面

5、把調(diào)整后的能量送往直流負(fù)載或交流負(fù)載，另一方面把多余的能量按蓄電池的特性曲線對蓄電池組進行充電，當(dāng)所發(fā)的電不能滿足負(fù)載需要時，控制器又把蓄電池的電能送往負(fù)載。蓄電池充滿電后，控制器要控制蓄電池不被過充。當(dāng)蓄電池所儲存的電能放完時，控制器要控制蓄電池不被過放電，保護蓄電池。控制器采用PWM無級卸載方式控制風(fēng)機對蓄電池進行智能充電。 風(fēng)力發(fā)電控制器太陽能發(fā)電控制器 太陽能控制器全稱為太陽能充放電控制器，是用于太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，控制多路太陽能電池方陣對蓄電池充電以及蓄電池給太陽能逆變器負(fù)載供電的自動控制設(shè)備。太陽能控制器控制整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并對蓄電池起到過充電保護、過放電保護的作用，在溫差較大的

6、地方，控制器還應(yīng)具備溫度補償?shù)墓δ堋?逆變系統(tǒng)由幾臺逆變器組成，把蓄電池中的直流電變成標(biāo)準(zhǔn)的220v交流電，保證交流電負(fù)載設(shè)備的正常使用。同時還具有自動穩(wěn)壓功能，可改善風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的供電質(zhì)量； 控制部分根據(jù)日照強度、風(fēng)力大小及負(fù)載的變化，不斷對蓄電池組的工作狀態(tài)進行切換和調(diào)節(jié)：一方面把調(diào)整后的電能直接送往直流或交流負(fù)載。另一方面把多余的電能送往蓄電池組存儲。發(fā)電量不能滿足負(fù)載需要時，控制器把蓄電池的電能送往負(fù)載，保證了整個系統(tǒng)工作的連續(xù)性和穩(wěn)定性； 蓄電池部分由多塊蓄電池組成，在系統(tǒng)中同時起到能量調(diào)節(jié)和平衡負(fù)載兩大作用。它將風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出的電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來，以備供電

7、不足時使用。 風(fēng)光互補路燈系統(tǒng)風(fēng)光互補路燈系統(tǒng) 風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)是一種風(fēng)能和光能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，風(fēng)光互補路燈工作原理是利用自然風(fēng)作為動力，風(fēng)輪吸收風(fēng)的能量，帶動風(fēng)力發(fā)電機旋轉(zhuǎn)，把風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽?jīng)過控制器的整流，穩(wěn)壓作用，把交流電轉(zhuǎn)換為直流電，向蓄電池組充電并儲存電能。利用光伏效應(yīng)將太陽能直接轉(zhuǎn)化為直流電，供負(fù)載使用或者貯存于蓄電池內(nèi)備用。 風(fēng)光互補型路燈結(jié)構(gòu)由太陽能電池組件、風(fēng)機、太陽能大功率LED、LPS燈具、光伏控制系統(tǒng)、風(fēng)機控制系統(tǒng)、太陽能專用免維護蓄電池等部件組成，還包括太陽能電池組件支架、風(fēng)機附件，燈桿，預(yù)埋件，蓄電池地埋箱等配件。 選用風(fēng)光互補路燈要注意的問題選用風(fēng)光互補路燈要

8、注意的問題 1風(fēng)機的選擇 風(fēng)機是風(fēng)光互補路燈的標(biāo)志性產(chǎn)品，風(fēng)機的選擇最關(guān)鍵的是要風(fēng)機的運行平穩(wěn)。燈桿是無位索塔，最要小心的是因風(fēng)機運行時的振動引起燈罩和太陽能支架的固定件松動。選擇風(fēng)機的另一個主要因素就是風(fēng)機的造型美觀，重量要輕，用以減小塔桿的負(fù)荷。 2供電系統(tǒng)最佳配置的設(shè)計 保證路燈的亮燈時間是路燈的重要指標(biāo)，風(fēng)光互補路燈作為一個獨立供電系統(tǒng)，從路燈燈泡的選擇到風(fēng)機，太陽能電池及儲能系統(tǒng)容量的配置都有一個最佳配置設(shè)計的問題，需要結(jié)合安裝路燈地點的自然資源條件來進行系統(tǒng)最佳容量配置的設(shè)計。 3燈桿的強度設(shè)計 要根據(jù)選定的風(fēng)機及太陽能電池的容量及安裝高度要求，結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀毁Y源條件進行燈桿強度的

9、設(shè)計，確定合理的燈桿和結(jié)構(gòu)形式 。風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng) - 風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用前景用前景(1)(1)無電農(nóng)村的生活、生產(chǎn)用電無電農(nóng)村的生活、生產(chǎn)用電(2)(2)半導(dǎo)體室外照明中的應(yīng)用半導(dǎo)體室外照明中的應(yīng)用 基本原理是：太陽能和風(fēng)能以互補形式通過控制器向蓄電池智能化充電，到晚間根據(jù)光線強弱程度自動開啟和關(guān)閉各類LED室外燈具。智能化控制器具有無線傳感網(wǎng)絡(luò)通訊功能，可以和后臺計算機實現(xiàn)三遙管理(遙測、遙訊、遙控)。智能化控制器還具有強大的人工智能功能，對整個照明工程實施先進的計算機三遙管理，重點是照明燈具的運行狀況巡檢及故障和防盜報警。 室外道路照明工程主要包括

10、室外道路照明工程主要包括： .車行道路照明工程(快速道/主干道/次干道/支路)； .小區(qū)(廣義)道路照明工程(小區(qū)路燈/庭院燈/草坪燈/地埋燈/壁燈等)。 目前已被開發(fā)的新能源新光源室外照明工程有：風(fēng)光互補led智能化路燈、風(fēng)光互補led小區(qū)道路照明工程、風(fēng)光互補led景觀照明工程、風(fēng)光互補led智能化隧道照明工程、智能化led路燈等。 風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng) - 風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用前景風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用前景 (3)(3)航標(biāo)上的應(yīng)用航標(biāo)上的應(yīng)用 (4)(4)監(jiān)控攝像機電源中的應(yīng)用監(jiān)控攝像機電源中的應(yīng)用應(yīng)用風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)為道路監(jiān)控攝像機提供電源，不僅節(jié)能，并且應(yīng)用風(fēng)光互補發(fā)

11、電系統(tǒng)為道路監(jiān)控攝像機提供電源，不僅節(jié)能，并且不需要鋪設(shè)線纜，減少了被盜了可能，有效防盜。但是我國有的地區(qū)不需要鋪設(shè)線纜，減少了被盜了可能，有效防盜。但是我國有的地區(qū)會出現(xiàn)惡劣的天氣情況，如連續(xù)灰霾天氣，日照少，風(fēng)力達(dá)不到起風(fēng)會出現(xiàn)惡劣的天氣情況，如連續(xù)灰霾天氣，日照少，風(fēng)力達(dá)不到起風(fēng)風(fēng)力，會出現(xiàn)不能連續(xù)供電現(xiàn)象，可以利用原有的市電線路，在太陽風(fēng)力，會出現(xiàn)不能連續(xù)供電現(xiàn)象，可以利用原有的市電線路，在太陽能和風(fēng)能不足時，自動對蓄電池充電，確保系統(tǒng)可以正常工作。能和風(fēng)能不足時，自動對蓄電池充電，確保系統(tǒng)可以正常工作。 (5)(5)通信基站中的應(yīng)用通信基站中的應(yīng)用風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng) - 風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)