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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,风光互补发电技术,内蒙古辉腾锡勒风电场,项目一 太阳能发电系统设计,学习目标,熟练掌握太阳能发电的原理。,掌握太阳能发电系统的组成。,初步掌握太阳能发电系统设计方法。,项目描述,为西安地区设计一套太阳能,LED,景观灯，灯具功率为,30W,，每天工作,6,小时，工作电压为,12,伏，蓄电池维持天数取,5,天。要求完成系统设计，确定有关部件规格，画出系统连接示意图。,相关知识,一、太阳能发电系统的原理及组成,二、太阳能发电系统的设计,三、太阳能光伏系统的检查与试验,一、太阳能发电系统的原理及组成,图,1,1,太阳能电池发电系统示意图,1,太阳能电池方阵,图,1,2,太阳能电池单体、组件和方阵,太阳能光伏发电系统的最核心的器件是太阳能电池，太阳能电池,方阵由若干太阳能电池组件组成，太阳能电池组件由若干太阳能电,池单体构成，太阳能电池单体是光电转换的最小单元。,1,太阳能电池方阵,硅片腐蚀清洗与制绒,扩散制结,刻蚀,镀减反射膜,丝网印刷,高温烧结,测试分选,包装入库,硅片切割,硅片清洗与测试,图,1-5,太阳能电池生产工艺流程图,1,太阳能电池方阵,图,1-8,太阳能电池组件,1,太阳能电池方阵,图,1-9,太阳能电池组件生产流程图,组件层压,电池准备,电池串焊接,电池串敷设,修边,组件擦拭,安装边框、接线盒,组件测试分档,包装入库,1,太阳能电池方阵,图,1-10,太阳能电池的电流电压特性曲线,1,太阳能电池方阵,欧贝黎新能源科技股份有限公司的型号为,EP125M/72-185,的组件的电气参数。,型号,EP125M/72-185W,电,气,参,数,最大输出功率,Pm,（,W,）*,185,公差（,%,）,0/+3,最佳工作电压,Vmp,（,V,）*,35.59,最佳工作电流,Imp,（,A,）*,5.262,开路电压,Uoc,（,V,）*,44.29,短路电流,Isc,（,A,）*,5.696,电池片转换效率,c,（,%,）*,14.49,最大系统电压（,V,）,1000,工作温度（,）,-40,85,峰值功率的温度系数,Tk,（,Pm,）,-0.46%/K,开路电压的温度系数,Tk,（,Voc,）,-0.39%/K,短路电流的温度系数,Tk,（,Isc,）,+0.031%/K,1,太阳能电池方阵,欧贝黎新能源科技股份有限公司的型号为,EP125M/72-185,的组件的机械参数。,型号,EP125M/72-185W,机械参数,太阳能电池片,单晶太阳能电池片,125x125,毫米,电池片数量,72,（,6*12,）,组件尺寸,1580 808 35,毫米,重量,15kg,玻璃,3.2,毫米厚度低铁超白钢化玻璃,边框,阳极铝边框,接线盒,IP67,以上,2,控制器,1,）控制器的功能,太阳能光伏控制器主要由控制电路、开关元件和其他基本电子元件组成，它是太阳能光伏系统的核心部件之一，同时是系统平衡的主要组成部分。,2,控制器,太阳能控制器的功能：,防止蓄电池过充电与过放电，延长蓄电池使用寿命；,防止蓄电池、太阳能电池板或电池方阵极性接反；,防止逆变器、控制器、负载与其他设备内部短路；,能够保护雷击引起的击穿；,具有温度补偿功能；,显示光伏发电系统的各种状态，有：环境温度状态、故障报警、电池方阵工作状态、蓄电池（组）电压、辅助电源状态、负载状态等。,2,控制器,2,）,控制器的主要技术参数,（,1,）最大工作电流。,（,2,）系统电压。,（,3,）电路自身损耗。,（,4,）太阳能电池方阵输入路数。,（,5,）工作环境温度。,（,6,）蓄电池的过充电保护电压（,HVD,）。,（,7,）蓄电池充电浮充电压。,（,8,）蓄电池的过放电保护电压（,LVD,）。,（,9,）其他保护功能。,2,控制器,3,）控制器的发展趋势,具有过充、过放、过载保护、电子短路、独特的防反接保护等全自动控制功能。,一般利用蓄电池放电率特性修正的准确放电控制特性。,运用单片机和专用软件，实现智能控制。,通常采用串联式,PWM,充电主电路。,使用,LED,发光管指示，直观的可以了解当前蓄电池状态，让用户掌握使用状况。,控制全部采用工业级芯片。,取消了电位器调整控制设定点，而运用,Flash,存储器记录各工作控制点。,使用了数字,LED,显示及设置。,全密封防水要求。,2,控制器,4,）光伏控制器的分类及电路原理,并联型控制器,串联型控制器,脉宽调制（,PWM,）型控制器,多路控制器,智能型控制器,最大功率点跟踪控制器,2,控制器,5,）控制器的配置选型,（,1,）控制器的额定负载电流。,（,2,）系统工作电压。,（,3,）额定输入路数和电流。,3,直流,/,交流逆变器,逆变器是电力电子技术的一个重要应用方面。电力电子技术是电力、电子、自动控制、计算机及半导体等多种技术相互渗透与有机结合的综合技术。,通常，把将交流电能变换成直流电能的过程称为整流，把完成整流功能的电路称为整流电路，把实现整流过程的装置称为整流设备或整流器。与之相对应，把将直流电能变换成交流电能的过程称为逆变，把完成逆变功能的电路称为逆变电路，把实现逆变过程的装置称为逆变设备或逆变器。,3,直流,/,交流逆变器,逆变器的发展可以分为以下几个阶段：,1956,年,1980,年，这一阶段是传统阶段，其主要特征是：开关器件的开关速率低，输出的电压波形改善的方法多以多重叠加法为主，体积和质量都比较大，且效率低。正弦波逆变技术从这个阶段开始出现。,1981,年,2000,年，这阶段是高频化阶段，其主要特征是：开关器件的跨管速率变高，波形改善以,PWM,为主，逆变器体积小、逆变速率显著提高，正弦波逆变器这个阶段已经逐渐完善。,2000,年以来，这一阶段的特征是：逆变器的综合性高较高，低速开关与高速开关搭配使用，安全稳定环保的技术出现。,3,直流,/,交流逆变器,逆变器种类,1,）方波逆变器,2,）阶梯波逆变器,3,）正弦波逆变器,3,直流,/,交流逆变器,光伏逆变器的主要技术指标,）输出电压的稳定度,）输出电压的波形失真度,）额定输出频率,）负载功率因数,）逆变器效率,6,）额定输出电流（或额定输出容量）,7,）保护措施,8,）启动特性,9,）噪声,3,直流,/,交流逆变器,逆变器的工作原理,4,蓄电池组,蓄电池组是光伏电站的贮能装置，由它将太阳能电池方阵从太阳辐射能转换来的直流电转换为化学能贮存起来，以供应用。其作用是储存太阳能电池方阵受光照时所发出的电能并可随时向负载供电。,4,蓄电池组,太阳能电池发电系统对所用蓄电池组的基本要求是：,自放电率低；,使用寿命长；,深放电能力强；,充电效率高；,少维护或免维护；,工作温度范围宽；,价格低廉。,4,蓄电池组,电池的安装,（,1,）蓄电池与控制器的联接。,联接蓄电池,一定要注意按照控制器的使用说明书的要求联接,而且电压一定要符合要求。若蓄电池的电压低于要求值时,应将多块蓄电池串联起来,使它们的电压达到要求。,（,2,）安装蓄电池的注意事项。,加完电解液的蓄电池应将加液孔盖拧紧,防止有杂质掉入电池内部。胶塞上的通气孔必须保持畅通。,各接线夹头和蓄电池极柱必须保持紧密接触。联接导线接好后,需在各联接点涂上一层薄凡士林油膜,以防接点锈蚀。,4,蓄电池组,蓄电池应放在室内通风良好、不受阳光直射的地方。距离热源不得少于,2,米。室内温度应经常保持在,10,25,之间。,蓄电池与地面之间应采取绝缘措施,例如垫置木板或其他绝缘物,以免因电池与地面短路而放电。,放置蓄电池的位置应选择在离太阳能电池方阵较近的地方。联接导线应尽量缩短；导线线径不可太细。这样可以减少不必要的线路损耗。,酸性蓄电池和碱性蓄电池不允许安置在同一房间内。,对安置蓄电池较多的蓄电池室,冬天不允许采用明火保温,应用火墙来提高室内温度。,4,蓄电池组,蓄电池应放在室内通风良好、不受阳光直射的地方。距离热源不得少于,2,米。室内温度应经常保持在,10,25,之间。,蓄电池与地面之间应采取绝缘措施,例如垫置木板或其他绝缘物,以免因电池与地面短路而放电。,放置蓄电池的位置应选择在离太阳能电池方阵较近的地方。联接导线应尽量缩短；导线线径不可太细。这样可以减少不必要的线路损耗。,酸性蓄电池和碱性蓄电池不允许安置在同一房间内。,对安置蓄电池较多的蓄电池室,冬天不允许采用明火保温,应用火墙来提高室内温度。,二、太阳能发电系统的设计,1.,负载每天总耗电量计算,2.,蓄电池容量的确定,3.,光伏方阵最佳方位角的确定,4.,光伏方阵最佳倾角的确定,5.,计算倾斜面上日辐射量,6.,估算方阵电流,7.,确定最佳电流,8.,方阵电压计算,9.,方阵功率计算,1.,负载每天总耗电量计算,对于负载的估算，是独立光伏发电系统设计和定价的关键因素之一。通常列出所有负载的名称、功率要求、额定工作电压和每天用电时间。对于交流和直流负载都要同样列出，功率因数在交流功率计算中可不必考虑。然后，将负载分类并按工作电压分组，计算每一组的总的功率要求。接着，选定系统工作电压，计算整个系统在这一电压下所要求的平均安培,小时（,Ah,）数，也就是算出所有负载的每天平均耗电量之和。,2.,蓄电池容量的确定,d-,放电深度,C-,蓄电池标称容量,CR-,蓄电池剩余容量,C,蓄电池容量,S,蓄电池供电支持的天数（一般取,5,10,）,QI,负载平均每天用电量,DOD,蓄电池放电深度（一般取,60%,）,out-,从蓄电池到负荷的效率（一般取,0.85,0.95,）,K,蓄电池放电容量修正系数（一般取,1.2,）等于蓄电池,Amp-hour,效率的倒数。,4.,光伏方阵最佳倾角的确定,城市,纬度,最佳倾角,城市,纬度,最佳倾角,哈尔滨,45.68,+3,杭州,30.23,+3,长春,43.90,+1,南昌,28.67,+2,沈阳,41.77,+1,福州,26.08,+4,北京,39.8,+4,济南,36.68,+6,天津,39.10,+5,郑州,34.72,+7,呼和浩特,40.78,+3,武汉,30.63,+7,太原,37.78,+5,长沙,28.20,+6,5.,计算倾斜面上日辐射量,（）直接辐射分量,HBT,。,H,BT,=H,B,R,B,5.,计算倾斜面上日辐射量,（,2,）天空散射辐射分量,HdT,。,在各向同性时：,5.,计算倾斜面上日辐射量,地面反射辐射分量,HrT,。,故斜面上太阳辐射量即为：,通常计算时用上式即可满足要求。如考虑天空散射的各向不同性，则可用下式计算：,6,、估算方阵电流,求出平均日照时数：,方阵应输出的最小电流为：,方阵应输出的最大电流为：,7.,确定最佳电流,方阵的最佳额定电流介于,Imin,和,Imax,这两个极限值之间，具体数值可用尝试法确定。先选定一电流值,I,，然后对蓄电池全年荷电状态进行检验,8,方阵电压计算,方阵的电压输出要足够大，以保证全年能有效地对蓄电池充电。方阵在任何季节的工作电压应满足：,V=Vf+Vd,8,方阵电压计算,方阵的电压输出要足够大，以保证全年能有效地对蓄电池充电。方阵在任何季节的工作电压应满足：,V=Vf+Vd,9,方阵功率计算,由于温度升高时，太阳电池的输出功率将下降，因此要求系统即使在最高温度下也能确保正常运行，所以在标准测试温度下（,25,C,）方阵的输出功率应为：,三、太阳能光伏系统的检查与试验,1,太阳能光伏系统的检查种类,2,太阳能光伏系统的检查内容,3.,太阳能光伏系统的试验方法,1,太阳能光伏系统的检查种类,（,1,）系统安装完成时的检查,（,2,）日常检查,（,3,）定期检查,2,太阳能光伏系统的检查内容,（,1,）太阳电池组件的检查,（,2,）阵列台架的检查,（,3,）连接箱的检查,（,4,）功率调节器的检查,（,5,）系统并网装置的检查,（,6,）配线电缆的检查,3.,太阳能光伏系统的试验方法,（,1,）绝缘电阻试验,（,2,）绝缘耐压试验,（,3,）接地电阻试验,（,4,）太阳电池阵列的出力试验,（,5,）系统并网保护装置试验,风光互补发电技术,内蒙古辉腾锡勒风电场,项目二 风力发电系统设计,学习目标,熟练掌握风力发电系统组成。,掌握风力发电系统组成部件功能及选型依据。,初步掌握风力发电系统设计方法。,项目描述,设计一套,1kW,的独立运行的风力发电系统，具体包括：,确定风力机装机容量；,风力发电机选型；,蓄电池容量确定；,电力变换单元设计方案确定；,电力变换单元主要元件选型；,逆变器选型。,相关知识,一、系统基本组成,二、风力机结构,三、风力发电系统主要类型,四、风力机运行特性,五、发电机,六、电力变换单元,七、蓄电池,八、控制器,一、系统基本组成,图,2-1,离网型风力发电系统组成结构框图,二、风力机结构,风力机一般分为水平轴和垂直轴两种，垂直轴的风力机主要缺点是转矩脉动大，在遇到强风时不易调速，在,80,年代后期各国己经停止了对这种风车的研制和开发，现在的风力机主要是水平轴螺旋桨推进器型的。,水平轴风力机主要由风轮、回转体、调速机构、调向机构、手刹车机构、增速齿轮箱、发电机、塔架等部件所组成。,三、风力发电系统主要类型,1,定桨距失速调节型风力发电机组,2,变桨距调节型风力发电机组,3,主动失速调节型风力发电机组,4,变速恒频风力发电机组,1,定桨距失速调节型风力发电机组,定桨距是指桨叶与轮毅的连接是固定的，桨距角固定不变，即当风速变化时，桨叶的迎风角度不能随之变化。失速型是指桨叶翼型本身所具有的失速特性，当风速高于额定风速时，气流的攻角增大到失速条件，使桨叶的表面产生涡流，效率降低，来限制发电机的功率输出。,2,变桨距调节型风力发电机组,变桨距是指安装在轮毅上的叶片通过控制改变其桨距角的大小。其调节方法为：当风电机组达到运行条件时，控制系统命令调节桨距角调到,45,，当转速达到一定时，再调节到,0,直到风力机达到额定转速并网发电；在运行过程中，当输出功率小于额定功率时，桨距角保持为,0,位置不变，不作任何调节,;,当发电机输出功率达到额定功率以后，调节系统根据输出功率的变化调整桨距角的大小，使发电机的输出功率保持在额定功率。,3,主动失速调节型风力发电机组,将定桨距失速调节型与变桨距调节型两种风力发电机组相结合，充分吸取了被动失速和桨距调节的优点，桨叶采用失速特性，调节系统采用变桨距调节。在低风速时，将桨叶节距调节到可获取最大功率位置，桨距角调整优化机组功率的输出；当风力机发出的功率超过额定功率后，桨叶节距主动向失速方向调节，将功率调整在额定值以下，限制机组最大功率输出，随着风速的不断变化，桨叶仅需要微调维持失速状态。制动刹车时，调节桨叶相当于气动刹车，很大程度上减少了机械刹车对传动系统的冲击。,4,变速恒频风力发电机组,变速恒频是指在风力发电的过程中，发电机的转速可以跟踪风速的变化，由于转速发生变化必然导致发电机频率的变化，必须采用适当的控制手段,(AC-DC-AC,或,AC-AC,变频器,),来保证与电网同频率后并入电网。机组在叶片设计上采用了变桨距结构。,四、风力机运行特性,风力机的运行特性主要包括以下,4,部分。,1,叶尖速比与风能利用系数,2,最大功率曲线,3,实际输出功率,4,转矩,转速特性,1,叶尖速比与风能利用系数,图,2-2,典型,Cp=f(),曲线,2,最大功率曲线,Pt=,图,2-3,功率,转速特性曲线,3,实际输出功率,图,2-4,某风力机输出功率曲线,4,转矩,转速特性,由于系统本身机械性能、电气特性的限制，转矩、功率和转速不可能无限大，在达到极限后必须进行运行保护控制，使系统能够安全运行。,五、发电机,发电机承担了机械能到电能的转换任务。它不仅直接影响这个转换过程的性能、效率和供电质量，而且也影响到整个系统的运行方式、效率和装置结构。因此，选用可靠性高、效率高、控制及供电性能良好的发电机系统，是风力发电工作的一个重要任务。,由于风力发电机的应用场所与一般发电机不同，其技术要求有其特殊性，在性能上又必须与风力机有良好的匹配，独立运行风力发电系统的发电机的型式一般为三相交流同步发电机,五、发电机,独立运行小型风力发电系统中的发电机应该符合以下主要的技术要求：,发电机额定运行时，其输出交流电压的频率不小于,20Hz,；,发电机应能承受短路机械强度试验而不发生损坏及有害变形，试验应在当发电机空载转速为额定转速时进行，在交流侧三相短路，历时,3s,；,发电机的工作转速范围,1 kW,及以下,(,含,1 kW),为,65%150%,额定转速，,2kW,及以上,(,含,2kW),为,65%125%,额定转速；,在,65%,额定转速下，发电机的空载电压应不低于额定电压；,当发电机在额定电压下并输出额定功率时，其转速应不大于,105%,额定转速；,在最大工作转速下，发电机应能承受输出功率增大至,1.5,倍额定值的过载运行，历时,5min,；,直流输出端输出额定功率时，其效率的保证值应符合表,2-2,的规定；,发电机在空载情况下，应能承受,2,倍的额定转速，历时,2min,，转子结构不发生损坏及有害变形；,发电机定子绕组应能承受历时,1min,的耐电压试验而不发生击穿。,六、电力变换单元,由于风能的随机性，发电机所发出电能的频率和电压都是不稳定的，以及蓄电池只能存储直流电能，无法为交流负载直接供电。因此，为了给负载提供稳定、高质量的电能和满足交流负载用电，需要在发电机和负载之间加入电力变换装置，由整流器、,DC/DC,变换器和逆变器组成。,1,整流器,图,2-6,可控整流桥,图,2-7,不可控整流桥,2,DC/DC,变换器,图,2-8 Buck,变换器,3,逆变器,逆变器的功能是将蓄电池所存储和整流桥输出的直流电能转换为负载所需要的交流电能。,逆变器按输出功率分为,:100W,、,200W,、,5OOW,、,1000W,、,2000W,、,5000W,等。逆变器按输人方式分为两种：,（,1,）直流输入型,:,逆变器输入端直接与电瓶连接的产品；,（,2,）交流输入型,:,逆变器输入端与风力发电机组的发电机交流输出端连接的产品，即控制、逆变一体化的产品。,七、蓄电池,图,2-9,铅酸蓄电池充放电时端电压的变化曲线,七、蓄电池,常用的充电方法,（,1,）恒流充电,（,2,）恒压充电,（,3,）两阶段、三阶段充电,（,4,）智能充电,（,5,）均衡充电,七,、蓄电池,放电控制技术,（,1,）放电电压控制法是在蓄电池组进行放电时，系统控制是维持直流母线电压的稳定，这样能保证供给负载变化情况下，及时提供足够的能量。当蓄电池组的电压接近蓄电池组过放电压时，给出报警,;,低于下限时，本组蓄电池就停止放电。,（,2,）放电电流的控制法是在当一个蓄电池组的放电电流小于等于其额定放电电流时，不进行电流调节。当有大于其额定放电电流的组时，对蓄电池实行限流控制。即只有蓄电池的放电电流大于设定的放电电流时，其调节环节才会起作用,;,否则，这个电流调节环节对系统不起作用。,（,3,）放电深度控制法是当蓄电池组的放电深度大于其设定的放电深度时，蓄电池将停止向负载放电。这主要是为延长蓄电池的使用寿命而设置的。蓄电池放电深度的大小，可根据实际要求通过设定值得到。,八、控制器、蓄电池,控制器在独立运行系统中是一个非常重要的部件，它不但控制、协调整个系统的正常运行，而且实时检测系统各参数以防异常情况的出现，一旦检测到异常，它能够自动保护并报警。这些保护包括,:,蓄电池组过压、欠压保护，发电机的超速、过流保护。,风光互补发电技术,内蒙古辉腾锡勒风电场,项目三 风光互补,LED,路灯系统设计,学习目标,熟练掌握风光互补路灯系统的原理。,掌握风光互补,LED,路灯系统的组成。,初步掌握风光互补,LED,路灯系统设计方法。,项目描述,为北京佛爷顶地区建设风光互补,LED,路灯系统，完成系统的设计及部件的选型。系统要求的蓄电池电压,24V,蓄电池放电深度,70%,，蓄能天数为,4,天,LED,路灯分主灯和辅灯，主灯功率,80W,，辅灯功率,20W,，每天照明时间,10,小时，道路长度,2000,米。,相关知识,一、绪论,二、风光互补发电系统工作原理,三、,LED,照明,四、风光互补路灯系统的设计,一、绪论,1,背景与意义,能源是人类生存的基本要素，也是国民经济发展的主要物质基础。,常规能源资源面临日益枯竭的窘境。,近年来，世界各国逐渐认识到能源对人类的重要性，加大了新能源和可再生能源的人力和物力的投入。,目前在众多可再生能源与新能源技术开发中，发展最成熟、最具规模化开发条件和商业化发展前景，最具竞争力、潜力最大的就是风力发电和太阳能发电,(,。,一、绪论,风光互补发电比单独风力发电或光伏发电有以下优点：,利用风能、太阳能的互补性，可以获得比较稳定的输出，系统有较高的稳定性和可靠性；,在保证同样供电的情况下，可大大减少储能蓄电池的容量。,通过合理地设计与匹配，可以基本上由风光互补发电系统供电，很少或基本不用启动备用电源如柴油机发电机组等，可获得较好的社会效益和经济效益。,一、绪论,2.,风光互补发电发展现状,(1),风力发电发展现状,(2),光伏发电发展现状,(3),风光互补发展现状,一、绪论,4,风光互补发电系统的应用前景,无电农村的生活、生产用电,半导体室外照明中的应用,航标上的应用,监控电源中的应用,通信基站中的应用,抽水蓄能电站中的应用,一、绪论,5.,风光互补发电系统配置要求,风光互补发电系统由太阳能光电板、小型风力发电机组、系统控制器、蓄电池组和逆变器（交流系统）等几部分组成，发电系统各部分容量的合理配置对保证发电系统的可靠性非常重要。,系统配置应考虑的因素：,（,1,）用电负荷的特征,（,2,）太阳能和风能的资源状况,二、,风光互补发电系统工作原理,1.,风力发电,风力发电机,控制器,逆变器,交流负载,直流负载,蓄电池,二、,风光互补发电系统工作原理,2.,太阳能发电,控制器,蓄电池,逆变器,交流负载,直流负载,二、,风光互补发电系统工作原理,3.,风光互补发电系统的组成,风力发电机,控制器,蓄电池组,逆变器,交流负载,风叶,电池组件,直流负载,三、,LED,照明,1,LED,的原理,LED,是发光二极管,(LightEmittingoiode),的简称,也被称作发光二极管,这种半导体器件一般是作为指示灯、显示及照明使用,它不但能够高效率地直接将电能转化为光能,而且拥有很长的使用寿命,与传统灯泡相比,具备不易碎,非常省电的特点。,三、,LED,照明,三、,LED,照明,LED,光源从根本上改变了光源发光机理，在提升照明质量和效用的同时，还可以改善环境、节约能源，具有很高的经济效益。目前，白光,LED,光源正在各个领域慢慢吞噬传统光源的市场。它的应用领域主要有：局部范围低照度照明、液晶,(LCD),显示的背光源、交通照明、室内照明及特殊照明等。,三、,LED,照明,目前，,LED,实现白光的方法主要有如下几种方式：,通过红、绿、蓝三基色多芯片组合以合成白光。,使用蓝光,LED,芯片激发,YAG,黄色荧光粉，由,LED,蓝光和荧光粉发出的黄绿光合成白光。,采用紫外光,LED(UVLED),激发三基色荧光粉合成白光。,在蓝色,LED,芯片上涂覆绿色和红色荧光粉，通过芯片发出的蓝光与荧光粉发出的绿光和红光复合得到白光。,三、,LED,照明,LED,灯的特点,：,节能,环保,美化生活,寿命长,启动时间短,结构牢固,可以做成薄型灯具,三、,LED,照明,LED,灯具中重要的参数含义,：,光通量,光效,光强,照度,色温,照度均匀度,环境比（,SR,）,三、,LED,照明,各参数间的关系及常用的公式：,光效,=,光通量,/,实际功率,照度,=,光强,/,距离,2,平均照度,=,光通量,/,面积,三、,LED,照明,LED,灯与传统灯效率对比：,三、,LED,照明,LED,路灯设计,：,光学设计,散热设计,LED,路灯的驱动电源,四、风光互补路灯系统的设计,1.,风光互补路灯系统运行方式,（,1,）风光互补路灯直流系统方式,风力发电机组,太阳能电池组件,智能控制器,蓄电池组,DC,路灯,四、风光互补路灯系统的设计,1.,风光互补路灯系统运行方式,（,2,）风光互补路灯,220V,交流系统,风力发电机,太阳能电池组件,控制,/,逆变器,路灯控制器,蓄电池组,220V,路灯,四、风光互补路灯系统的设计,1.,风光互补路灯系统运行方式,（,3,）市电补充方式,太阳能电池组件,风力发电机组,控制,/,逆变器,蓄电池组,市电,AC 220V,自动切换,路灯控制器,220V,路灯,四、风光互补路灯系统的设计,2,风光互补路灯系统设计原则,四、风光互补路灯系统的设计,2,风光互补路灯系统设计原则,在项目设计时一般要参照如下标准：,风力发电机组 第,1,部分 通用技术条件,GB/T19960.12005,小型风力发电机技术条件,GB10760.1-1989,离网型用户风光互补发电系统,GB/T19115.1-2003,风力发电机组 塔架,GB/T19072-2003,离网型风力发电机组用控制器技术条件,JB/T 6939.1-2004,电工电子产品环境试验 第,2,部分 试验方法,GB/T 2423-2001,城市道路照明设计标准,（,CJJ45-2006,）,四、风光互补路灯系统的设计,设备选型,风力发电机的选择,太阳能电池组件的选择,灯源选择,蓄电池的选择,灯杆配置及说明,路灯控制器,风光互补发电技术,内蒙古辉腾锡勒风电场,项目四 基于,PLC,的风光互补发电系统设计,学习目标,熟练掌握风光互补发电的原理。,掌握风光互补发电系统的组成。,初步掌握风光互补发电系统的控制方法。,项目描述,本系统总的设计要求能实现光伏发电系统及风力发电系统的正常工作。可以实现光伏发电系统的自动及手动逐日控制，使光伏发电系统能最大程度的利用太阳能资源，对风力机实现基本的保护控制，对系统中的蓄电池组实现过充电、过放电保护；同时，系统可以根据负载状况，根据预设的控制策略，实现光伏发电系统和风力发电系统的合理工作。,相关知识,一、风光互补系统组成,二、光伏发电逐日系统介绍,三、风力发电偏航系统介绍,四、,S7-200,配置及功能,一、风光互补系统组成,一、风光互补系统组成,光伏发电基本原理,当太阳光照射到太阳电池上时，产生光生电子一空穴对。在电池的内建电场作用下，光生电子和空穴被分离，太阳电池的两端出现异号电荷的积累，即产生“光生电压”，若在内建电场的两侧引出电极并接上负载，则在负载中就有“光生电流”流过，从而获得功率输出。这样，太阳光能就直接变成了可付诸使用的电能。,一、风光互补系统组成,风力发电机组的基本原理,二、光伏发电逐日系统介绍,1,逐日控制系统简介,据试验测定,提高光伏发电系统的发电效率的一种重要途径是设计光伏组件的自动跟踪,通过控制太阳能光伏组件随太阳的位置变化调整偏转角度，使太阳光线尽量垂直入射到太阳能电池板上，从而最大限度地接收太阳辐射能量。同等环境条件下,相同功率的电池组件采用自动跟踪安装比采用固定安装的光伏发电系统的发电量提高,25%,以上。,二、光伏发电逐日系统介绍,2,逐日装置分类,（,1,）压差式逐日装置,（,2,）控放式逐日装置,（,3,）光电式跟踪装置,（,4,）视日运动轨迹式跟踪装置,（,5,）,CCD,图像跟踪装置,二、光伏发电逐日系统介绍,视日运动轨迹式跟踪分为两种，单轴式和双轴式跟踪。,单轴跟踪系统,二、光伏发电逐日系统介绍,双轴跟踪系统,二、光伏发电逐日系统介绍,3,太阳能跟踪控制器机械结构,太阳能跟踪控制器的机械结构主要由,5,部分构成：,1,是底座支架；,2,是水平旋转自由度方向机构；,3,是竖直旋转自由度方向机构；,4,是电池板支撑机构；,5,是传感器装置部分。,二、光伏发电逐日系统介绍,3,太阳能跟踪控制器机械结构,二、光伏发电逐日系统介绍,4,太阳能跟踪控制器机械结构的工作原理,三、风力发电偏航系统介绍,1,偏航系统简介,风力发电机的偏航系统也称为对风装置，它具有两个作用：一是在可用风速范围内自动准确对风，在非可用风速范围下能够,90,度侧风。二是在连续跟踪风向可能造成电缆缠绕的情况下的自动解缆。,三、风力发电偏航系统介绍,2,偏航装置分类,尾舵调向,三、风力发电偏航系统介绍,2,偏航装置分类,侧风轮调向,三、风力发电偏航系统介绍,3,偏航控制系统结构组成,三、风力发电偏航系统介绍,3,偏航控制系统结构组成,测风装置在机舱上的安装比例,三、风力发电偏航系统介绍,4,偏航系统工作原理,三、风力发电偏航系统介绍,5,偏航控制系统的控制过程,偏航控制系统的控制过程,三、风力发电偏航系统介绍,5,偏航控制系统的控制过程,自动偏航,三、风力发电偏航系统介绍,5,偏航控制系统的控制过程,90,度侧风,三、风力发电偏航系统介绍,5,偏航控制系统的控制过程,人工偏航,三、风力发电偏航系统介绍,5,偏航控制系统的控制过程,自动解缆,三、风力发电偏航系统介绍,5,偏航控制系统的控制过程,（,5,）阻尼刹车,为了保证刹车过程的稳定性，风力发电机的偏航系统中的阻尼刹车装置都是成对对称分布的，至少有两组四个刹车盘组成。,阻尼刹车的工作过程：当风力发电机收到偏航指令时，刹车机构动作。根据风速、风向及偏航系统调向的速度，来确定阻尼力矩的大小。阻尼力矩大小的调节是通过调节比例阀的开度的大小，从而调节液压流量的大小和液压力的大小。液压力的大小的改变同时也改变了刹车力矩的大小，刹车力矩的大小的变化也就反映了阻尼力矩的大小的变化。,四、,S7-200,配置及功能,5,偏航控制系统的控制过程,1,S7-200,简介,S7-200,系列,PLC,是,SIEMENS,公司推出的一种小型,PLC,。,S7-200 PLC,包含了一个单独的,S7-200 CPU,和各种可选择的扩展模块，可以十分方便地组成不同规模的控制器。其控制规模可以从几点上到几百点。,S7-200 PLC,可以方便地组成,PLC-PLC,网络和微机,-PLC,网络，从而完成规模更大的工程。,四、,S7-200,配置及功能,1,S7-200,简介,S7-200,系列,PLC,是,SIEMENS,公司推出的一种小型,PLC,。,S7-200 PLC,包含了一个单独的,S7-200 CPU,和各种可选择的扩展模块，可以十分方便地组成不同规模的控制器。其控制规模可以从几点上到几百点。,S7-200 PLC,可以方便地组成,PLC-PLC,网络和微机,-PLC,网络，从而完成规模更大的工程。,四、,S7-200,配置及功能,1,S7-200,简介,目前,S7-200,系列,PLC,主要有,CPU221,、,CPU222,、,CPU224,和,CPU226,四种。档次最低的是,CPU221,，其数字量输入点数有点，数字量输出点数有点，是控制规模最小的,PLC,。档次最高的应属,CPU226,，,CPU226,集成了,24,点输入,16,点输出，共有,40,个数字量,I/O,。可连接个扩展模块，最大扩展至,248,点数字量,I/O,点或,35,路模拟量,I/O,。,四、,S7-200,配置及功能,1,S7-200,简介,CPU224,的接线图,四、,S7-200,配置及功能,2,S7-200,的指令系统,数字量输入和输出映象区,数字量输入映像区,(I,区,),数字量输出映像区,(Q,区,),四、,S7-200,配置及功能,2,S7-200,的指令系统,模拟量输入和输出映象区,模拟量输入映像区,(AI,区,),模拟量输出映像区,(AQ,区,),四、,S7-200,配置及功能,2,S7-200,的指令系统,特殊存储器区,(SM,区,),特殊存储器区,常用的特殊继电器及其功能,风光互补发电技术,内蒙古辉腾锡勒风电场,项目五 风光互补发电系统安装与维护,学习目标,熟练掌握风光互补的施工要求。,掌握风光互补发电系统维护要点。,初步掌握风光互补发电系统项目施工与维护基,本技能。,项目描述,结合项目,3,所设计的风光互补发电系统，进行项目的施工与维护，具体包括：,风力发电机组地基施工与风力机安装；,光伏方阵的地基施工与组件安装；,蓄电池安装与测试；,控制器、逆变器的安装；,风力发电系统的日常检测维护；,光伏系统的日常检测维护；,蓄电池日常检测维护；,控制器与逆变器的日常维护,防雷接地系统的检测维护。,相关知识,一、风力发电机选址要求,二、光伏系统的安装要求,三、控制器的安装,四、逆变器的安装,五、蓄电池组的安装注意事项,六、避雷器的安装要求,七、接地系统的安装施工,八、电缆连接施工,一、风力发电机选址要求,1,、选址作用,由于风力机年功率输出量主要受安装位置的平均风速影响，换言之，平均风速对安装设备的经济性起决定作用。所以要预测安装地的风速，而不去依靠扩大面积或延长时间去测定风况，既消耗时间又浪费金钱。所以选址对风力机使用的效率起着关键性的作用。,风力机的选址两个主要含义,一是为已确定的风能开发利用地区选择合适的风力机或为风力机的设计提供所需的设计参数，使风力机在当地风况条件下技术性能、经济性能最佳；,二是为己定型的风力机寻找适宜的安装地点，使其出力最大，充分发挥其最大效益。选择特性较好的风场，不仅能增加风力机出力，还可以简化风力机结构设备和某些设计，降低费用，提高风力机的使用寿命以及获取其它方面的良好效益。,选址的必要性,风速的分布有很强的地形依赖性，不同的地形可以在很大程度上加速或阻碍空气的流动。由于障碍物和地形变化影响地面粗糙度，风速的平均扰动及风廓线对风的结构都有很大的影响，但这种影响有可能是好作用（如山谷风的加速），也有可能是坏作用（尾流，通过障碍物很大的风扰动）。因此，在宏观的大风区内可能存在着风速相对平静的小风区，而在宏观的小风区内也很可能存在着风速较大的理想风场。所以在风力机选址时要充分考虑这些因素。,3,、选址的原则,（,1,）风力机安装地点的选择,1,）风能资源丰富。反映风能资源状况的指标主要有年,平均风速,、,年均风能密度,和,年均有效风能密度,、,年有效风速小时数,等。所谓风能质量好的地区是,:,年平均风速较高；,风功率密度大；,风频分布好；,可利用小时数高。,3,、选址的原则,2,）,风向基本稳定,。风力机场地应尽可能选在盛行风向、次盛行风向比较稳定，季节变化比较小的地区。所谓盛行主风向是指出现频率最多的风向。风向比较稳定不仅可以增大风能利用率，还可以提高风轮的寿命。,3,）,风速的变化小,。风力机的安装位置应尽量选择风速变化小，有效风速持续时间长的地方。这会对蓄能装置和备用动力的要求放松一些，容易获得独立而经济的能源。,3,、选址的原则,4,）,风力机高度范围内风垂直切变小,。风力机选址时要考虑因地面粗糙度引起的不同风速廓线，当风垂直切变大时，会加快设备的损坏，对风力机的运行十分不利。,5,）,湍流强度小,。由于风是随机的，加之场地的表面粗糙的地面和附近障碍物的影响，由此会产生的无规则的湍
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