太阳能风能互补发电系统
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风光互补并网发电系统一.目的和意义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。
太阳能与风能在时间上和季节上都有很强的互补性:白天太阳光照好、风小,晚上无光照、风较强;夏季太阳光照强度大而风小,冬季太阳光照强度弱而风大。
这种互补性使风/光并网发电系统在资源上具有最佳的匹配性,可实现连续、稳定发电。
另外,风力发电和光伏发电系统在蓄电池和逆变器环节上是可通用的。
风/光互补发电系统可根据用户用电负荷和自然资源条件进行最佳的合理配置,既可保证系统的可靠性,又能降低发电成本,满足用户用电需求,是最合理,最可靠,最安全,最经济,最环保的供电系统。
二.系统简介风光互补发电系统由太阳能电池板、风力发电机组、控制器、蓄电池组和逆变器等几部分组成;其中光电系统和风电系统把太阳能和风能转换成电能,然后通过控制器对蓄电池充电,最后通过逆变器对用电负荷供电。
该系统的优点是供电可靠性高,运行维护成本低。
由于太阳能与风能的互补性强,风光互补发电系统弥补了风电和光电独立系统在资源上的缺陷,同时,风电和光电系统在蓄电池组和逆变环节是可以通用的,所以可降低风光互补发电系统的造价。
三.系统结构图:太阳能电池板:在金属支架上用导线连在一起的多个太阳电池组件的集合体。
风力发电机组:由风力机、发电机和控制部件等组成的发电系统。
控制器:系统控制装置。
主要功能是对蓄电池进行充电控制和过放电保护。
同时对系统输入输出功率起着调节与分配作用,以及系统赋予的其它监控功能。
蓄电池组:由若干台蓄电池经串联组成的储存电能的装置。
逆变器:将直流电转换为交流电的电力电子设备。
交流负载:以交流电为动力的装置或设备。
直流负载:以直流电为动力的装置或设备。
并网控制器:连接逆变器和公用电网,可将多余的电能输向电网或由电网向负载供电。
电量计量装置:记录发电系统和公用电网之间的流通电量。
四.当地天气情况统计五.负载估算六.太阳能光伏发电七.风能发电八.其他部件(控制器、逆变器、蓄电池组、并网控制器)的具体选用九.投资预算。
描述风光互补发电系统的组成及其功能
描述风光互补发电系统的组成及其功能
风光互补发电系统是采用风能和太阳能共同发电的节能、环保发电系统。
它指通过利用风能和太阳能共同发电,实现电能供应可靠性和可再生替代能源的更加可靠、低成本、高效率的发电技术系统。
该系统是由风能发电机和太阳能发电机组成,它们会根据天气情况相互补充,以达到最大发电效率。
一般情况下,风光互补发电系统主要由以下几个部分组成:
1、风力发电机:用以提取风能,通过风轮旋转驱动发电机,将风能转换为机械能,再转换为电能。
2、太阳能发电机:太阳能发电机是用太阳能驱动的一种发电机,它可以将太阳能转换为电能。
3、控制器:控制器是风光互补系统的大脑,它可以根据风能和太阳能的变化情况,自动调整发电机的转速,以达到最佳发电效率。
4、储能装置:储能装置可以存储由风力发电机和太阳能发电机发出的电能,让其不会被浪费掉。
风光互补发电系统的主要功能是利用风能和太阳能进行发电,它可以使发电系统具有高度的可靠性。
风能发电系统可以在无太阳能的情况下仍然发电,而太阳能发电系统可以在白天发电;控制器可以自动调节风能发电机和太阳能发电机的转速,将其实现最佳发电效率;储能装置可以存储风力发电机和太阳能发电机发出的电能,以便在无风或无太阳能的情况下提供电能。
总之,风光互补发电系统的组成及其功能是利用风能和太阳能发电,以达到最佳发电效率,具有高度的可靠性和可再生替代能源的发电技术系统。
2023风光互补发电系统发展趋势:风光互补发电系统广泛应用显示,风光互补发电系统利用了风能和太阳能资源的互补性的新型能源发电系统。
这种绿色又环保的可持续进展能源将会被国家大力推动。
风光互补发电系统是独立电源系统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。
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。
白天太阳光最强时,风很小,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,太阳光强度弱而风大。
太阳能和风能在时间上的互补性使风光互补发电系统在资源上具有最佳的匹配性,风光互补发电系统是资源条件最好的独立电源系统。
风光互补发电系统解决供电问题通过对风能和太阳能这两种进展相对较好的能源的综合考虑,得出这两种能源的互补合作形成了一种新的发电模式,增加了对环境和气候的适应力量,可以在夜间、雨雪等简单天气条件下持续发电。
风能和太阳能可以互补,更科学,更经济,更有用。
风光互补发电系统应用广泛,优势明显,可以在相同的供电环境下降低电池容量,通过两种能源的互补使电流输出更加稳定,互补发电可以满意系统的供电,削减传统发电设备的应用,经济、社会和环境效益优势明显。
对于偏远地区,风光互补发电技术可以解决供电问题,供应稳定的电力服务,促进区域经济进展。
同时,目前已经进展起来的路灯和景观照明为人们供应了生活的便利,该技术在通信基站中的应用也促进了地区的进展。
风光互补发电系统解决一体化问题风光互补发电可用于槽式发电,与蝶式和塔式发电相比,效率更高,容量规模更大,对商业化规模和技术要求更低。
是目前比较成熟、应用比较广泛的CSP 技术。
合理利用风光互补发电系统的优势,有利于解决风能和太阳能一体化中的难题,同时可以建立新能源电力系统的框架和解决方案,对新能源的形成和大规模利用开发起到借鉴作用。
风光互补发电系统简介风光互补发电系统是一种结合风能和太阳能的发电系统,旨在最大程度地利用可再生能源并减少对传统能源的依赖。
这个系统通过将风力发电机和光伏发电板相结合,同时利用风能和太阳能来发电,从而实现能源的互补和增强。
组成部分风光互补发电系统主要由以下几个组成部分组成:1.风力发电机:风力发电机是利用风的动力转化为电能的装置。
它通常由风轮、发电机、传动系统和控制系统等组成。
风力发电机的特点是能够在风能资源丰富的地区高效发电。
2.太阳能光伏发电板:太阳能光伏发电板是利用太阳辐射转化为电能的装置。
它通常由太阳能电池芯片、保护玻璃、背板和支架组成。
太阳能光伏发电板的特点是能够在阳光充足的地区高效发电。
3.逆变器:逆变器是将直流电转换为交流电的装置。
在风光互补发电系统中,逆变器起着将风力发电机和光伏发电板产生的直流电转换为交流电的重要作用。
逆变器还可以将系统产生的电能注入电网,从而实现对电网的支持和供应。
4.电池储能系统:电池储能系统可以将系统产生的过剩电能储存起来,并在需要时释放出来供电。
在风光互补发电系统中,电池储能系统可以用来储存风力发电机和光伏发电板产生的电能,以补充不稳定的发电能力。
5.控制系统:控制系统对整个风光互补发电系统进行监控和控制。
它可以实现对风力发电机和光伏发电板的启动、停止和调整输出功率等功能。
控制系统还可以监测系统运行状态,并在发生故障时进行报警和保护。
工作原理风光互补发电系统的工作原理如下:1.风力发电机利用风的动力将转子旋转,通过发电机将机械能转化为电能。
同时,光伏发电板也会将太阳辐射转化为电能。
2.风力发电机和光伏发电板产生的电能通过逆变器转换为交流电。
逆变器根据电网的要求,控制系统将电能注入电网,供电给电网使用。
3.如果系统产生的电能超过电网需求,多余的电能会被电池储能系统存储起来。
当电网需求超过系统产生的电能时,电池储能系统会释放电能供电给电网,以满足需求。
4.控制系统对整个发电系统进行监控和控制,确保系统的稳定运行。
风光互补系统方案摘要风光互补系统方案是一种利用太阳能和风能相互补充的可再生能源发电系统。
本文将介绍风光互补系统的基本原理、构成和优势,并重点讨论了系统的设计、安装和维护。
最后,我们还将分析该系统在实际应用中的一些问题和挑战,并提出相关解决方案。
1. 引言可再生能源的利用是解决能源短缺和环境污染问题的重要途径之一。
风能和太阳能是两种最常见、最广泛利用的可再生能源。
然而,由于天气和地理条件的限制,单独利用太阳能或风能并不能满足能源的稳定需求。
因此,将两种能源相互补充使用已成为一种非常有潜力的解决方案,即风光互补系统。
2. 系统原理风光互补系统是通过同时利用太阳能和风能来满足能源需求的一种系统。
太阳能主要通过光伏发电板转化为电能,而风能则通过风力发电机转化为电能。
这两种能源分别具有不同的特点和工作原理,但可以相互补充使用,以实现能源的稳定供应。
3. 系统构成风光互补系统主要由以下几个组成部分组成:3.1 太阳能发电部分太阳能发电部分主要包括光伏发电板、电池组和逆变器。
光伏发电板将太阳能转化为直流电能,然后经过电池组储存,最后通过逆变器将直流电能转化为交流电能,以供电网或其他设备使用。
3.2 风能发电部分风能发电部分主要包括风力发电机、风轮和控制系统。
风力发电机通过风轮转动产生机械能,然后通过发电机转化为电能。
控制系统可以根据风速和风向调整风力发电机的转速,以达到最佳发电效果。
3.3 能量储存部分能量储存部分主要包括电池组和储能设备。
电池组可以储存太阳能和风能转化的电能,并在需要时释放,以满足电能需求。
储能设备可以吸收并储存多余的能量,以便在能量供应不足时提供补充。
3.4 控制与管理部分控制与管理部分主要包括集中控制系统和监测设备。
集中控制系统可以实时监控和控制风光互补系统的运行状态,以确保系统的稳定和可靠运行。
监测设备可以收集系统的各种数据,并提供对系统性能的评估和分析。
4. 系统设计与安装风光互补系统的设计与安装需要考虑多个因素,包括能源需求、环境条件和经济效益等。
风光互补的压缩空气储能与发电一体化系统特性分析一、本文概述随着全球能源需求的不断增长和环境保护的日益重视,可再生能源的开发和利用成为了当今世界的重要课题。
风光互补的压缩空气储能与发电一体化系统作为一种新兴的能源存储与发电技术,因其独特的优势而备受关注。
本文旨在对风光互补的压缩空气储能与发电一体化系统的特性进行深入分析,探讨其在可再生能源领域的应用前景。
本文将介绍风光互补的压缩空气储能与发电一体化系统的基本原理和构成。
该系统通过将风能和太阳能转换为电能,再将多余的电能用于压缩空气储能,从而实现能量的高效存储和利用。
本文将分析该系统的技术特点,包括其高效能转换、灵活的运行模式、以及对环境的影响等方面。
本文还将探讨该系统在实际应用中可能面临的挑战和解决方案,如系统稳定性、成本控制、以及与现有电网的兼容性等问题。
二、风光互补压缩空气储能系统原理与构成风光互补压缩空气储能系统(WindPV Compressed Air Energy Storage, WPVCAES)是一种创新的能源存储技术,它结合了风能和太阳能这两种可再生能源,通过高效的能量转换和存储机制,实现了一种新型的储能与发电一体化系统。
本节将详细介绍该系统的原理与构成。
WPVCAES系统的工作原理主要基于两个核心环节:能量存储和能量释放。
在能量存储阶段,系统利用风能和太阳能发电产生的电能驱动压缩机,将环境空气压缩至高压状态,并存储在地下储气库中。
这一过程不仅实现了对风能和太阳能的捕获和转换,还通过压缩空气的形式高效地储存了这些能量。
在能量释放阶段,储存的高压空气被释放并驱动膨胀机发电,从而实现能量的有效利用。
风能和太阳能发电单元:这部分包括风力发电机和太阳能光伏板,负责将自然界中的风能和太阳能转换为电能。
压缩与储气单元:包括压缩机和储气库。
压缩机负责将环境空气压缩至高压,而储气库则是用来储存这些高压空气的设施,通常位于地下,以利用地下洞穴或盐岩层等天然结构。
太阳能风光互补发电系统1.问题的提出如何解决能源危机问题,已经成为全球关注的热点。
节能和环保已成为当今世界的两大主题。
在当前可利用的几种可再生能源中,太阳能和风能是应用比较广泛的两种。
风光互补发电控制系统是为了弥补传统电力的不足而设计的独立发电设备。
它是由太阳能电池组件与风力发电机配合而成的一个系统,通过微型计算机的远程控制,并实现了免维护的功能。
2.风光互补发电系统的现状最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,因为缺乏详细的数学计算模型,同时系统只用于保证率低的用户,导致使用寿命不长。
近几年随着风光互补发电系统应用范围的不断扩大,保证率和经济性要求的提高,国外相继开发出一些模拟风力、光伏及其互补发电系统性能的大型工具软件包。
通过模拟不同系统配置的性能和供电成本可以得出最佳的系统配置。
在国外对于风光互补发电系统的设计主要有两种方法进行功率的确定:一是功率匹配的方法,即在不同辐射和风速下对应的光伏阵列的功率和风机的功率和大于负载功率,只要用于系统的优化控制;另一是能量匹配的方法,即在不同辐射和风速下对应的光伏阵列的发电量和风机的发电量的和大于等于负载的耗电量,主要用于系统功率设计。
目前国内进行风光互补发电系统研究的大学,主要有中科院电工研究所、内蒙古大学、内蒙古农业大学、合肥工业大学等。
各科研单位主要在以下几个方面进行研究:风光互补发电系统的优化匹配计算、系统控制等。
目前中科院电工研究所的生物遗传算法的优化匹配和内蒙古大学新能源研究中推出来的小型户用风光互补发电系统匹配的计算即辅助设计,在匹配计算方面有着领先的地位,而合肥工业大学智能控制在互补发电系统的应用也处在前沿水平。
3.一个设计好的太阳能风光互补发电的设计框图结构该系统是集风能、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体的复合可再生能源发电系统。
它的主要组成设备有:风力发电机:风机采用具有特别适合大多内陆地区低风速、时发电特性好、发电量大的特点。
风光互补发电系统1. 引言随着能源需求的不断增长和对可再生能源的关注度提高,风光互补发电系统成为了一个热门话题。
风光互补发电系统是一种将风能发电和太阳能发电相互结合的系统,通过利用两者之间的互补关系,可以提高能源产出效率,减少对传统能源的依赖。
本文将对风光互补发电系统进行介绍,包括其原理、优势和应用等方面。
2. 原理风光互补发电系统利用风能和太阳能之间的互补特性来提高能源产出效率。
在这个系统中,风力发电和光伏发电两者并联工作,共同输出电能。
具体而言,系统中包括风力发电装置和光伏发电装置。
风力发电装置通过转动轴,将风能转化为机械能,然后再经过发电机将其转化为电能。
光伏发电装置则通过光伏电池将太阳能转化为直流电能。
在风光互补发电系统中,风力发电和光伏发电两者的输出电能经过电网并联供电,通过逆变器将直流电能转化为交流电能。
通过控制系统对两者的输出进行协调和管理,可以实现最大化的能源收集和供应。
3. 优势风光互补发电系统具有多重优势,使其成为可再生能源发电的一种理想选择。
首先,风力发电和光伏发电具有互补性。
在一年中不同季节和不同时间段,风力和太阳能的强度会发生变化。
通过将两者互补结合起来,可以实现全天候、全季节的能源供应。
即使在没有风或太阳能的情况下,系统仍然能够保持部分发电能力。
其次,风光互补发电系统可以提高能源产出效率。
由于风力发电和光伏发电的互补特性,可以平衡两者之间的不足和过剩。
在风力发电不足的情况下,光伏发电能够弥补能源缺口。
反之亦然。
这样可以最大化地提高能源的产出效率。
最后,风光互补发电系统对环境友好。
由于利用了可再生能源,风光互补发电系统减少了对化石能源的依赖,减少了温室气体的排放,对减缓气候变化和改善空气质量具有积极的意义。
4. 应用风光互补发电系统在各个领域都有广泛的应用。
在城市建设中,风光互补发电系统可以用于供电。
通过在建筑物的屋顶或周围安装光伏发电装置和小型风力发电机,可以为城市的电力需求提供补充和支持。
风电与光伏互补发电系统的优化设计随着能源需求的增长和对可再生能源的关注,风电和光伏发电逐渐成为主流发电技术。
然而,这两种技术都有其固有的限制和局限性。
风能发电系统的输出受到风速的影响,而太阳能发电系统则对日照强度和时间有一定要求。
为了克服单一能源发电系统的不足,风电与光伏互补发电系统应运而生。
I. 介绍风电与光伏互补发电系统是一种将风能发电和太阳能发电相结合的能源系统。
通过使用两种能源的优势,以及通过优化设计和控制,互补发电系统可以提高整体发电效率、稳定性和可靠性。
II. 互补发电系统的零部件1. 风能发电部分:- 风力发电机:将风能转化为机械能,并通过发电机产生电能。
- 风能调节器:监测风速并控制风力发电机的运行,以确保其在适宜的风速下工作。
- 逆变器:将风力发电机产生的直流电转换成交流电,以供给电网使用。
2. 太阳能发电部分:- 光伏组件:将太阳能转化为直流电,在光伏电池内部产生光电效应。
- 逆变器:将光伏组件产生的直流电转换成交流电,以供给电网使用。
III. 互补发电系统的优势风电与光伏互补发电系统的优化设计具有以下几个优势:1. 能源互补:风能和太阳能发电系统互为补充,可以在不同的天气条件下提供稳定的电力供应。
在阴雨天气或夜间,光伏组件的发电效率较低,而此时风能发电系统可以继续运行,反之亦然。
2. 资源利用率提高:通过将风能和太阳能发电系统结合在一起,可以更好地利用自然资源。
不同地区的天气和气候条件差异大,通过互补发电系统,可以最大限度地利用可再生能源。
3. 系统可靠性增加:由于风电和光伏系统都是可靠的技术,互补发电系统可以提高整体系统的可靠性和韧性。
当一个系统出现故障时,另一个系统仍然可以继续发电,确保电力供应的连续性。
IV. 互补发电系统的优化设计为了实现风电与光伏互补发电系统的最佳性能,需要进行优化的设计和控制。
1. 发电量预测:通过监测和分析风速、日照强度等参数,可以预测系统未来一段时间内的发电量。
风能与太阳能的混合发电系统研究能源是人类社会发展的基石,而传统能源的短缺和环境污染问题也催生了寻找新能源的需求。
在这个背景下,风能和太阳能作为可再生能源备受瞩目。
本文将对风能与太阳能的混合发电系统进行研究,探讨其在解决能源问题和促进可持续发展方面的潜力。
一、风能与太阳能的概述风能和太阳能作为可再生能源,在全球范围内广泛分布并且具有巨大的潜在利用价值。
风能指的是利用风力将风能转化为电能的过程,而太阳能则是指利用太阳辐射将光能转化为电能的过程。
两者相辅相成,具有互补性和可持续性。
二、风能与太阳能混合发电系统的工作原理风能与太阳能混合发电系统是指利用风能和太阳能相互协作的发电系统。
其主要工作原理可以分为以下几个部分:1. 风能发电部分:通过安装风力发电机组,利用风力旋转叶片驱动发电机产生电能。
风力发电机组在风速较高时效率较高,可以有效利用风能。
2. 太阳能发电部分:通过安装太阳能电池板,将太阳辐射转化为电能。
太阳能电池板可以在阳光充足时高效发电,具有稳定的性能。
3. 储能部分:将风能和太阳能产生的电能通过储能装置进行储存,以应对不同时间段的需求。
常见的储能装置包括电池组、超级电容器等。
4. 电能输出部分:将储存的电能通过逆变器等设备输出为交流电,供应给用户使用。
三、风能与太阳能混合发电系统的优势风能与太阳能混合发电系统相较于单一的风力发电系统或太阳能发电系统,具有以下优势:1. 减少能源波动:由于风能与太阳能具有互补性,可以在不同时间段和天气条件下提供稳定的电力供应,减少能源波动对能源系统的影响。
2. 提高发电效率:风能与太阳能的混合利用,可以充分利用两种能源的优势,提高发电效率。
风能与太阳能的组合可以充分利用日光和风力资源的变化,实现能源的最大化利用。
3. 地域适应性强:风能与太阳能的混合发电系统在地域适应性方面具有优势。
在风能资源丰富的地区,可以充分利用风能;在太阳能资源丰富的地区,可以充分利用太阳能。
太阳能和风能互补发电系统的优化研究第一章序言随着环保意识的不断提高和能源危机的日益加剧,太阳能和风能等可再生能源得到越来越广泛的应用。
然而,这些可再生能源的发电效率有着一定限制,一般需要进行优化才能达到更好的效果。
太阳能和风能互补发电系统是目前较为常见的可再生能源发电方式之一,本文将对其优化研究进行探讨。
第二章太阳能和风能互补发电系统的简介太阳能和风能互补发电系统是指通过太阳能和风能等可再生能源,同时进行发电。
这种发电方式具有节能减排的优势,同时也可以提高能源利用效率。
太阳能和风能互补发电系统一般由太阳能发电和风能发电两个系统组成,其中太阳能发电系统包括太阳能电池板、光伏逆变器等组件;风能发电系统则包括风力发电机组、风能控制器等组件。
第三章太阳能和风能互补发电系统的问题虽然太阳能和风能互补发电系统可以提高能源利用效率,但是在实际应用中也存在一些问题。
这些问题主要包括:(1)天气条件不稳定。
太阳能和风能发电都受到天气条件的影响,一些天气条件不利于发电,如夜晚、低风速等。
(2)系统效率不高。
太阳能和风能发电系统的效率不高,还需要进行优化改进,才能提升发电效率。
(3)能量储存问题。
太阳能和风能发电都存在能量储存问题,如果不能有效地储存能量,就会导致能源的浪费。
第四章太阳能和风能互补发电系统的优化为解决太阳能和风能互补发电系统存在的问题,需要进行优化改进。
这些优化方式主要包括:(1)多元化发电方式。
太阳能和风能互补发电系统可以结合其他能源进行发电,如地热能、水能等,同时也可以通过多元化的发电方式来增加发电效率。
(2)节能降耗。
通过降低系统运行时的能耗和降低设备损耗,可以有效提高系统效率。
(3)能量储存。
利用电池组、超级电容器等方式对能量进行储存,可以避免发电能量的浪费,同时也可以保证系统的运行。
(4)智能化控制。
采用智能化控制系统,可以对发电系统进行优化控制,从而提高系统效率,降低浪费。
第五章结论太阳能和风能互补发电系统是一种可再生能源发电方式,具有节能减排的优点。
风光互补发电系统
风光互补发电系统是一种综合利用风能和太阳能的发电系统。
该系统将风力发电和光伏发电两种技术结合起来,通
过同时利用风力和太阳能资源,以提高发电效能和稳定性。
风光互补发电系统的主要构成包括风力发电装置和光伏发
电装置。
风力发电装置一般由风力发电机组、控制器和储
能系统组成,通过捕捉风能并将其转化为电能。
光伏发电
装置则由光伏电池组成,能够将光能直接转化为电能。
这两种发电装置可以互相补充,当风力发电装置的发电量
不够时,光伏发电装置可以提供额外的电能。
同样,当光
伏发电装置的发电量不够时,风力发电装置也可以提供补
充的电能。
这种互补的关系可以提高整个系统的发电效率
和可靠性。
风光互补发电系统还可以通过储能系统来存储多余的电能,以备不时之需。
储能系统可以使用蓄电池、超级电容器等
设备,将多余的电能储存起来,当需要时再释放出来。
风光互补发电系统的优点是可以充分利用风能和太阳能资源,提高能源利用效率。
同时,由于两种发电装置的互补
作用,系统的发电稳定性和可靠性也得到了增强。
这种系
统还可以减少对传统能源的依赖,减少环境污染。
总的来说,风光互补发电系统是一种在可再生能源领域具
有潜力的发电系统,可以为人类提供清洁、可靠的电力。
风光互补发电原理
风光互补发电是一种将风能和太阳能结合利用的发电系统。
它利用了风力发电和光伏发电的互补性,提高了发电效率和稳定性。
在风光互补发电系统中,风力发电和光伏发电分别产生电能。
风力发电是通过风轮的旋转产生动能,然后通过发电机转换为电能。
而光伏发电是通过光伏板将太阳能转化为直流电能。
两种方式都是利用自然资源产生电能,但是各有优势和限制。
风力发电的优势在于风能是一种相对稳定的能源,在大多数地区都能获得。
然而,风力发电也存在一些限制,如风速变化大、风力的季节性和地理条件限制等。
而光伏发电的优势在于太阳能广泛分布,资源丰富,并且具有较好的预测性和稳定性。
但是,光伏发电也有一些限制,如天气条件(如云层、雨雪等)对发电效率的影响以及光伏板的价格较高等。
风光互补发电的原理是将两种发电方式结合起来,利用它们的优势互补,从而提高整体的发电效率和稳定性。
当风力较强时,风力发电机组可以提供更多的电能;而在晴天,光伏发电可以得到更多的太阳能转化为电能。
通过合理设计和管理,风光互补发电系统可以在不同天气和气候条件下实现最佳的发电效果。
风光互补发电系统还可以通过储能设备来提高发电系统的可靠性和稳定性。
当风力或太阳能较强时,多余的电能可以储存起来,以备不足时使用。
这样,风光互补发电系统就能实现能量的平衡和供应的连续性。
总之,风光互补发电利用风力发电和光伏发电的互补性,提高了发电效率和稳定性。
它是一种可持续发展的能源利用方式,可以有效降低对传统能源的依赖,减少对环境的影响。
风光互补发电系统是一种利用风能和太阳能相互补充的可再生能源发电系统。
它结合了风力发电和太阳能光伏发电两种技术,以最大程度地提高发电效率和可靠性。
以下是风光互补发电系统的基本原理:
风力发电部分:
风力发电机组利用风的动力驱动叶片旋转,产生机械能。
机械能通过发电机转换为电能,产生交流电。
风力发电机组通过控制系统监测和调整转速、叶片角度等参数,以最大化发电效率。
光伏发电部分:
太阳能光伏板(太阳能电池板)将太阳辐射转化为直流电能。
光伏组件中的光伏电池通过光电效应将太阳光能转化为电能。
多个光伏组件串联或并联连接形成光伏阵列,以提高总发电能力。
能量互补与调节:
风力发电和光伏发电系统之间通过逆变器、电网并联装置等连接,将风能和太阳能的发电能力进行互补和调节。
当风力发电系统产生的电能超过负载需求时,多余的电能可以被输送到电网中。
当光伏发电系统产生的电能不足以满足负载需求时,电网可以提供额外的电能供给。
电力管理与储存:
风光互补发电系统可能包含电力管理系统和电力储存装置,以确保平稳供电和可靠性。
电力管理系统负责监测和控制系统中各个组件的运行状态,协调风力发电和光伏发电的输出。
电力储存装置,如蓄电池组,可以储存多余的电能以备不时之需,同时在需要时释放储存的电能。
风光互补发电系统的原理在提高可再生能源利用率、减少对传统能源的依赖、降低碳排放等方面具有重要意义。
该系统的设计和运行需要充分考虑风力和太阳能资源的变化、能量转换效率、电力管理和储能等因素,以实现最佳的发电效果和经济效益。
风光互补发电系统总结
风光互补发电系统是一种利用太阳能和风能相结合的发电系统,通过将太阳能光伏发电和风能发电系统进行整合,实现能源的互补和优化利用。
以下是对风光互补发电系统的总结:
1. 能源优化利用:风光互补发电系统可以有效地利用太阳能和风能两种可再生能源。
由于太阳能和风能的特点不同,它们在不同的时间段和季节出现高峰,通过互补发电系统可以提高系统的能量输出和稳定性。
2. 提高能源可靠性:风光互补发电系统减少了单一能源的依赖性,降低了能源供应的风险。
当其中一种能源受到天气等因素影响时,另一种能源仍然可以提供稳定的电力输出。
3. 减少碳排放和环境保护:风光互补发电系统利用可再生能源,减少了对传统化石燃料的依赖,从而减少了二氧化碳等温室气体的排放。
这有助于减缓气候变化,并对环境产生较小的影响。
4. 降低能源成本:尽管风光互补发电系统的建设和运维成本较高,但其长期效益可以显著降低能源成本。
通过利用自然能源,减少了对能源市场价格波动的依赖,为用户提供了更加稳定和可持续的能源供应。
5. 推动可再生能源发展:风光互补发电系统是可再生能源发展的创新应用之一,推动了风能和太阳能的利用和开发。
这有助于促进可再
生能源产业的发展,推动经济转型和可持续发展。
总而言之,风光互补发电系统在能源优化利用、能源可靠性、环境保护、成本降低和推动可再生能源发展等方面具有重要意义。
随着技术的不断进步和成本的下降,风光互补发电系统有望在未来得到更广泛的应用和推广。
山东建筑大学
硕士学位论文
太阳能风能互补发电系统
姓名:王一彬
申请学位级别:硕士
专业:检测技术与自动化装置指导教师:齐保良
20070501
图2-4太阳能电池阵列的I-V特性曲线
图2-5太阳能电池阵列的P_V特性曲线
太阳能电池阵列的几个重要技术参数:
l、短路电流(Isc):在给定同照强度和温度下的最大输出电流
2、开路电压(Voc):在给定日照强度和温度下的最大输出电压
3、最大功率点电流(I。
):在给定日照强度和温度下相应于最大功率点的电流4、最大功率点电压(V。
):在给定日照强度和温度下相应于最大功率点的电压
10
5、最大功率点功率(‰):在给定日照强度和温度下阵列可能输出的最大功率,
Pm=Im‘V矗
2.1。
4太阳熊电池结温和日照强度对太阳麓电池的输出特性的影响
(2.15)
由式(2—10)和等效电路可知日照强度和电池结温是影响太阳能屯池阵列功率输出的重要的参数,温度上升将使太阳能电池开路电压V&下降,短路电流Isc则略微增大,如图2.7所示;总体效果会造成太阳能电池的输出功率下降,如图2.8所示。
注意这里是指太阳能电池结温的变化,而不是指环境温度变化。
太阳能电池结温和环境温度的关系依赖于日照强度,如图2—6所示
AT(。
C)
40
30
20
10
/
///
/
/
图2-6太阳能电池阵列温度和El照强度之间的关系
不同温度下的I.v曲线
图2-7不同温度下的I-V曲线
图2-8不同温度下的P-V曲线
2.1.5串联电阻的影响
太阳能电池的串联电阻Rs所产生的欧姆损失(OhmicLoss)也会对输出功率产生影响。
串联电阻Rs可以看为太阳能电池阵列输出端至最大功率跟踪器之间的线路等效电阻。
因此,串联电阻越大则线路损失越大,系统的效率越低。
图2-9和图2.10为串联电阻Rs不同时的I.V、P.V特性曲线。
不同Rs下的f-婿性曲线
图2-9不同Rs下的I-V特性曲线
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图2-10不同Rs下的P-V特性曲线
2.2太阳能电池最大功率点跟踪方法
在太阳能发电应用领域中尽可能的提高太阳能电池板的输出功率一直是研究的热点。
太阳能电池输出特性非线性,而且对光照强度和温度非常敏感。
太阳能电池在任何时刻都存在一个最大功率输出的工作点,而且随着光照强度和温度的变化而变化。
为了能够让太阳能电池在供电系统中充分发挥它的光电转化能力,就需要实时控制太阳能电池的工作点以获得最大的功率输出。
近年来,已经有很多种控制策略被提出来,例如温度补偿的恒电压控制、增量电导法、扰动观察法等。
这些控制策略各有优缺点,他们的共同目标是控制太阳能电池和负载达到最佳的匹配,使太阳能电池输出当前最大的功率【l“。
图2.1l为太阳电池阵列的输出功率特性P.V曲线,由图可知当阵列工作电压小于最大功率点电压Vmax时,阵列输出功率随太阳电池端电压V的上升而增加;当阵列工作电压大于最大功率点电压Vmax时,阵列输出功率随V上升而减少。
MPPT的实现实质上就是一个自寻优的过程,即通过控制阵列端电压V,使阵列能在各种不同的日照和温度环境下智能化的输出最大功率|191。
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图2-II太阳能电池输出功率特性曲线
2.2.1定电压跟踪法(ConstantVoltageTracking,CVT)㈣‘。
”
从图2.1l可以看出,在日照强度较高时,各曲线的最大功率点所对应的太阳能电池工作点电压变化不大。
这说明阵列的最大功率输出点大致对应于某个恒定电压,这大大简化了系统MPPT的控制设计,即仅需从生产厂商处获得V。
数据并使阵列的输出电压钳位于Vm值即可。
这样实际上是把MPPT控制简化为稳压控制,这就构成了固定电压的IVfPPT控制方式。
采用固定电压式的MPPT控制比不采用MPPT控制的太阳能系统,可获得多达20%电能。
这种跟踪方式忽略了温度对阵列最大功率点电压的影响,为克服使用场所冬夏早晚、阴晴雨雾等环境变化给系统带来的影响,在固定电压控制的基础上可以采用以下几种折衷的解决办法:
I、手动调节方式:通过调节电位器,手动的按季节给定不同的V。
,这是比较麻烦和粗糙的方法。
2、微处理器查询数据表格方式:事先将不同温度下测得的V。
值存储于EPROM中.实际运行时,微处理器通过阵列上的温度传感器获取阵列温度,通过查表确定当前K的
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图3-7三相SPWM逆变器
输出a,b,c三相电压波形3.4电流跟踪型逆变器仿真图3-8三相SP州逆变器输出线电压电压波形
电流跟踪型逆变器使使逆变器的输出电流跟随给定的电流波形变化,电流跟踪一般都
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图3—10单相电流跟踪滞环控制逆变仿真图
图3-11电流给定波形图图3-12输出电流波形图
图3-13上下桥臂驱动脉冲波形图
3.4.2三相电流跟踪逆变器的仿真㈣‘27
三相电流跟踪逆变器由三组单相电流跟踪逆变器组成,滞坏控制器由三个单相电流滞环控制器组成,三相负载电流由多路测量器(Multimeter)观测,仿真模型图如图3-14所示:
R●I-幛
图3-14三相电流跟踪逆变器仿真模型图
图3-15给定三相电流波形图
40
图3-16三相电流跟踪逆变器的波形
3.5电压型与电流型逆变器的比较
电压型和电流型逆变器在电路结构、直流侧电源、输出波形等方面都有着对偶关系;
(1)电压型逆变器在直流电源侧并联滤波电容器,逆变桥臂的开关管上有反并联续流二极管,逆变器的输出阻抗很小,输出为电压源,在一般情况下,输出电压波形是不等宽的脉冲列;而电流型逆变器在直流电源侧串联电抗器,电源阻抗大,输出为电流源,桥臂结构采用可控开关器件和二极管串联方式,输出电流是不等宽的脉冲列。
i(2)电压型逆变器的换相在上下桥臂间进行,而电流型逆变器的换相要在不同的相问进行。
从开关暂态特性上看,电压型逆变器负载短路时的过电流危害严重,应予重点保护,暂态过电压保护相对容易;电流型逆变器由于电源阻抗很大,所以负载短路时的过电流危害不严重,而过电压危害较为严重,其保护也相对困难。
本系统经过比较决定使用电流跟踪模式。
3.6本章小结
(1)由于系统采用了SPWM脉宽调制方法实现逆变,所以本章首先对SPWM脉宽调制方法进行了理论探讨。
(2)根据对SPWM脉宽调制的探讨,对三相脉宽调制逆变器进行了理论建模,得出其传递函数。