新能源发电(大工离线作业)

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1、网络教育学院《新能源发电》课程设计题目：风光互补发电技术学习中心：甘肃农垦河西奥鹏学习中心层次：专升本专业：电气工程及其自动化年级：2014年春季学号：141462309545学生：李建东辅导教师：康永红完成日期：2016年3月8日1风光互补的发展史上的必要性风光互补，简而言之就是利用太阳能电池方阵、风力发电机（交—交）将发出的电能存储到蓄电池中，用户需要用电时，逆变器将蓄电池中储存的直流电转变为交流电，通过线路来送到负载处。起初的风光互补发电系统，就是将风力机和光伏组件进行简单的组合，由于缺乏详细的数学计算模式，同时系统只用于

2、保证率低的用户，导致使用寿命不长。经历了多年的努力后，一种叫风光互补供电系统的新技术已逐渐被越来越多的人认可和应用，可解决长期以来被称之为电网延伸不经济地区的供电问题。如能引起政府的高度重视，可在较短的时间内大面积无障碍解决无电村和无电户问题。普通风力发电机至少需要3米/秒的风速才能启动，3.5米/秒的风速才能发电，一定程度上限制了离网型小型风力发电在中国很多地区的运用。而由内蒙古中科恒源能源科技有限公司开发的全永磁悬浮风光互补供电系统由于使用微摩擦、起动力矩小的磁悬浮轴承，在1.5米/秒的微弱风速下就能启动，2.5米/秒的风速

3、就能发电，能效提高约20%，能广泛应用于全国80%的地区。2风光互补的原理及结构2.1风光互补技术原理简介蓄电池作为我们通信行业对蓄电池很熟悉、不陌生，用于太阳能系统蓄电池不是普遍的电池，我们有专门对太阳能系统的要求和测试方法。风能发电机有一个通用的标准，我们推荐使用另外一种风机，也符合国家的标准。它的特点是和先速和过栽均采用电磁制动，同是具备叶片变形失速功能，这个大量使用在我们的基站上，重量轻、故障小，输出的电也比较稳定。因为风率的利用是非常不稳定的。2.2风光互补系统发电结构风光互补发电系统主要有风力发电机组、太阳能光伏电池

4、组、控制器、蓄电池、逆变器、交流直流负载等部分组成、该系统是集风能、太阳能及蓄电池等多种能源发电技术及系统智能控制技术为一听的复合可再生能源发电系统（1）风力发电部分是利用风力机将风能转换为机械能，他能够过风力发电机机械能转化为电能，再通过控制器对蓄电池充电，经过逆变器对负载供电；（2）光伏发电部分利用太阳能电池板的光伏效应将光能转换为电能，然后对蓄电池充电，通过逆变器将直流电转换为交流电对负载进行供电：（3）逆变器系统由几台逆变器组成，把蓄电池中的直流电变成标准的220V交流电，保证交流电负载设备正常使用。同时还具有自动稳压功

5、能，可改善风光互补发电系统的供电质量。（4）控制器分根据日照强度、风力大小负载的变化，不断对蓄电池组的工作状态进行切换和调节：一方面把调整后的电能直接送往直流或交流负载。另一方面把多余的电能送往蓄电池组存储。（5）蓄电池部分由多块蓄电池组成，在系统中同时起到能量调节和平衡负载的两大作用。它将风力发电系统和光伏发电系统输出的电能转化为化学能储存起来，以备供电不足时使用。3太阳能发电部分的介绍发电部分主要包括太阳能电池板和风力发电机组成。如图2-1所示。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

6、资源分布上具有很好的匹配性，为风光互补电源系统建立提供了能源保障。太阳能电池组件，要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、在恶劣的天气情况下自动偏航保护等特性。3.1现在的太阳板大多采用硅太阳能电池。其工作原理是：硅原子的外层电子壳层中有4个电子。在太阳辐照时，会摆脱原子核的束缚而成为自由电子，并同时在原来位置留出一个空穴。电子带负电；空穴带正电。在纯净的硅晶体

7、中，自由电子和空穴的数目是相等的。如果在硅晶体中搀入能够俘获电子的3价杂质，如：硼，鋁，镓或铟等，就成了空穴型半导体，简称p型半导体。如果在硅晶体中搀入能够释放电子的磷，砷，或锑等5价杂质，就成了电子型半导体，简称n型半导体。若将这两种半导体结合在一起，由于电子和空穴的扩散，在交界面处便会形成p-n结，并在结的两边产生内建电场，又称势垒电场。当太阳光（或其他光）照射到太阳电池上时，电池吸收光能，能量大于禁带宽度的光子，穿过减反射膜进入硅中，激发出光生电子–孔穴对，并立即被内建电场分离，光生电子被送进n区，光生孔穴则被推进p区，这

8、样在内建电场的作用下，光生电子-孔穴对被分离，在光电池两端出现异号电荷的积累，即产生了“光生电压”，这就是“光生伏打效应”（简称光伏）。在内建电场的两侧引出电极并接上负载，在负载中就有“光生电流”流过，从而获得功率输出。3.2风力发电机发电部分的介绍超低速风力发