项目采用的工艺路线技术特点

第二章 项目技术方案与创新性 一、项目的技术原理

水平旋转锥面反射型风叶微风、太阳能风光互补发电系统，是由锥面反射型风叶微风发动机，太阳能电池组件，风光互补逆变器和蓄电池相结合的集成发电系统，它可以实现风光互补发电向负载连续提供电力。太阳能电池组件和风力发电机产生的电能通过风光互补逆变器可直接提供给直流负载，或者通过直流交流逆变器，将直流电转换成交流负载使用，同时富余的能量通过控制器储存到蓄电池中。

二、项目国内外研究开发现状

随着一次性能源资源的逐步枯竭，可再生能源的利用迅速发展起来。风能、太阳能是目前较为理想的无污染绿色再生能源。随着科技的进步，利用风能、太阳能的互补特性，可提高系统供电的稳定性和可靠性，并较大幅度的降低成本。从国内来看，这些产品已在内蒙、新疆、青海、藏北、甘肃的农牧区及山东、广东沿海岛屿开始应用，但大都以垂直旋转螺旋桨式风叶风机为主，这种风机要求启动风速高，发电风速更高，安全可靠性能相对差，而拥有能支持它发电风速的风资源的区域很有限。微风分光互补发电系统在国际国内也有应用，但仍以垂直旋转螺旋桨风叶风机为主，启动风速仍要求2.5m/s以上，这些产品批量生产的厂家很少，大多在研发、试销阶段和小批量生产阶段。国内主要由合肥阳光电源有限公司，江苏斯派特光电技术有限公司，新乡市卫滨区阳光能源中心，内蒙古绿能新能源科技有限责任公司，兰州三阳自然能源科技有限责任公司。国内研发的生产水平旋转风叶、微风和太阳能互补发电设备的公司只有无锡太风太阳能微风发电机制造有限公司和太阳能微风发电（国际）集团有限公司两家。他们采用了反射半球形风叶发电的设计。水平定向旋转，改变了世界传统风力发电史上螺旋桨风叶发电的设计，由于采用了反射性风叶，减小了推动阻力，提高了风力推动了风力二级应用，达到了一级风左右也能启动和微风发电的效果，这在当今世界风力发电史上也是超前独有的，他们的产品仅处于试验阶段。兰州三阳自然能源科技有限责任公司开发的水平旋转锥面反射型风叶、微风、太阳能风光互补发电系统，在上述风光互补发电机技术的基础上，采用了锥面反射型风叶，进一步提高了风力推动了风力的二次利用，并在控制逆变技术上也有所改进和进一步完善，使其逆变转换效率提高到90%以上，为风光互补发电的推广提供了更广阔的前景。

三、项目主要内容及创新点

项目主要内容：研发水平锥面发射型风叶、微风、太阳能风光互补发电系统。①

优化设计出新型的水平锥面反射型风叶的微风发电装置。 ②采用SPWM技术，优化设计出“风光互补”，高效、低成本正弦波控制逆变器。 ③风光能有机结合，设计集成美观实用的太阳能微风发电系统。 技术路线描述：①通过自主技术开发，优化设计采用风动力高的锥面反射型风叶水平定向旋转发电的微风发电机，使其实现在其工作时间减小推动阻力，提高风力推动力和风力二次利用，从而达到一级风左右便能启动和微风发电的效果。 ②采用太阳能电池板，使风光能有机结合，提高供电持续能力达到风光互补发电的效果 ③采用自动调整风机同心度控制电路技术，达到提高微风发电机抗强风能力。 ④采用双极性正弦波脉宽调制技术（SPWM）和全桥主逆变电路技术，优化设计“风光互补”正弦波控制逆变一体机化，整体提升转换效率和负载适应性等逆变器性能，实现过压、欠压、反接、短路、过载、防雷电和强风自校等全自动保护功能。

三、项目创新点

一、技术创新：1.优化设计风光互补性充电控制器，设计独特自动调整风机同心度控制电路，达到提高微风发电机抗强风能力（有别于常规水平轴垂直定向螺旋桨式风机必有的卸载装置。 2. 改进本公司技术进步成果“通用性光伏控制器”，使其适用于本项目产品，进一步提高全自动控制保护性能。 3.设计采用双极性正弦波脉宽调制技术（SPWM），进口管，MDS全桥主逆变电路等，整机提升转换效率，负载适应性等逆变器性能，使其逆变转换效率达到90%以上。 4.设计开机状态为软启动，采用优质环形变压器等，提高电源过载能力。 5.优化微风发电机结构设计，微风是可启动发电，强风时自动保护到不发电状态，确保发电机安全。

二、结构创新：1.设计风能、太阳能多路充电输入，多路交直流电压输出，实现多功能控制逆变一体化机。 2.优化设计PBC布线结构，逆变器控制板与功能版隔离，合理的机电结构，减少可调元件等，提高整机可靠性。 3.采用锥面反射型风叶，提高风动力，降低风叶运动时风流二次回旋造成的反作用力，达到低风速启动发电的效果。 4.采用可调节风叶直径的方法满足不同风力资源的区域。

三、应用创新：将风力发电、太阳能发电集于一体，通过风光互补控制逆变器集中控制，将赋予的电能采用蓄电池，随时向负载供电。

3、预计项目完成时达到的关键技术及技术指标 1. 关键技术：

采用风动搞笑安全可靠的锥面反射型风叶，水平定向旋转发电的微风发电机，集合太阳能电池板，组成风光互补太阳能发电系统。优化控制逆变器模式，采用正弦波脉宽调制技术（SPWM），全桥主逆变电路技术，设计出系统配套的风光互补型全自动控制，正弦波控制逆变一体化机。 2. 主要指标： 项目名称 水平旋转锥面反射型风叶微风、太阳能风光互补发电系统 额定功率（W） 输入电压（VDC） 输出电压（VAC/VDC） 微风发电输入 起动风速（m/s） 工作风速（m/s） 风叶形式 风轮工作方面 太阳能电池板 装设位置 最大功率 300 24 220±5%/24 1.5 2.5 锥面反射型风叶 （垂直轴）水平定向旋转 地面屋顶风机支架 100 50±2.5 准正弦波 ?90 150%,10s ?50 500 24 220±5%/24 1.5 2.5 锥面反射型风叶 （垂直轴）水平定向旋转 300 地面屋顶风机支架 200 50±2.5 正弦波 <5% ?90 150%,10s ?50 风机最大功率（W） 200 输出频率（HZ） 输出波形 波形失真度（%） 效率（%） 过载能力 噪音（dB） 逆变主电路 电源箱结构 保护功能 SPWM/全桥 金属立柜式（控制+逆变+蓄电池） SPWM/全桥 金属立柜式（控制+逆变+蓄电池） 具有过压、欠压、过载、短路、过热、反接、防雷、风机自校保护等，全自动保护功能 主要性能指标 3. 主要解决的技术难点：

将现有微风发电装置中未达标的性能指标进一步改善，风能利用效率更高（如将风机启动，风速降低到1.5m/s以下，工作风速提高到2.5m/s，逆变效率提高到90%以上，进一步降音，使之在50dB以下）。 4. 项目实现的质量标准类型、标准名称

GB/T19115.1-2003 离网型户用风光互补发电系统； GB/T20047.1-2006 光伏（PV）组件安全鉴定；

GB/T20321.1-2006离网型风能、太阳能发电系统用逆变器； GB/T19064-2003 家用太阳能光伏电源系统技术条件和试验方法 GB8947-88 风力机名词术语；

UDC,2BFF1101-89 低速风力发电机组的安装要求； GB/T13981-92 风力发电机组设计通用要求；

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