風光互補發(fā)電實驗作業(yè)指導書

風光互補發(fā)電實驗作業(yè)指導書一、實驗目的１、了解風能、太陽能間歇性的特點對其發(fā)電量的影響；２、最大功率跟蹤在本系統(tǒng)中的運用。二、實驗準備１、HKGF-2型風光互補并離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)試驗平臺；2、計算機、MCGS上位機軟件、RS232-485轉(zhuǎn)換器一只、串口線1根、萬用表。三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖圖1風光互補系統(tǒng)框圖四、實驗原理1、風能發(fā)電部分風力發(fā)電機包括兩個部分：其一是模擬風場，使用西門子MM440驅(qū)動德東品牌2.2kw/380V三相電機；其二是風力發(fā)電機部分，主要功能是將風能轉(zhuǎn)換成電能。風力發(fā)電機啟動時，需要一定的力矩來克服內(nèi)部阻力，此力矩被稱作啟動力矩。啟動力矩和傳動機構(gòu)的摩擦阻力有關(guān)，因而有一個最低的工作風速Vfmin，只有風速大于Vfmin風力發(fā)電機才能工作。而當風速超過某設(shè)定值時，基于安全方面的考慮，風力發(fā)電機應停止運轉(zhuǎn)；所以也設(shè)置了最高工作風速Vfmax，此值與風力發(fā)電機的材料強度有關(guān)。對位于Vfmin和Vfmax之間的風速稱為工作風速，使風力機的輸出功率達到標稱功率時的風速稱為額定風速。風力機只能從風能中獲取小部分能量，吸收能量的程度可用風能利用系數(shù)Cp來衡量。對于一臺實際的風力機，其機械功率Pm可以用下式表示其中Pw為通過風輪掃過面積的風的能量；D是風輪直徑；Cp為風能利用系數(shù)，它不是一個常數(shù)值，隨著風速、風機轉(zhuǎn)速以及風機葉片參數(shù)的變化而變化；υ是風輪遠前方風速。2、太陽能發(fā)電部分太陽能光發(fā)電技術(shù)是指通過轉(zhuǎn)換裝置把太陽輻射能轉(zhuǎn)換成電能，光電轉(zhuǎn)換裝置通常是利用半導體器件的光伏效應原理進行，因此稱為太陽能光伏技術(shù)。當光照使不均勻半導體或半導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，P-N結(jié)內(nèi)將產(chǎn)生一個附加電流(光電流)Ip，其方向與P-N結(jié)反向和電流I0相同，一般Ip≥I0。此時開路電壓Voc：光照下的P-N結(jié)外電路開路時P端對N端的電壓，即上述電流方程中I=0時的U值：，于是有短路電流Isc：光照下的P-N結(jié)，外電路短路時，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時的I值，得Isc=Ip。Voc與Isc是光照下P-N結(jié)的兩個重要參數(shù)，在一定溫度下，Voc與光照度E成對數(shù)關(guān)系，但最大值不超過接觸電勢差UD。弱光照下，Isc與E有線性關(guān)系。太陽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；一般不單獨作為電源使用。將太陽能單體進行串并聯(lián)封裝后，就成為太陽能電池組件，其功率為幾瓦至幾百瓦上千瓦；可以單獨作為電源使用的最小單元，達到可以滿足各類負載所需要的輸出功率。五、實驗內(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USB口連接，確保通訊正常;根據(jù)實驗連線圖將各模塊準確連接。2、啟動實驗裝置1）檢查連線是否正確，確保實驗人員安全；2）啟動計算機MCGS組態(tài)軟件，進入相應實驗；3）打開光源開關(guān)，調(diào)節(jié)光源旋鈕，紀錄儀表的值；4）啟動風機變頻器,調(diào)節(jié)按鈕，改變風速，紀錄儀表的值；