风光互补论文

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1、风光互补发电系统的研究与应用引言随着人们对于自然的认识的程度逐渐加深，人们对于能源也越来越重视。根据《屮华人民共和国节约能源法》和《吉林省节约能源条例》等法律法规的有关规定，结合本市实际,制定的《长春市节约能源条例》的第一条便为：“节约能源，提高能源利用效率和经济效益,保护环境和资源，促进经济社会可持续发展。”风能、光能作为一种可重复利用的可再牛能源，成为各国研究开发的垂点。我市地处北部，四季分明，光能和风能资源丰富，为风光互补系统提供了良好的环境基础。这就可以解决太阳能能源密度低，容易受地区、昼復、气候等自然条件限制等特点。为了收集足够的使用能量，太阳能

2、需要庞大的设备，耗资多，占地而积大，而J1能量的提供是间歇性的：口天有，夜间无；晴天有，阴天无；供应不稳定。而利用风能进行互补，刚好解决了供应不稳的问题。这可以大大提高能源的利用率，并且达到节能的最佳效果。一.系统设计方案（一）风光互补发电系统研发现状风光互补发电系统近几年引起了许多专家学者的关注，也取得了一定的成果，并已经推广到了H常纶活中來。风光互补照明供电系统，充分利用绿色清洁能源，实现零耗电、零排放、零污染，产品广泛应用于道路、景观、小区照明及监控、通讯基站、船舶等领域。风光互补路灯具有不需铺设输电线路，不需开挖路面埋管，不消耗电能等特点，其独特的

3、优势在城市道路建设、园林绿化等市政照明领域十分突出。全国各地己将风光互补照明系统纳入了市政道路照明设计范畴，并开始大规模应用推广。睛天光照强，阴雨天风力较大；夏天太阳照射强，冬天风力较人，利用太阳能和风能的互补性，通过路灯的A阳能和风能发电设备集成系统供电，口天储存电能，晚上通过智能控制系统实现路灯供电照明。（二）系统组成一套完整的风光互补发电系统应由发电部分、控制部分、负载部分、蓄电池和泄荷单元等组成。如图1.1所示图1.1风光互补发电系统组成框图1.系统各部分构成的特点1.1发电部分发电部分主耍包括由220V市电、太阳能电池板和风力发电机三部分发电源组

4、成。由于风力发电部分如今已经有了-•定的基础，本研究课题主要対太阳能电池板发电部分行研究。由于白天光照强时风弱，夜间或阴天光弱时风强，时间上的互补性使得风光互补发电系统在资源分布上具有很好的匹配性，为风光互补电源系统的建立提供了能源保障。如果风能和光能不能提供所需供电时，在启用220V市电。太阳能电池板产牛直流电，可选用多晶硅太阳电池组件，耍求用高透光率低铁钢化玻璃，外加阳极化优质铝合金边框，具有效率高、寿命长、安装方便、抗风、抗冰雹能力等特性；风力发电机产生交流电，在选型时要求风力发电机是低速型风机，具有发电效率高、结构简单、质量稳定、维护量低、在恶劣的

5、犬气情况下自动偏航保护等特性。市电、太阳能电池板和风力发电机三者的有机结合，既达到了节能的冃的，也为电路的稳定运行提供了保障。本次课题，我们根据本地的实际情况，依托于风力发电的基础，我们就主要针对太阳能发电部分加以分析：a.太阳能发电原理及等效电路太阳能发屯是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大而积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了太阳能发电装置。太阳能发电的优点是较少受地域限制，因为阳光普照大地;太阳能系统还具有安全可靠、无噪声、低污染、无需消

6、耗燃料和架设输电线路即口J就地发电供电及建设同期短的优点。太阳能发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电，太阳能发电系统主要由太阳能电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件，所以，光伏发电设备极为精炼，可靠稳定寿命长、安装维护简便。其中，主要依靠光伏电池进行光电的转化。光伏电池以半导体P-N结上接受太阳光照产生伏特效应为基础，直接将光能转换为电能的能量转换介质，它的工作原理是利用半导体的特性，当太阳光照射到半导体表而，b.太阳能电池板参数设置1・光电转换效率n

7、%评估太阳电池好坏的重要因素。目前：实验室n〜24%,产业化：n~15%；(本课题采用前者)2.单休电池电压V：0.4V——0.6V由材料物理特性决定。.3.填充因子FF%评估太阳电池负载能力的重耍因素。FF=(ImXVm)/仃scXVoc)；其屮：lsc—短路电流，Voc—开路电压，Im一最彳圭.「.作电流，Vm—最佳1】作电压；4•标准光强与环境温度地面AM1.5光强，1000W/m2,t二25°C；5•温度对电池性质的影响例如：在标准状况下,AM1.5光强,t=25°C某电池板输出功率测得为lOOWp,如果电池温度升高至45°C时，则电池板输出功率就

8、不到lOOWpo1.2负载部分该部分根据实际运用场合完成设计，其中