風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電實(shí)驗(yàn)作業(yè)指導(dǎo)書

風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電實(shí)驗(yàn)作業(yè)指導(dǎo)書一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、了解風(fēng)能、太陽(yáng)能間歇性的特點(diǎn)對(duì)其發(fā)電量的影響；２、最大功率跟蹤在本系統(tǒng)中的運(yùn)用。二、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備１、HKGF-2型風(fēng)光互補(bǔ)并離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)試驗(yàn)平臺(tái)；2、計(jì)算機(jī)、MCGS上位機(jī)軟件、RS232-485轉(zhuǎn)換器一只、串口線1根、萬(wàn)用表。三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖圖1風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)框圖四、實(shí)驗(yàn)原理1、風(fēng)能發(fā)電部分風(fēng)力發(fā)電機(jī)包括兩個(gè)部分：其一是模擬風(fēng)場(chǎng)，使用西門子MM440驅(qū)動(dòng)德東品牌2.2kw/380V三相電機(jī)；其二是風(fēng)力發(fā)電機(jī)部分，主要功能是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能。風(fēng)力發(fā)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，需要一定的力矩來(lái)克服內(nèi)部阻力，此力矩被稱作啟動(dòng)力矩。啟動(dòng)力矩和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的摩擦阻力有關(guān)，因而有一個(gè)最低的工作風(fēng)速Vfmin，只有風(fēng)速大于Vfmin風(fēng)力發(fā)電機(jī)才能工作。而當(dāng)風(fēng)速超過某設(shè)定值時(shí)，基于安全方面的考慮，風(fēng)力發(fā)電機(jī)應(yīng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)；所以也設(shè)置了最高工作風(fēng)速Vfmax，此值與風(fēng)力發(fā)電機(jī)的材料強(qiáng)度有關(guān)。對(duì)位于Vfmin和Vfmax之間的風(fēng)速稱為工作風(fēng)速，使風(fēng)力機(jī)的輸出功率達(dá)到標(biāo)稱功率時(shí)的風(fēng)速稱為額定風(fēng)速。風(fēng)力機(jī)只能從風(fēng)能中獲取小部分能量，吸收能量的程度可用風(fēng)能利用系數(shù)Cp來(lái)衡量。對(duì)于一臺(tái)實(shí)際的風(fēng)力機(jī)，其機(jī)械功率Pm可以用下式表示其中Pw為通過風(fēng)輪掃過面積的風(fēng)的能量；D是風(fēng)輪直徑；Cp為風(fēng)能利用系數(shù)，它不是一個(gè)常數(shù)值，隨著風(fēng)速、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及風(fēng)機(jī)葉片參數(shù)的變化而變化；υ是風(fēng)輪遠(yuǎn)前方風(fēng)速。2、太陽(yáng)能發(fā)電部分太陽(yáng)能光發(fā)電技術(shù)是指通過轉(zhuǎn)換裝置把太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換成電能，光電轉(zhuǎn)換裝置通常是利用半導(dǎo)體器件的光伏效應(yīng)原理進(jìn)行，因此稱為太陽(yáng)能光伏技術(shù)。當(dāng)光照使不均勻半導(dǎo)體或半導(dǎo)體與金屬組合的不同部位之間產(chǎn)生電位差，產(chǎn)生這種電位差的原因有好幾種，主要是由于阻擋層。有光照時(shí)，P-N結(jié)內(nèi)將產(chǎn)生一個(gè)附加電流(光電流)Ip，其方向與P-N結(jié)反向和電流I0相同，一般Ip≥I0。此時(shí)開路電壓Voc：光照下的P-N結(jié)外電路開路時(shí)P端對(duì)N端的電壓，即上述電流方程中I=0時(shí)的U值：，于是有短路電流Isc：光照下的P-N結(jié)，外電路短路時(shí)，從P端流出，經(jīng)過外電路，從N端流入的電流稱為短路電流Isc。即上述電流方程(2.2)中U=0時(shí)的I值，得Isc=Ip。Voc與Isc是光照下P-N結(jié)的兩個(gè)重要參數(shù)，在一定溫度下，Voc與光照度E成對(duì)數(shù)關(guān)系，但最大值不超過接觸電勢(shì)差UD。弱光照下，Isc與E有線性關(guān)系。太陽(yáng)能電池單體是光電轉(zhuǎn)換的最小單元，尺寸一般為4～100cm，太陽(yáng)能單體的工作電壓約為0.45～0.5V，工作電流為20～35mA；一般不單獨(dú)作為電源使用。將太陽(yáng)能單體進(jìn)行串并聯(lián)封裝后，就成為太陽(yáng)能電池組件，其功率為幾瓦至幾百瓦上千瓦；可以單獨(dú)作為電源使用的最小單元，達(dá)到可以滿足各類負(fù)載所需要的輸出功率。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟1、設(shè)備連接和檢查關(guān)閉總電源開關(guān)，關(guān)閉光源開關(guān)將光源控制旋鈕調(diào)至最下刻度；將設(shè)備上RS-485端口與上位機(jī)USB口連接，確保通訊正常;根據(jù)實(shí)驗(yàn)連線圖將各模塊準(zhǔn)確連接。2、啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置1）檢查連線是否正確，確保實(shí)驗(yàn)人員安全；2）啟動(dòng)計(jì)算機(jī)MCGS組態(tài)軟件，進(jìn)入相應(yīng)實(shí)驗(yàn)；3）打開光源開關(guān)，調(diào)節(jié)光源旋鈕，紀(jì)錄儀表的值；4）啟動(dòng)風(fēng)機(jī)變頻器,調(diào)節(jié)按鈕，改變風(fēng)速，紀(jì)錄儀表的值；