风光互补发电系统

毕业设计（论文）报告纸共28页第1页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊摘要二十世纪以来，随着人们生活条件的变化、人类社会的进步，煤、油等传统化石能源的日益减少，自然环境的日益恶化。越来越多的人开始着眼于环保科技，像风力发电，光伏发电等新能源技术都已广泛运用于人们日常生活当中。在现在欧美或将来中国广大农村的高级住宅区，风光互补发电必将普及。伴随着国内光伏厂商在国际上的挫败，以及国际市场的萎缩，国内广泛市场成了许多光伏企业的救命良药。但为了供电的可靠性势必会出现风光发电系统和市电相互配合的供电方式。随着生产成本的降低，这一供电方式也将出现在中低档住宅区甚至是偏远山区也将见到。由于东部地区人口密集、经济繁荣，但各类资源相对缺乏。所以光伏、风力互补的发电方式想要在东部站稳脚跟，就必须从农村地区开始，以一种“农村包围城市的姿态”求生存，谋发展。本篇论文主要为南京农村某用户设计了一款风光互补发电系统，系统主要是为该用家中的照明和空调系统提供电源。本篇论文对系统的太阳能电池、风力发电机、蓄电池等部件进行了选型设计。关键词：太阳能；风能；农村；照明毕业设计（论文）报告纸共28页第2页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ABSTRACTSincethe20thcentury,withthechangesinpeople'slivingconditions,theprogressofhumansociety,coal,oilandtraditionalfossilfuelsdwindling,thenaturalenvironmentisdeteriorating.Moreandmorepeoplebegantofocusonenvironmentaltechnology,suchaswindpower,solarpowerandothernewenergytechnologieshavebeenwidelyusedinpeople'sdailylife.ExclusiveresidentialareainEuropeandAmericanoworinthefutureChina'svastruralareas,windandsolarpowerisboundtospread.WiththedomesticPVmanufacturersdefeatintheinternationalarena,aswellasshrinkinginternationalmarket,thedomesticmarkethasbecomewidespreadinmanyPVcompanies,life-savingmedicine.Butinordertosupplyreliablepowersystemisboundtobebeautifulandcooperatingmainspowersupply.Withlowerproductioncosts,thepowersupplywillalsoappearinthemiddleandlowresidentialareasandeveninremotemountainousareaswillalsobeseen.Duetothedenselypopulatedeasternregion,economicprosperity,buttherelativelackofvariousresources.Sophotovoltaic,windpowercomplementarywayyouwantintheeasternstandfirm,wemuststartfromtheruralareas,inagestureofencirclingthecitiesofsurvival,anddevelopment.ThispapermainlyruralNanjingausertodesignawindandsolarpowergenerationsystem,thesystemismainlyusedtoprovidepowerforhomelightingandairconditioningsystems.Thispaperonthesystemofsolarcells,windturbines,batteriesandothercomponentsfortheselectionanddesign.Keywords:solarenergy;windenergy;countryside;lighting毕业设计（论文）报告纸共28页第3页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目录摘要...................................................1ABSTRACT...............................................................................................21绪论...................................................41.1课题的研究背景及意义.......................................41.2风、光互补发电技术的现状及发展方向.........................41.3项目研究的内容及特点.......................................52风、光发电基本原理............................................................................72.1风力发电基本原理...........................................72.2光伏发电原理...............................................72.3光伏电池相关的两个重要量....................................83风、光互补发电系统....................................103.1系统总体设计思路与方案....................................103.2气象条件汇集..............................................103.3负荷用电量预估............................................123.4风力及光伏发电量分配......................................143.5风光互补系统的特点........................................163.6系统内部其他部件..........................................173.7系统并网设计..............................................194系统维护与投资预算....................................214.1控制器软件使用说明........................................214.2系统维护..................................................244.3系统效益分析..............................................255总结..................................................26致谢..................................................27参考文献................................................28毕业设计（论文）报告纸共28页第4页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊1绪论1.1课题的研究背景及意义伴随着世界经济的发展，传统化石能源日益减少，传统的煤炭发电也引起了十分严重的环境问题。所以世界各国都在加紧新能源发电的研发与推广，光伏发电及风力发电技术也日益成熟。由于国外市场的受挫，很多企业都转向国内市场，在西部也建立起许多电厂，但在东部人口密集地区很鲜见。所以在农村推广风光互补发电，不仅可以扩大内需，还可以改善东部地区日益严重的环境问题，对于消除雾霾也有一定的促进作用。更重要的是在国际市场不景气的大背景下，还可以助推国内光伏行业的复兴。1.2风、光互补发电技术的现状及发展方向如今，世界上新能源发电技术主要有太阳能光伏发电和风力发电。光伏发电利用“光电效应”将太阳能转换为直流电能再经过逆变及储能装置为交流负载供电。风力发电则是一种利用风力发电机直接将风能转化为交流电可直接供给交流负载用电的技术。不过目前光伏发电转换效率低、研发成本高，风力发电则是电量不稳定、以及土地利率用面积地下。风力发电技术就有像电能不稳定、受天气影响严重的不足之处。这些缺点在一定程度上限制了新能源风力、太阳能发电技术的发展。这使得风力、光伏发电只能由国家或少数大型企业在一些荒山、沙漠、滩涂建造电厂，再经过长距离输变电输送到用户家中。这不仅造成了浪费，还会对一些野生动植物栖息地造成破坏；在长距离输变电过程也在无形中增加了成本，还会导致电能的损耗，这使得本来效率就不高的太阳能光伏发电在供电上更显捉襟见肘了。我国光伏发电在轨迹市场上还严重受挫，所以必须大力在国内推广运用，但由于国内土地限制，这就得用到像农村地区的屋顶等。据不完全估计，在某些地方将住宅屋顶利用起来，用于光伏发电所产生电量够当地使用一年。所以太阳能发电技术发展前景和潜能还是巨大的。随着电力电子技术、计算机技术、微电子技术、光电技术、风电技术的发展使得许多电气产品的价格大大降低、操作越来越便捷、安全性能更加可靠。尤其是更多性能优越、价格较低的光伏电池的出现使光伏发电成本越来越低。因此，未来更多光伏产品将出现在普通大众家庭。在未来，像太阳能、风力发电技术还将广泛用于家庭供电、船舶供电、以至于最终有可能完全取代火力发电的供电方式。如今高新技术飞速发展，尤其是在微电子技术、计算机技术、软件工程技术方面，已经达到高度发展的程度。另外伴随着人们生活水平的提高以及生活观念的转变，风、光发电技术将有以下发展趋势：（1）无电农村、生产用电：毕业设计（论文）报告纸共28页第5页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊在我国，许多许多偏远农村、山区由于受到地理环境的影响。国家供电网络无对其供电。但是往往这些欠发达地区又是风能和太阳能储存丰富的地区，就此，风光互补发电技术解决当前地区供电问题有很大的潜能。（2）室外照明：如今世界上有许多电力都用于室外照明，如果这些电力全部来自于电网，于资源的浪费是极大的。所以风、光互补系统的节能性恰可以弥补这一缺点。（3）航标上的应用：在部分地区的航标上已经运用了光伏发电技术，但是由于天气因素的限制往往不能保证持续正常工作。在天气不良的情况下往往存在着大风，这时风力发电系统就能很好替代光伏发电为航标继续供电。（4）监控摄像机电源的应用：目前，许多地方摄像头通常都是24小时不间断运行，采用市电供电。虽然功率不高但数量特别多，也会造成巨大的浪费。因此，利用风、光互补发电系统为摄像机提供电源，不仅节能并且还有防盗功能。（5）通信基站中的应用：在某些偏远景区、海岛。由于经济需求，要建立通讯基站，这些基站负荷功率。如果采用市电供电需要长距离架设输电电线，增加巨大投资成本。所以风、光互补发电系统就地供