家用光伏风力发电典型设计图纸

1、风光互补发电技术1.1风光互补发电系统的特点风力发电系统利用风力发电机，将风能转换成电能，然而通过控制器对蓄电池充电，最后通过逆变器对负载供电。

该系统具有日发电量较高，系统造价较低，运行维护成本低等优点。

缺点是小型风力发电机可靠性低，常规水平轴风力发电机对风速的要求较高。

光伏发电系统利用光电板将太阳能转换成电能，然后通过控制器对蓄电池充电，最后通过逆变器对负载供电。

该系统的优点是系统供电可靠性高、资源条件好、运行维护成本低，缺点是系统造价高。

发电与用电负荷的不平衡性是风电和光电系统共同存在的一个缺陷，它是由资源的不确定性造成的。

风电和光电系统发出电能后都必须通过蓄电池储能才能稳定供电，但是每天的发电量受阳光、风力的影响很大，阳光、风力较弱会导致系统的蓄电池组长期处于亏电状态，这是引起蓄电池组使用寿命降低的主要原因。

较风电和光电独立系统，风光互补发电系统具有以下特点：（1）风光互补发电系统弥补了风电和光电独立发电系统在资源上的缺陷，利用太阳能和风能的互补性，提供较稳定的电能；（2）在风光互补发电系统中，风电和光电系统可以共用一套蓄电池组和逆变环节，减少系统造价；（3）整个系统是两种发电系统进行互补运行，因此，在保证同等供电的情况下，可大大减少储能装置的容量；（4）风光互补发电系统可以根据用户需要合理配置系统容量，在不影响供电可靠性的情况下减少系统造价；（5）风光互补发电系统可以根据用户所在地的季节及天气变化情况优化系统设计方案，在满足用户要求的情况下节约资源。

1.2适合风光互补地区分析太阳能和风能是最普遍的自然资源，也是取之不尽的可再生能源。

图1为我国太阳能风能分部情况。

图1 风能太阳能分部图风能是太阳能在地球表面的另外一种表现形式，由于地球表面的不同形态对太阳光照的吸热系数不同，在地球表面形成温差，地表空气的温度不同形成空气对流而产生风能。

因此，太阳能与风能在时间上和地域上都有很强的互补性。

25KW家用分布式光伏系统设计1.1光伏发电技术的优势太阳能光伏发电的过程没有机械转动部件也不消耗燃料，并且不排放包括温室气体在内的任何物质，具有无噪声、无污染的特点；太阳能资源没有地域限制，分布广泛且取之不尽，用之不竭。

因此，与其它新型发电技术(风力发电与生物质能发电等)相比，太阳能光伏发电是一种具可持续发展理想特征（最丰富的资源和最洁净的发电过程）的可再生能源发电技术，其主要优点有以下几点。

1、太阳能资源取之不尽，用之不竭，照射到地球上的太阳能要比人类目前消耗的能量大6000倍。

而且太阳能在地球上分布广泛，只要有光照的地方就可以使用光伏发电系统，不受地域、海拔等因素的限制。

2、太阳能资源随处可得，可就近供电。

不必长距离输送，避免了长距离输电线路所造成的电能损失，同时也节省了输电成本。

这同时也为家用太阳能发电系统在输电不便的西部大规模使用提供了条件。

3、太阳能光伏发电的能量转换过程简单，是直接从光子到电子的转换，没有中间过程（如热能转换为机械能，机械能转换为电磁能等）和机械运动，不存在机械磨损。

根据热力学分析，光伏发电具有很高的理论发电效率，可达80以上，技术开发潜力巨大。

4、太阳能光伏发电本身不使用燃料，不排放包括温室气体和其他废气在内的任何物质，不污染空气，不产生噪声，对环境友好，不会遭受能源危机或燃料市场不稳定而造成的冲击，是真正绿色环保的新型可再生能源。

5、太阳能光伏发电过程不需要冷却水，可以安装在没有水的荒漠戈壁上。

光伏发电还可以很方便地与建筑物结合，构成光伏建筑一体化发电系统，不需要单独占地，可节省宝贵的土地资源。

6、太阳能光伏发电无机械传动部件，操作、维护简单，运行稳定可靠。

一套光伏发电系统只要有太阳能电池组件就能发电，加之自动控制技术的广泛采用，基本上可实现无人值守，维护成本低。

7、太阳能光伏发电工作性能稳定可靠，使用寿命（30年以上）。

晶体硅太阳能电池寿命可达20~35年。

在光伏发电系统中，只要设计合理、造型适当，蓄电池的寿命也可长达10~15年。

5.3.1风光互补发电系统设计风能和太阳能都具有能量密度低、稳定性差的弱点，并受到地理分布、季节变化、昼夜交替等影响．然而太阳能与风能在时间上和地域上一般都有一定的互补性，白天太阳光最强时，风较小，晚上太阳落山后，光照很弱，但由于地表温差变化大而风能加强．在夏季，太阳光强度大而风小；冬季，太阳光强度小而风大。

太阳能发电稳定可靠，但目前成本较高，而风力发电成本较低，随机性大，供电可靠性差。

若将两者结合起来，可实现昼夜发电．在合适的气象资源条件下，风光互补发电系统能提高系统供电的连续性、稳定性和可靠性，在很多地区得到了广泛的应用．如图5.1为某地10月份某日典型的太阳能和风资源分布，因此采用风光互补发电系统，可以弥补风能和太阳能间歇性的缺陷。

图5.1 某地10月份典型日太阳能和风能资源分布图风光互补发电的优势：（1）利用风能和太阳能的互补性，弥补了独立风电和独立光伏发电系统的不足，可以获得比较稳定的和可靠性高的电源。

（2）充分利用土地资源。

（3）保证同样供电的情况下，可大大减少储能蓄电池的容量。

（4）对系统进行合理的设计和匹配，可以基本上基本上由风光互补发电系统供电，获得较好的经济效益。

（5）大大提高经济效益。

风光互补发电系统主要组成部分（1）发电部分：由一台或者几台风力发电机和太阳能电池阵列构成风—电、光—电发电部分，发电部分输出的电能通过充电控制器与直流中心完成蓄电池组自动充电工作。

（2）蓄电部分：蓄电部分主要作用是将风电或光电储存起来，稳定的向电器供电。

蓄电池组在风光互补发电系统中起到能量调节和平衡负载两大作用。

（3）控制及直流中心部分：控制及直流中心部分由风能和太阳能充电控制器、直流中心、控制柜、避雷器等组成，完成系统各部分的连接、组合及对蓄电池组充放电的自动控制。

控制及直流中心具体构成参数由最大用电负荷与日平均用电量决定。

（4）供电部分：供电部分不可缺少的部分是逆变器，逆变器把蓄电池储存的直流电转换为交流电，保证交流负载的正常使用。

（一）村级光伏电站组件排布图纸根据现场图片进行设计村集体光伏电站效果图1村集体光伏电站效果图2村集体光伏电站效果图3（二）、详细说明3.1项目概述本项目叶集区南依大别山，北连淮北平原，西临史河，东部丘陵，境内河流纵横，塘堰星罗棋布，林竹繁茂。

全区共有森林面积71800 亩，其中，孙岗乡28000 亩，三元乡 7400 亩，平岗办事处 30000 亩，镇区办事处 6400 亩，本区树种以意扬、国外松、杉木为主，经济林有板栗、桃、枣、水蜜桃等。

属于北亚热带向暖温带转换的过渡带，季风显著，四季分明，气候温和，雨量充沛，光照充足，无霜期长。

全年日照1876-2003.5 小时，平均气温16.7-17.9 ℃，梅雨季节一般在 6-7 月间。

全区年平均日照时数为 1926.1 小时，日照百分率为 43.3%左右，属于太阳能利用条件中等的地区。

除梅雨季节外，太阳能资源具备利用的稳定性。

本项目参考 METEONORM7数据库中的数据进行太阳能资源分析，统计了1991~2010年累年各月的水平面总辐射值和 15°斜面总辐射值，详见下表。

月份水平面辐射（ kWh/m2）一月63二月75三月91四月120五月143六月133七月154八月135九月115十月95十一月71十二月61合计1253根据《太阳能资源评估方法》（行业标准 QXT-89-2008）制定的太阳能资源丰富程度等级划分，本项目站址所在地为资源丰富地区。

光伏电站根据现场安装状况进行组件及逆变器的配置，本村级光伏电站配备 4 个 50KW的组串式逆变器，经逆变后进入一个交流配电箱，最终并入国家电网。

分布式光伏电站原理图图二、屋顶光伏电站现场图图三、屋顶光伏电站现场图光伏方阵排列布置要节约土地、与当地自然环境有机的结合，设计规范，并兼顾光伏电站的美观展示性。

光伏方阵的阵列倾角、方位角、阵列间距应根据地理位置、气候条件、太阳辐射能资源、场地条件等具体情况优化设计。

学科门类 ： 单位代码 ：毕业设计说明书（论文）中文题目：20千瓦风力发电机设计外文题目：20 KILOWATT WIND-DRIVEN GENERATOR DESIGN学生姓名所学专业班 级学 号指导教 师XXXXXXXXX 系二 ○ **年 X X 月本科毕业设计（论文）开 题 报 告题 目 20 千瓦风力发电机设计指 导 教 师院（系、部）专 业 班 级学 号姓 名日 期一、选题的目的、意义和研究现状自然界的风是可以利用的资源，然而，我们现在还没有很好的对它进行开发。

这就向我 们提出了一个课题：我们如何开发利用风能？自然风的速度和方向是随机变化的，风能具有不确定特点，如何使风力发电机的输出功 率稳定，是风力发电技术的一个重要课题。

迄今为止，已提出了多种改善风力品质的方法， 例如采用变转速控制技术，可以利用风轮的转动惯量平滑输出功率。

由于变转速风力发电组 采用的是电力电子装置，当它将电能输出输送给电网时，会产生变化的电力协波，并使功率 因素恶化。

因此，为了满足在变速控制过程中良好的动态特性，并使发电机向电网提供高品质的电 能，发电机和电网之间的电力电子接口应实现以下功能：一，在发电机和电网上产生尽可能 低的协波电波；二，具有单位功率因素或可控的功率因素；三，使发电机输出电压适应电网 电压的变化；四，向电网输出稳定的功率；五，发电机磁转距可控。

此外，当电网中并入的风力电量达到一定程度，会引起电压不稳定。

特别是电网发生短 时故障时，电压突降，风力发电机组就无法向电网输送能量，最终由于保护动作而从电网解 列。

在风能占较大比例的电网中，风力发电机组的突然解列，会导致电网的不稳定。

因此， 用合理的方法使风力发电机组电功率平稳具有非常重要的意义。

风力发电对电网的不利影响可以用储能技术来改善。

例如，用超导储能技术使风力发电 机组输出电压和频率稳定。

另外，飞轮储能技术发展较为成熟，具有使用寿命长，功率密度 高，基本上不受充电，放电次数的限制，安装维护方便，对环境无危害等优点。