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AAB國(guó)際綜合節(jié)能培訓(xùn)AAB國(guó)際綜合節(jié)能培訓(xùn)1內(nèi)容可再生能源電氣節(jié)能內(nèi)容21.1能源概況能源是經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。自工業(yè)革命以來(lái)全球煤炭、石油、天然氣等化石能源資源消耗迅速,生態(tài)環(huán)境不斷惡化,特別是溫室氣體排放導(dǎo)致日益嚴(yán)峻的全球氣候變化,人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展受到嚴(yán)重威脅??稍偕茉窗ㄋ?、生物質(zhì)能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮芎秃Q竽艿龋Y源潛力大,環(huán)境污染低,可永續(xù)利用,是有利于人與自然和諧發(fā)展的重要能源。上世紀(jì)70年代以來(lái),可持續(xù)發(fā)展思想逐步成為國(guó)際社會(huì)共識(shí),可再生能源開發(fā)利用受到世界各國(guó)高度重視,各國(guó)將開發(fā)利用可再生能源作為能源戰(zhàn)略的重要組成部分,提出了明確的可再生能源發(fā)展目標(biāo),制定了鼓勵(lì)可再生能源發(fā)展的法律和政策,可再生能源得到迅速發(fā)展。1.1能源概況能源是經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。自31.2中國(guó)太陽(yáng)能風(fēng)能概況
中國(guó)除了水能的可開發(fā)裝機(jī)容量和年發(fā)電量均居世界首位之外,太陽(yáng)能、風(fēng)能和生物質(zhì)能等各種可再生能源資源也都非常豐富。中國(guó)太陽(yáng)能較豐富的區(qū)域占國(guó)土面積的2/3以上,年輻射量超過(guò)6000MJ/㎡,每年地表吸收的太陽(yáng)能大約相當(dāng)于1.7萬(wàn)億tce的能量;風(fēng)能資源量約為32億kW,初步估算可開發(fā)利用的風(fēng)能資源約10億kW,按德國(guó)、西班牙,丹麥等風(fēng)電發(fā)展迅速的國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行類比分析,中國(guó)可供開發(fā)的風(fēng)能資源量可能超過(guò)30億kW。1.2中國(guó)太陽(yáng)能風(fēng)能概況中國(guó)除了水能的可開發(fā)裝機(jī)容量和41.3太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)介紹太陽(yáng)能發(fā)電原理:太陽(yáng)能發(fā)電的主要原理是根據(jù)光生伏打效應(yīng),有太陽(yáng)能組件發(fā)出直流電,如為并網(wǎng)系統(tǒng)則通過(guò)并網(wǎng)逆變器直接將電能并入電網(wǎng);如為離網(wǎng)系統(tǒng)則通過(guò)太陽(yáng)能控制器給蓄電池及負(fù)載充放電。1.3太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)介紹太陽(yáng)能發(fā)電原理:5光生伏打效應(yīng)一束光照在半導(dǎo)體上和照在金屬或絕緣體上效果截然不同。由于金屬中自由電子如此之多,以致光引起的導(dǎo)電性能的變化完全可忽略。絕緣體在很高溫度下仍未能激發(fā)出更多的電子參加導(dǎo)電。而導(dǎo)電性能介于金屬和絕緣體之間的半導(dǎo)體對(duì)體內(nèi)電子的束縛力遠(yuǎn)小于絕緣體,可見光的光子能量就可以把它從束縛激發(fā)到自由導(dǎo)電狀態(tài),這就是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。當(dāng)半導(dǎo)體內(nèi)局部區(qū)域存在電場(chǎng)時(shí),光生載流子將會(huì)積累,和沒有電場(chǎng)時(shí)有很大區(qū)別,電場(chǎng)的兩側(cè)由于電荷積累將產(chǎn)生光電電壓,這就是光生伏特效應(yīng),簡(jiǎn)稱光伏效應(yīng)。光生伏打效應(yīng)一束光照在半導(dǎo)體上和照在金屬或絕緣體上效果截然不6aab國(guó)際綜合節(jié)能培訓(xùn)71.3太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)介紹太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)分類:一、離網(wǎng)型太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)離網(wǎng)型太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)根據(jù)輸出電力類型分類:1、直流太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)2、交流太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)3、交直流太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)二、并網(wǎng)型太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)1.3太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)介紹太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)分類:81.3.1離網(wǎng)型太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)離網(wǎng)型太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)由太陽(yáng)能組件(太陽(yáng)能電池或太陽(yáng)能電池板)、太陽(yáng)能控制器、蓄電池(組)組成。如輸出電源為交流220V或110V,還需配置逆變器。1.3.1離網(wǎng)型太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)離網(wǎng)型太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)由太9太陽(yáng)能組件要將太陽(yáng)向外輻射的大量光能轉(zhuǎn)變成電能,就需要采用能量轉(zhuǎn)換裝置。太陽(yáng)能電池實(shí)際上就是一種把光能變成電能的能量轉(zhuǎn)換器,這種電池是利用“光生伏打效應(yīng)”原理制成的。單個(gè)太陽(yáng)能電池不能直接作為電源使用。實(shí)際應(yīng)用中都是將幾片或幾十片單個(gè)的太陽(yáng)能電池串聯(lián)或并聯(lián)起來(lái),組成太陽(yáng)能電池方陣,便可以獲得相當(dāng)大的電能。太陽(yáng)能電池分類按制造材料分1.薄膜電池2.晶體硅電池非晶硅電池(近兩年興起,技術(shù)不太成熟,發(fā)電效率低在建筑領(lǐng)域具有優(yōu)勢(shì))晶體電池(技術(shù)成熟,發(fā)電效率較高)單晶硅(較多晶硅發(fā)電效率稍高)多晶硅太陽(yáng)能組件要將太陽(yáng)向外輻射的大量光能轉(zhuǎn)變成電能,就需要采用能10太陽(yáng)能電池太陽(yáng)能電池11太陽(yáng)能充放電控制器太陽(yáng)能控制器的作用是控制整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài),并對(duì)蓄電池起到過(guò)充電保護(hù)、過(guò)放電保護(hù)的作用。在溫差較大的地方,合格的控制器還應(yīng)具備溫度補(bǔ)償?shù)墓δ?。其他附加功能如光控開關(guān)、時(shí)控開關(guān)都應(yīng)當(dāng)是控制器的可選項(xiàng)。光伏發(fā)電系統(tǒng)中使用的控制器類型很多,如2點(diǎn)式控制器,多路順序控制器、智能控制器、最大功率跟蹤充電控制器等,我國(guó)目前使用的大都是簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)的控制器,智能型控制器僅用于通信系統(tǒng)和較大型的光伏電站。太陽(yáng)能充放電控制器太陽(yáng)能控制器的作用是控制整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)12太陽(yáng)能控制器分類小功率太陽(yáng)能路燈用控制器具有光控和時(shí)控功能,一般功率比較小通信監(jiān)控專用太陽(yáng)能發(fā)電控制器具有通信及遠(yuǎn)程控制功能,功率較大大型獨(dú)立太陽(yáng)能電站用控制器具有MPPT(最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)),功率大均具有對(duì)蓄電池的充放電管理功能太陽(yáng)能控制器分類小功率太陽(yáng)能路燈用控制器均具有對(duì)蓄電池的充放13太陽(yáng)能控制器太陽(yáng)能控制器14蓄電池(組) 蓄電池組是離網(wǎng)型新能源供電系統(tǒng)不可缺少的重要部件。蓄電池組將光伏電池方陣發(fā)出的直流電貯能起來(lái)供負(fù)載使用。在新能源供電系統(tǒng)中,蓄電池處于浮充放電狀態(tài)。白天光伏電池方陣給負(fù)載供電,同時(shí)給蓄電池充電,晚上或陰雨天負(fù)載用電全部由蓄電池供給。蓄電池(組) 蓄電池組是離網(wǎng)型新能源供電系統(tǒng)不可缺少的重要部15蓄電池分類免維護(hù)鉛酸蓄電池(比較常用價(jià)格便宜,一般用在對(duì)溫度要求不高的場(chǎng)合)膠體電池,低溫充放電性能良好(價(jià)格較高,一般用在環(huán)境溫度較低的場(chǎng)合)蓄電池分類免維護(hù)鉛酸蓄電池(比較常用價(jià)格便宜,一般用在對(duì)溫度16逆變器離網(wǎng)型逆變器1、修正波逆變器價(jià)格便宜,適用于一般的阻性負(fù)載2、正弦波逆變器價(jià)格較高,適用于對(duì)電源質(zhì)量要求較高,尤其通信用電源場(chǎng)合并網(wǎng)逆變器逆變器離網(wǎng)型逆變器17逆變器原理
逆變器又稱逆變電源,是一種電源轉(zhuǎn)換裝置,主要功能是將蓄電池的直流電逆變成交流電。通過(guò)全橋電路,一般采用SPWM處理器經(jīng)過(guò)調(diào)制、濾波、升壓等,得到與照明負(fù)載頻率、額定電壓等相匹配的正弦交流電供系統(tǒng)終端用戶使用。有了逆變器,就可使用直流蓄電池為電器提供交流電。逆變器原理逆變器又稱逆變電源,是一種電源轉(zhuǎn)換裝置,主要18修正波修正波19正弦波正弦波20太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法在太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)前首先需要明確以下幾個(gè)問題1、太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)在哪里使用?該地日光輻射情況如何?2、系統(tǒng)的負(fù)載功率多大,每天工作多少小時(shí)?3、系統(tǒng)的輸出電壓是多少,直流還是交流?4、如遇到?jīng)]有日光照射的陰雨天氣,系統(tǒng)需連續(xù)供電多少天?太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法在太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)前首先需要明確以下21太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例1.地理位置:安康國(guó)土幅員在北緯31°42′—33°49′、東經(jīng)108°01′—110°01′之間氣象數(shù)據(jù)陜西南部各地區(qū)的氣象數(shù)據(jù)1(溫度及平面有效日照)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例1.地理位置:安康國(guó)土幅員在北緯3122太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例2.
系統(tǒng)的負(fù)載功率太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例2.系統(tǒng)的負(fù)載功率23太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例3.系統(tǒng)的輸出電壓是多少,直流還是交流因負(fù)載為直流供電,所以系統(tǒng)需設(shè)計(jì)成直流系統(tǒng)(如有交流負(fù)載需根據(jù)負(fù)載配置逆變器)4.如遇到?jīng)]有日光照射的陰雨天氣,系統(tǒng)需連續(xù)供電多少?根據(jù)客戶要求為7個(gè)連續(xù)陰雨天太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例3.系統(tǒng)的輸出電壓是多少,直流還是交流24系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算以上表中負(fù)載為例,負(fù)載工作電壓為24V直流,平均為功率為44W,每天工作24h,最長(zhǎng)連續(xù)陰雨天為7天,兩最長(zhǎng)連續(xù)陰雨天最短間隔天數(shù)為15天,光伏電池組件采YM170-24S型高效率單晶硅光伏電池組件,組件標(biāo)準(zhǔn)功率為170Wp,工作電壓35V,工作電流4.86A。45度斜面其平均日照為3.75小時(shí),以下計(jì)算光伏方陣功率及蓄電池容量。蓄電池組容量的計(jì)算蓄電池的容量對(duì)保證連續(xù)供電是很重要的。在一年內(nèi),方陣發(fā)電量各月份有很大差別。方陣的發(fā)電量在不能滿足用電需要的月份,要靠蓄電池的電能給以補(bǔ)足;在超過(guò)用電需要的月份,是靠蓄電池將多余的電能儲(chǔ)存起來(lái)。所以方陣發(fā)電量的不足和過(guò)剩值,是確定蓄電池容量的依據(jù)之一。同樣,連續(xù)陰雨天期間的負(fù)載用電也必須從蓄電池取得。所以,這期間的耗電量也是確定蓄電池容量的因素之一。因此,蓄電池的容量BC計(jì)算公式為:(1)蓄電池容量Bc Bc=A×QL×NL×To/DOD =1.1×44Ah×7d×1.1/0.75 =497Ah式中:A為安全系數(shù),取1.1~1.4之間;
QL為負(fù)載日平均耗電量,為工作電流乘以日工作小時(shí)數(shù);
NL為最長(zhǎng)連續(xù)陰雨天數(shù);
TO為溫度修正系數(shù),一般在0℃以上取1,-10℃以上取1.1,-10℃以下取1.2;DOD為蓄電池放電深度,一般鉛酸蓄電池取0.7~0.8,堿性鎳鎘蓄電池取0.85。系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算以上表中負(fù)載為例,負(fù)載工作電壓為24V直流,平25系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算光伏電池方陣設(shè)計(jì)(1)光伏電池組件串聯(lián)數(shù)NS
將光伏電池組件按一定數(shù)目串聯(lián)起來(lái),就可獲得所需要的工作電壓,但是,光伏電池組件的串聯(lián)數(shù)必須適當(dāng),光伏電池組件公稱電壓要與蓄電池組的公稱電壓相匹配。計(jì)算方法如下:
NS=US/UM=24V/24V =1式中:US為系統(tǒng)直流工作電壓;
UM為單塊光伏電池組件公稱電壓。系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算光伏電池方陣設(shè)計(jì)26系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算(2)光伏電池組件并聯(lián)數(shù)NP要計(jì)算出光伏電池組件并聯(lián)數(shù)NP,要按照以下步驟來(lái)計(jì)算。①標(biāo)準(zhǔn)240Wp光伏電池組件日發(fā)電量Qp Qp=Ioc×H×CzAh(4) =4.86A×3.75h×0.9 =16.4Ah
式中:Ioc為光伏電池組件最佳工作電流;
H為太陽(yáng)能平均日照小時(shí)數(shù)(4.3小時(shí));
Cz為修正系數(shù),主要為組合、衰減、灰塵、充電效率等的損失,一般取0.9。②兩組最長(zhǎng)連續(xù)陰雨天之間的最短間隔天數(shù)Nw,此數(shù)據(jù)為本設(shè)計(jì)之獨(dú)特之處,主要考慮要在此段時(shí)間內(nèi)將虧損的蓄電池電量補(bǔ)充起來(lái),需補(bǔ)充的蓄電池容量Bcb為:
Bcb=A×QL×NLAh =1.1×44Ah×7d =338.8Ah③光伏電池組件并聯(lián)數(shù)Np的計(jì)算方法為:
Np=(Bcb+Nw×QL)/(Qp×Nw)
=(338.8Ah+15d×44Ah)/(16.4×15d) =4.06
式中:Bcb為蓄電池在連續(xù)7天陰雨天后需補(bǔ)充的容量;
Nw為兩組連續(xù)陰雨天之間的最短間隔天數(shù),是蓄電池虧電后恢復(fù)時(shí)間,這里取15天;
QL為負(fù)載每天的耗電量。
QP為170W光伏電池組件在安康市地區(qū)上每天發(fā)電量。
式中的表達(dá)意為:并聯(lián)的太陽(yáng)能電池組組數(shù),在兩組連續(xù)陰雨天之間的最短間隔天數(shù)內(nèi)所發(fā)電量,不僅供負(fù)載使用,還需補(bǔ)足蓄電池在最長(zhǎng)連續(xù)陰雨天內(nèi)所虧損電量。系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算(2)光伏電池組件并聯(lián)數(shù)NP27系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算(3)光伏電池方陣的功率計(jì)算根據(jù)光伏電池組件的串并聯(lián)數(shù),即可得出所需光伏電池方陣的功率P:
P=Po×Ns×NpWp =170W×1×4.06 =690.2Wp
式中:Po為光伏電池組件的額定功率,這里是采用170Wp光伏電池組件。(4)計(jì)算結(jié)果計(jì)算結(jié)果:該負(fù)載需光伏電池方陣功率為690.2Wp以上,蓄電池容量為497Ah。設(shè)備選定:光伏電池方陣功率選用680Wp(170Wp×4塊),蓄電池組采用2V、500Ah×12塊串聯(lián)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算(3)光伏電池方陣的功率計(jì)算28太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)示意圖太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)示意圖29太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)301.4風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電原理:
風(fēng)力發(fā)電機(jī),是一種把風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能,再轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿臋C(jī)電設(shè)備,利用風(fēng)力發(fā)電,向蓄電池充電儲(chǔ)存電能,還可以把儲(chǔ)存的電能通過(guò)逆變器轉(zhuǎn)變?yōu)?20V/50HZ的交流電源,風(fēng)力發(fā)電不需燃料,無(wú)污染。它普遍適用于風(fēng)能條件好,遠(yuǎn)離電網(wǎng)或電網(wǎng)不正常的地區(qū),供給照明、電視機(jī)、探照燈、放像、通訊設(shè)備和電動(dòng)工具等。風(fēng)力發(fā)電的原理,是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn),再透過(guò)增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升,來(lái)促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。依據(jù)目前的風(fēng)車技術(shù),大約是每秒三公尺的微風(fēng)速度(微風(fēng)的程度),便可以開始發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮,為風(fēng)力發(fā)電沒有燃料問題,也不會(huì)產(chǎn)生輻射或空氣污染。1.4風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電原理:31風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)分類獨(dú)立型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)分類獨(dú)立型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)32風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)主要由以下幾部分構(gòu)成一、機(jī)械部分:發(fā)電機(jī)、風(fēng)葉、輪轂、尾舵桿、尾舵、導(dǎo)流罩、支架;二、電氣部分:控制器、逆變器、蓄電池、配電箱、泄荷器、輔件;
三、基礎(chǔ)部分:基礎(chǔ)預(yù)埋件、基礎(chǔ)法蘭盤、鉸鏈、水泥、沙石等風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)主要由以下幾部分構(gòu)成33風(fēng)力發(fā)電機(jī)構(gòu)成 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要由風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)、塔架、迎風(fēng)及限速機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)與變速機(jī)構(gòu)(大中型風(fēng)力發(fā)電機(jī))組成。
(1)風(fēng)輪 風(fēng)輪是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主體,接受風(fēng)的動(dòng)力風(fēng)輪旋轉(zhuǎn),將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,它包括輪轂和葉片。輪轂的作用是將葉片和發(fā)電機(jī)(或變速機(jī)構(gòu))連接起來(lái),葉片作用是接受風(fēng)能。
(2)發(fā)電機(jī) 發(fā)電機(jī)是將旋轉(zhuǎn)風(fēng)輪的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要是低速永磁發(fā)電機(jī),這主要是因?yàn)樾⌒惋L(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪直接耦合在發(fā)電機(jī)軸上,省去了升速機(jī)構(gòu),這就要求發(fā)電機(jī)只有幾百轉(zhuǎn)/分,所以采用低速發(fā)電機(jī)。
(3)塔架 小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)拉索架用幾節(jié)相同的圓鋼管連接起來(lái),它可根據(jù)地形及風(fēng)況決定使用幾節(jié),然后用四根鋼索固定在地面上即可。獨(dú)立桿則就由一根下粗上細(xì)的變徑的鋼桿組成,不用拉索。 (4)迎風(fēng)機(jī)構(gòu) 小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的迎風(fēng)機(jī)構(gòu)主要靠尾舵,只要尾舵設(shè)計(jì)的合理,就完全可以滿足對(duì)風(fēng)性能的技術(shù)要求。 (5)限速機(jī)構(gòu)小型風(fēng)機(jī)的限速方法比較多,主要是偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),仰頭機(jī)構(gòu),離心機(jī)構(gòu),電磁限速等;目前使用較多的主要是偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),在風(fēng)速超過(guò)工作風(fēng)速時(shí),由于側(cè)偏的作用,風(fēng)輪受力超過(guò)額定要求,會(huì)自動(dòng)偏離,使之不正常迎風(fēng)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)構(gòu)成 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要由風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)、塔架、迎風(fēng)及34風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)力發(fā)電機(jī)35風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成
風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成36風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)因風(fēng)量不穩(wěn)定,故其輸出的是13~25V變化的交流電,須經(jīng)充電器整流,再對(duì)蓄電瓶充電,使風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能變成化學(xué)能。然后用有保護(hù)電路的逆變電源,把電瓶里的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成交流220V市電,才能保證穩(wěn)定使用。通常人們認(rèn)為,風(fēng)力發(fā)電的功率完全由風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率決定,總想選購(gòu)大一點(diǎn)的風(fēng)力發(fā)電機(jī),而這是不正確的。目前的風(fēng)力發(fā)電機(jī)只是給電瓶充電,而由電瓶把電能貯存起來(lái),人們最終使用電功率的大小與電瓶大小有更密切的關(guān)系。功率的大小更主要取決于風(fēng)量的大小,而不僅是機(jī)頭功率的大小。在內(nèi)地,小的風(fēng)力發(fā)電機(jī)會(huì)比大的更合適。因?yàn)樗菀妆恍★L(fēng)量帶動(dòng)而發(fā)電,持續(xù)不斷的小風(fēng),會(huì)比一時(shí)狂風(fēng)更能供給較大的能量。當(dāng)無(wú)風(fēng)時(shí)人們還可以正常使用風(fēng)力帶來(lái)的電能,也就是說(shuō)一臺(tái)200W風(fēng)力發(fā)電機(jī)也可以通過(guò)大電瓶與逆變器的配合使用,獲得500W甚至1000W乃至更大的功率出。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)因風(fēng)量不穩(wěn)定,故其輸出的是13~2371KW功率與風(fēng)速曲線1KW功率與風(fēng)速曲線38 風(fēng)力發(fā)電的應(yīng)用領(lǐng)域 可利用小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的地方主要有: 航運(yùn)系統(tǒng)--我國(guó)有長(zhǎng)江等水系幾條大河流,如:長(zhǎng)江航運(yùn)中的拖船,一般在100-200噸,經(jīng)常被擱置在江中間的錨地上,用電主要靠蓄電池,使用風(fēng)力發(fā)電機(jī)對(duì)蓄電池補(bǔ)充充電效果更好。在我國(guó)大小河流湖泊上的船舶數(shù)量驚人,用小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)可解決船員生活的照明、做飯、收看電視、收聽廣播等,市場(chǎng)很大,意義也很重要。 森林防火高山觀察站--據(jù)林業(yè)部防火指揮部介紹,東北約有400個(gè)觀察站,西南也有幾百個(gè)高山觀察站,各省市都有一些森林高山防火觀察站,站上的工作人員,在防火期從10月到第二年4、5月期間晝夜在站上值勤,解決他們的照明及聽廣播、看電視頗為費(fèi)神。由于山高、道路狹窄歧嶇、運(yùn)輸困難,又不能使用明火,使用小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以解決觀察站的照明、做飯及娛樂用電。 無(wú)人值守的差轉(zhuǎn)臺(tái)和微波站; 海邊,海島; 圍網(wǎng)養(yǎng)殖場(chǎng); 農(nóng)牧區(qū); 沙漠戈壁地區(qū); 山區(qū); 城市道路照明; 生產(chǎn)型企業(yè); 辦公、家庭; 礦山、勘探; 森林伐木; 旅游業(yè); 農(nóng)業(yè)、漁業(yè); 廣告業(yè)、廣告牌、廣告燈箱; 賓館、餐廳; 海洋碼頭船舶自供電; 用電不便地區(qū)自供電; 移動(dòng)餐車;移動(dòng)旅店。 風(fēng)力發(fā)電的應(yīng)用領(lǐng)域 可利用小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的地方主要有:39風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)太陽(yáng)能是地球上一切能源的來(lái)源,太陽(yáng)照射著地球的每一片土地。風(fēng)能是太陽(yáng)能在地球表面的另外一種表現(xiàn)形式,由于地球表面的不同形態(tài)(如沙土地面、植被地面和水面)對(duì)太陽(yáng)光照的吸熱系數(shù)不同,在地球表面形成溫差,地表空氣的溫度不同形成空氣對(duì)流而產(chǎn)生風(fēng)能。因此,太陽(yáng)能與風(fēng)能在時(shí)間上和地域上都有很強(qiáng)的互補(bǔ)性。白天太陽(yáng)光最強(qiáng)時(shí),風(fēng)很小,晚上太陽(yáng)落山后,光照很弱,但由于地表溫差變化大而風(fēng)能加強(qiáng)。在夏季,太陽(yáng)光強(qiáng)度大而風(fēng)小,冬季,太陽(yáng)光強(qiáng)度弱而風(fēng)大。太陽(yáng)能和風(fēng)能在時(shí)間上的互補(bǔ)性使風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)在資源上具有最佳的匹配性,風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)是資源條件最好的獨(dú)立電源系統(tǒng)。由于地域間的光照和風(fēng)力資源不平衡,采用光伏發(fā)電還是風(fēng)力發(fā)電,或者風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電,要根據(jù)當(dāng)?shù)氐墓夥L(fēng)力資源來(lái)選擇。從系統(tǒng)的優(yōu)化角度考慮,風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)更符合節(jié)省和實(shí)用原則。對(duì)于偏遠(yuǎn)或交通不便地區(qū),系統(tǒng)維護(hù)不方便的地區(qū),風(fēng)光互補(bǔ)光伏供電系統(tǒng)因幾乎不需要維護(hù)而更適合應(yīng)用。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)太陽(yáng)能是地球上一切能源的來(lái)源,太陽(yáng)照射著地球40風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)介紹風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的合理配置風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)由太陽(yáng)能光電板、小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、系統(tǒng)控制器、蓄電池組和逆變器等幾部分組成,發(fā)電系統(tǒng)各部分容量的合理配置對(duì)保證發(fā)電系統(tǒng)的可靠性非常重要。一般來(lái)說(shuō),系統(tǒng)配置應(yīng)考慮以下幾方面因素:1、用電負(fù)荷的特征發(fā)電系統(tǒng)是為滿足用戶的用電要求而設(shè)計(jì)的,要為用戶提供可靠的電力,就必須認(rèn)真分析用戶的用電負(fù)荷特征。主要是了解用戶的最大用電負(fù)荷和平均日用電量。最大用電負(fù)荷是選擇系統(tǒng)逆變器容量的依據(jù),而平均日發(fā)電量則是選擇風(fēng)機(jī)及光電板容量和蓄電池組容量的依據(jù)。2.太陽(yáng)能和風(fēng)能的資源狀況項(xiàng)目實(shí)施地的太陽(yáng)能和風(fēng)能的資源狀況是系統(tǒng)光電板和風(fēng)機(jī)容量選擇的另一個(gè)依據(jù),一般根據(jù)資源狀況來(lái)確定光電板和風(fēng)機(jī)的容量系數(shù),在按用戶的日用電量確定容量的前提下再考慮容量系數(shù),最后光電板和風(fēng)機(jī)的容量.風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)介紹風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的合理配置41風(fēng)光互補(bǔ)原理圖風(fēng)光互補(bǔ)原理圖42風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)配置離網(wǎng)型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的基本構(gòu)成如圖所示,主要由風(fēng)力發(fā)電機(jī)/光伏組件、風(fēng)機(jī)/光伏控制器、蓄電池和逆變器等構(gòu)成,各部分的作用同風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)配置離網(wǎng)型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的基本構(gòu)成如圖所示43基于風(fēng)光互補(bǔ)控制器的系統(tǒng)基于風(fēng)光互補(bǔ)控制器的系統(tǒng)44風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)45電梯節(jié)能節(jié)約資源是我國(guó)的基本國(guó)策。國(guó)家實(shí)施節(jié)約與開發(fā)并舉、把節(jié)約放在首位的能源發(fā)展戰(zhàn)略。國(guó)家鼓勵(lì)、支持節(jié)能科學(xué)技術(shù)的研究、開發(fā)、示范和推廣,促進(jìn)節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新與進(jìn)步。全國(guó)人大常委會(huì)于2007年10月28日通過(guò)的《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》中規(guī)定,“對(duì)高耗能的特種設(shè)備,按照國(guó)務(wù)院的規(guī)定實(shí)行節(jié)能審查和監(jiān)管。”國(guó)家質(zhì)檢總局質(zhì)檢特函〔2007〕29號(hào)文件提出:要對(duì)鍋爐、換熱壓力容器、電梯等高耗能特種設(shè)備實(shí)行能效測(cè)試,加強(qiáng)特種設(shè)備使用環(huán)節(jié)的節(jié)能監(jiān)管。據(jù)資料介紹,我國(guó)僅三星級(jí)以上的酒店,空調(diào)和電梯兩項(xiàng)耗電量就占城市耗電量的三分之一,電梯是現(xiàn)代建筑最大的用電設(shè)備之一。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展,人民生活水平的不斷提高,電梯的擁有量呈不斷上升趨勢(shì),電梯的能耗也隨之不斷增高。因此,電梯節(jié)能降耗的研究已引起社會(huì)各界的關(guān)注。開展電梯的節(jié)能降耗工作已經(jīng)是大勢(shì)所趨,是一件利國(guó)利民的工作。電梯節(jié)能節(jié)約資源是我國(guó)的基本國(guó)策。國(guó)家實(shí)施節(jié)約與開發(fā)并舉、把46電梯節(jié)能據(jù)中國(guó)電梯協(xié)會(huì)提供的信息顯示,全國(guó)在用電梯總保有量已超過(guò)90萬(wàn)臺(tái),成為世界上電梯總保有量最多的國(guó)家。而且,隨著我國(guó)城市化進(jìn)程進(jìn)入快速發(fā)展期,每年都將有超過(guò)數(shù)十萬(wàn)臺(tái)新增電梯(新增電梯數(shù)量世界第一)投入使用。電梯作為交通工具,已經(jīng)成為人們?nèi)粘I畈豢扇鄙俚囊徊糠?。電梯?jié)能據(jù)中國(guó)電梯協(xié)會(huì)提供的信息顯示,全國(guó)在用電梯總保有量已47電梯節(jié)能意義電梯在使用過(guò)程中,有電動(dòng)運(yùn)行與發(fā)電運(yùn)行(也叫制動(dòng)運(yùn)行)兩種狀態(tài)。其中的發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)會(huì)產(chǎn)生一部分能量,我們稱之為再生能源。目前市場(chǎng)上使用的電梯(除進(jìn)口高速電梯之外,約占總量的2%)將再生能源消耗在制動(dòng)電阻上,在浪費(fèi)這些能源的同時(shí),也造成了電梯控制柜的發(fā)熱。如果將這部分再生能源收集起來(lái),每年節(jié)約的電能相當(dāng)可觀。我們簡(jiǎn)單計(jì)算一下,一般使用能量回饋裝置來(lái)收集電梯再生能源,可以節(jié)省15%~45%的耗電量。按照平均20%的數(shù)據(jù)計(jì)算,如果全國(guó)的電梯都安裝了能量回饋裝置,每年可以從電梯中回收52.56億度電。這個(gè)數(shù)字是什么概念呢?我們看一下,據(jù)中國(guó)水利網(wǎng)數(shù)據(jù),國(guó)家黃河小浪底水電廠每年發(fā)電量平均為51億度,也就是說(shuō),全國(guó)的電梯使用能量回饋裝置來(lái)收集電梯再生能源,相當(dāng)于又造了一個(gè)小浪底水電廠!使用能量回饋裝置收集電梯再生能源,同時(shí)也降低了電梯運(yùn)行中的發(fā)熱量,將大大降低電梯控制系統(tǒng)的故障率,延長(zhǎng)使用壽命。
21世紀(jì)能源將日益緊張,我國(guó)又是能源消耗大國(guó),節(jié)能勢(shì)在必行。因此,使用能量回饋裝置收集電梯再生能源是利國(guó)利民的一件好事,是造福子孫后代的大事!電梯節(jié)能意義電梯在使用過(guò)程中,有電動(dòng)運(yùn)行與發(fā)電運(yùn)行(也叫制動(dòng)48電梯結(jié)構(gòu)原理圖電梯結(jié)構(gòu)原理圖49電梯節(jié)能電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)節(jié)約電能的途徑主要有兩大類:一、是提高電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行效率,如風(fēng)機(jī)、水泵調(diào)速是以提高負(fù)載運(yùn)行效率為目標(biāo)的節(jié)能措施,再如電梯曳引機(jī)采用變頻器調(diào)速取代異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速是以提高電動(dòng)機(jī)運(yùn)行效率為目標(biāo)的節(jié)能措施。二、是將運(yùn)動(dòng)中負(fù)載上的機(jī)械能(位能、動(dòng)能)通過(guò)能量回饋器變換成電能(再生電能)并回送給交流電網(wǎng),供附近其它用電設(shè)備使用,使電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)在單位時(shí)間消耗電網(wǎng)電能下降,從而達(dá)到節(jié)約電能的目的。電梯節(jié)能電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)節(jié)約電能的途徑主要有兩大類:50電梯節(jié)能電梯節(jié)能原理采用變頻調(diào)速的電梯啟動(dòng)運(yùn)行達(dá)到最高運(yùn)行速度后具有最大的機(jī)械功能,電梯達(dá)到目標(biāo)層前要逐步減速直到電梯停止運(yùn)動(dòng)為止,這一過(guò)程是電梯曳引機(jī)釋放機(jī)械功能量的過(guò)程。此外,升降電梯還是一個(gè)位能性負(fù)載,為了均勻拖動(dòng)負(fù)載,電梯由曳引機(jī)拖動(dòng)的負(fù)載是由載客轎廂和對(duì)重平衡塊組成,只有當(dāng)轎廂載重量約為50%(1噸載客電梯乘客為7人左右)時(shí),轎廂和對(duì)重平衡塊才相互平衡,否則,轎廂和對(duì)重平衡塊就會(huì)有質(zhì)量差,使電梯運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生機(jī)械位能。電梯運(yùn)行中多余的機(jī)械能(含位能、動(dòng)能)通過(guò)電動(dòng)機(jī)和變頻器轉(zhuǎn)換成直流電能儲(chǔ)存在變頻器直流回路中的電容中,此時(shí)電容就好比是一個(gè)小水庫(kù),回送到電容中的電能越多,電容電壓就越高,(好比水庫(kù)水位超高),如不及時(shí)釋放電容器儲(chǔ)存的電能,就會(huì)產(chǎn)生過(guò)壓故障,使變頻器停止工作,電梯無(wú)法正常運(yùn)行。目前國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)變頻調(diào)速電梯均采用電阻消耗電容中儲(chǔ)存的電能的方法來(lái)防止電容過(guò)電壓,但是電阻耗能不僅降低了系統(tǒng)的效率,電阻產(chǎn)生的大量熱量還惡化了電梯控制柜周邊的環(huán)境。能量回饋器的作用就是能有效的將電容中儲(chǔ)存的電能回送給交流電網(wǎng)供周邊其它用電設(shè)備使用,節(jié)電效果十分明顯,一般節(jié)電率可達(dá)21%-46%。此外,由于無(wú)電阻發(fā)熱元件,機(jī)房溫度下降,可以節(jié)省機(jī)房空調(diào)的耗電量,在許多場(chǎng)合,節(jié)約空調(diào)耗電量往往帶來(lái)更大的節(jié)電效果。電梯節(jié)能電梯節(jié)能原理51電梯節(jié)能電梯能量回饋器的主電路由智能模塊IPM-IGBT、隔離二極管、濾波電感、電容等元件組成。IPM模塊是主電路中的核心元件,它將直流電能逆變?yōu)榕c交流電網(wǎng)同步的三相電流回送電網(wǎng)。電梯節(jié)能電梯能量回饋器的主電路由智能模塊IPM-IGBT、隔52能量回饋器能量回饋器53空調(diào)制冷節(jié)能當(dāng)前,談及環(huán)保生活,幾乎必言“低碳”。據(jù)國(guó)家有關(guān)部門統(tǒng)計(jì),中央空調(diào)耗電占到公共建筑的30%,可見中央空調(diào)節(jié)能是“低碳”生活相當(dāng)重要的一部分。今年兩會(huì),公共場(chǎng)所空調(diào)溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于26℃與環(huán)保相違背的做法,以及中央空調(diào)節(jié)能改造具有巨大潛力引起了市人大代表孫利的關(guān)注,她提交了《關(guān)于推行中央空調(diào)節(jié)能改造的建議》。中央空調(diào)系統(tǒng)是現(xiàn)代大型建筑物不可缺少的配套設(shè)施之一,電能的消耗非常大,約占建筑物總電能消耗的50%。由于中央空調(diào)系統(tǒng)都是按最大負(fù)載并增加一定余量設(shè)計(jì),而實(shí)際上在一年中,滿負(fù)載下運(yùn)行最多只有十多天,甚至十多個(gè)小時(shí),幾乎絕大部分時(shí)間負(fù)載都在70%以下運(yùn)行。通常中央空調(diào)系統(tǒng)中冷凍主機(jī)的負(fù)荷能隨季節(jié)氣溫變化自動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)載,而與冷凍主機(jī)相匹配的冷凍泵、冷卻泵卻不能自動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)載,幾乎長(zhǎng)期在100%負(fù)載下運(yùn)行,造成了能量的極大浪費(fèi),也惡化了中央空調(diào)的運(yùn)行環(huán)境和運(yùn)行質(zhì)量。隨著變頻技術(shù)的日益成熟,利用變頻器、PLC、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、溫度傳感器、溫度模塊等器件的有機(jī)結(jié)合,構(gòu)成溫差閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng),自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵的輸出流量,達(dá)到節(jié)能目的提供了可靠的技術(shù)條件??照{(diào)制冷節(jié)能當(dāng)前,談及環(huán)保生活,幾乎必言“低碳”。據(jù)國(guó)家有關(guān)54中央空調(diào)系統(tǒng)在中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,冷凍泵、冷卻泵的裝機(jī)容量是取系統(tǒng)最大負(fù)荷再增加10%—20%余量作為設(shè)計(jì)系數(shù)。根據(jù)計(jì)算中央空調(diào)系統(tǒng)中,冷凍水、冷卻水循環(huán)用電約占夏季酒店總用電的25%—30%,冷卻塔的用電占8%—10%。因此,實(shí)施對(duì)冷凍水和冷卻水循環(huán)系統(tǒng)以及冷卻塔的能量自動(dòng)控制是中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造及自動(dòng)控制的重要組成部分。中央空調(diào)系統(tǒng)在中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,冷凍泵、冷卻泵的裝機(jī)容量是55電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)原理
n=60f/p(1-s)式中:n:轉(zhuǎn)速f:頻率p:電機(jī)磁極對(duì)數(shù)s:轉(zhuǎn)差率由上式可見,調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速有3種方法,改變頻率、改變電機(jī)磁極對(duì)數(shù)、改變轉(zhuǎn)差率。在以上調(diào)速方法中,變頻調(diào)速性能最好,調(diào)速范圍大,靜態(tài)穩(wěn)定性好,運(yùn)行效率高。因此改變頻率而改變轉(zhuǎn)速的方法最方便有效。電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)原理56冷卻塔的控制以前的冷卻塔是人為的根據(jù)冷卻水溫度選擇冷卻塔開啟的臺(tái)數(shù),非常容易造成能源的浪費(fèi)現(xiàn)象,現(xiàn)在根據(jù)冷卻水的溫度,由溫度傳感器傳送信號(hào)至PLC,由PLC經(jīng)計(jì)算后對(duì)冷卻塔風(fēng)機(jī)依次開啟,以28℃為基數(shù),溫度每上升2℃,開啟兩臺(tái)散熱風(fēng)機(jī),每下降2℃,延時(shí)5分鐘后停止2臺(tái)風(fēng)機(jī),以達(dá)到節(jié)能效果。冷卻塔的控制以前的冷卻塔是人為的根據(jù)冷卻水溫度選擇冷卻塔開啟57節(jié)能改造的具體方案1、主電路的控制設(shè)計(jì)根據(jù)具體情況,同時(shí)考慮到成本控制,原有的電器設(shè)備盡可能的利用。冷凍水泵及冷卻水泵均采用一用一備的方式運(yùn)行,使用一臺(tái)變頻器控制拖動(dòng)兩臺(tái)水泵交替運(yùn)行。將一臺(tái)揚(yáng)程較高的冷水泵作為備用。以下為冷凍水泵與冷卻水泵一次接線圖:節(jié)能改造的具體方案1、主電路的控制設(shè)計(jì)58節(jié)能改造的具體方案節(jié)能改造的具體方案工作流程:開機(jī):開啟冷水及冷卻水泵,由PLC控制冷水及冷卻水泵的啟停,由冷水及冷卻水泵的接觸器向制冷機(jī)發(fā)出聯(lián)鎖信號(hào),開啟制冷機(jī),由變頻器、溫度傳感器、溫度模塊組成的溫差閉環(huán)控制電路對(duì)水泵進(jìn)行調(diào)速以控制工作流量,同時(shí)PLC控制冷卻塔根據(jù)溫度傳感器信號(hào)自動(dòng)選擇開啟臺(tái)數(shù)。停機(jī):關(guān)閉制冷機(jī),冷水及冷卻水泵以及冷卻塔延時(shí)十分鐘后自動(dòng)關(guān)閉。保護(hù):由壓力傳感器控制冷水及冷卻水的缺水保護(hù),壓力偏低時(shí)自動(dòng)開啟補(bǔ)水泵補(bǔ)水。節(jié)能改造的具體方案節(jié)能改造的具體方案59變頻節(jié)能技術(shù)框圖及改造原理分析下圖為變頻節(jié)能系統(tǒng)示意圖變頻節(jié)能技術(shù)框圖及改造原理分析下圖為變頻節(jié)能系統(tǒng)示意圖60中央空調(diào)節(jié)能改造中央空調(diào)節(jié)能改造工作原理中央空調(diào)節(jié)能改造系統(tǒng)主要由制冷機(jī)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)和散熱水塔組成,其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示:制冷機(jī)通過(guò)壓縮機(jī)將制冷劑壓縮成液態(tài)后送蒸發(fā)器中與冷凍水進(jìn)行熱交換,將冷凍水制冷,冷凍水泵將冷凍水送到各風(fēng)機(jī)風(fēng)中的冷卻盤管中,由風(fēng)機(jī)吹送冷風(fēng)達(dá)到降溫的目的。經(jīng)蒸發(fā)后制冷劑在冷凝器中釋放出熱量,與冷卻循環(huán)水進(jìn)行熱交換,由冷卻水泵將帶來(lái)熱量的冷卻水泵到散熱水塔上由水塔風(fēng)扇對(duì)其進(jìn)行噴淋冷卻,與大氣之間進(jìn)行熱交換,將熱量散發(fā)到大氣中去。中央空調(diào)節(jié)能改造中央空調(diào)節(jié)能改造工作原理制冷機(jī)通過(guò)壓縮機(jī)將制61中央空調(diào)節(jié)能改造應(yīng)用背景中央空調(diào)系統(tǒng)是一個(gè)龐大的設(shè)備群體,大量的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,空調(diào)系統(tǒng)所消耗的電能,約占樓宇電耗的40~60%。就任何建筑物來(lái)說(shuō),選用空調(diào)系統(tǒng)都是按當(dāng)?shù)刈顭崽鞖鈺r(shí)所需的最大制冷量來(lái)選取擇機(jī)型的,且留有10%~15%的余量,各配套系統(tǒng)按最大負(fù)載量配置,這種選擇不是最合理的。在組成空調(diào)系統(tǒng)的各種設(shè)備中,水泵所消耗的電能約占整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的四分之一左右。早期空調(diào)的水泵普遍采用定流量工作,能源浪費(fèi)非常嚴(yán)重。而實(shí)際運(yùn)行時(shí),中央空調(diào)的冷負(fù)荷總是在不斷變化的,冷負(fù)荷變化時(shí)所需的冷媒水、冷卻水的流量也不同,冷負(fù)荷大時(shí)所需的冷媒水、冷卻水的流量也大,反之亦然。我們根據(jù)中空調(diào)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)分析,中央空調(diào)機(jī)組90%的運(yùn)行時(shí)間處于非滿負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。而冷凍水泵、冷卻水泵以及風(fēng)機(jī)在此90%的時(shí)間內(nèi)仍處于100%的滿負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。這樣就導(dǎo)致了“大流量小溫差”的現(xiàn)象,使大量的電能白白浪費(fèi)。中央空調(diào)節(jié)能改造應(yīng)用背景中央空調(diào)系統(tǒng)是一個(gè)龐大的設(shè)備群體,大62中央空調(diào)節(jié)能改造原理我們知道中央空調(diào)節(jié)能改造的水循環(huán)系統(tǒng)主要由冷卻水泵和冷凍水泵組成。從水泵的工作原理可知:水泵流量與水泵(電機(jī))轉(zhuǎn)速的一次方成正比,水泵揚(yáng)程與水泵(電機(jī))轉(zhuǎn)速的兩次方成正比,水泵軸功率與水泵轉(zhuǎn)速的三次方成正比(既水泵的軸功率與供電頻率的三次方成正比)。根據(jù)上述原理可知只要改變水泵的轉(zhuǎn)速就可改變水泵的功率。例如:將供電頻率由50Hz降為45Hz,功率只有原來(lái)的72.9%。當(dāng)系統(tǒng)頻率在40Hz的時(shí)候,功率只有原來(lái)的51.2%。用于中央空調(diào)專用型變頻器,通過(guò)溫度專用接口,直接用來(lái)對(duì)冷媒水、冷卻水的進(jìn)出口水溫進(jìn)行檢測(cè)。并根據(jù)實(shí)際的溫差值控制變頻器調(diào)整冷凍泵、冷卻泵的工作狀態(tài)(主要是轉(zhuǎn)速),使系統(tǒng)冷媒流量跟隨負(fù)荷的變化而同步變化,從而在確保中央空調(diào)系統(tǒng)能夠滿足人體對(duì)舒適度的要求的前提下,保證空調(diào)系統(tǒng)的能效率總是處在最優(yōu)化的節(jié)能運(yùn)行狀態(tài),以此大幅度的降低系統(tǒng)能源消耗。綜上所述,若能采用變頻調(diào)速技術(shù),當(dāng)中央空調(diào)系統(tǒng)的冷卻水泵和冷凍水泵的溫差小時(shí),就可降低電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,從而較大幅度減小電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行功率,便可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。中央空調(diào)節(jié)能改造原理我們知道中央空調(diào)節(jié)能改造的水循環(huán)系統(tǒng)主要63中央空調(diào)節(jié)能改造的優(yōu)點(diǎn)1)實(shí)現(xiàn)了低頻低壓的軟啟動(dòng),軟停車,使運(yùn)行更加平衡;2)啟動(dòng)及加速過(guò)程沖擊電流小,加速過(guò)程中最大啟動(dòng)電流不超過(guò)1.5倍額定電流,大大減小了對(duì)電網(wǎng)的沖擊;3)節(jié)能效果顯著,據(jù)實(shí)測(cè),在低速段節(jié)能明顯,一般可達(dá)30%左右,降低運(yùn)行成本;4)延長(zhǎng)水泵的使用壽命;5)由于變頻器屬于高科技產(chǎn)品,因此保護(hù)功能強(qiáng)大,而且靈敏,對(duì)出現(xiàn)各種故障及時(shí)的保護(hù),免受更大的損失。中央空調(diào)節(jié)能改造的優(yōu)點(diǎn)1)實(shí)現(xiàn)了低頻低壓的軟啟動(dòng),軟停車,使64演講完畢,謝謝觀看!演講完畢,謝謝觀看!65AAB國(guó)際綜合節(jié)能培訓(xùn)AAB國(guó)際綜合節(jié)能培訓(xùn)66內(nèi)容可再生能源電氣節(jié)能內(nèi)容671.1能源概況能源是經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。自工業(yè)革命以來(lái)全球煤炭、石油、天然氣等化石能源資源消耗迅速,生態(tài)環(huán)境不斷惡化,特別是溫室氣體排放導(dǎo)致日益嚴(yán)峻的全球氣候變化,人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展受到嚴(yán)重威脅??稍偕茉窗ㄋ?、生物質(zhì)能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮芎秃Q竽艿?,資源潛力大,環(huán)境污染低,可永續(xù)利用,是有利于人與自然和諧發(fā)展的重要能源。上世紀(jì)70年代以來(lái),可持續(xù)發(fā)展思想逐步成為國(guó)際社會(huì)共識(shí),可再生能源開發(fā)利用受到世界各國(guó)高度重視,各國(guó)將開發(fā)利用可再生能源作為能源戰(zhàn)略的重要組成部分,提出了明確的可再生能源發(fā)展目標(biāo),制定了鼓勵(lì)可再生能源發(fā)展的法律和政策,可再生能源得到迅速發(fā)展。1.1能源概況能源是經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。自681.2中國(guó)太陽(yáng)能風(fēng)能概況
中國(guó)除了水能的可開發(fā)裝機(jī)容量和年發(fā)電量均居世界首位之外,太陽(yáng)能、風(fēng)能和生物質(zhì)能等各種可再生能源資源也都非常豐富。中國(guó)太陽(yáng)能較豐富的區(qū)域占國(guó)土面積的2/3以上,年輻射量超過(guò)6000MJ/㎡,每年地表吸收的太陽(yáng)能大約相當(dāng)于1.7萬(wàn)億tce的能量;風(fēng)能資源量約為32億kW,初步估算可開發(fā)利用的風(fēng)能資源約10億kW,按德國(guó)、西班牙,丹麥等風(fēng)電發(fā)展迅速的國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行類比分析,中國(guó)可供開發(fā)的風(fēng)能資源量可能超過(guò)30億kW。1.2中國(guó)太陽(yáng)能風(fēng)能概況中國(guó)除了水能的可開發(fā)裝機(jī)容量和691.3太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)介紹太陽(yáng)能發(fā)電原理:太陽(yáng)能發(fā)電的主要原理是根據(jù)光生伏打效應(yīng),有太陽(yáng)能組件發(fā)出直流電,如為并網(wǎng)系統(tǒng)則通過(guò)并網(wǎng)逆變器直接將電能并入電網(wǎng);如為離網(wǎng)系統(tǒng)則通過(guò)太陽(yáng)能控制器給蓄電池及負(fù)載充放電。1.3太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)介紹太陽(yáng)能發(fā)電原理:70光生伏打效應(yīng)一束光照在半導(dǎo)體上和照在金屬或絕緣體上效果截然不同。由于金屬中自由電子如此之多,以致光引起的導(dǎo)電性能的變化完全可忽略。絕緣體在很高溫度下仍未能激發(fā)出更多的電子參加導(dǎo)電。而導(dǎo)電性能介于金屬和絕緣體之間的半導(dǎo)體對(duì)體內(nèi)電子的束縛力遠(yuǎn)小于絕緣體,可見光的光子能量就可以把它從束縛激發(fā)到自由導(dǎo)電狀態(tài),這就是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。當(dāng)半導(dǎo)體內(nèi)局部區(qū)域存在電場(chǎng)時(shí),光生載流子將會(huì)積累,和沒有電場(chǎng)時(shí)有很大區(qū)別,電場(chǎng)的兩側(cè)由于電荷積累將產(chǎn)生光電電壓,這就是光生伏特效應(yīng),簡(jiǎn)稱光伏效應(yīng)。光生伏打效應(yīng)一束光照在半導(dǎo)體上和照在金屬或絕緣體上效果截然不71aab國(guó)際綜合節(jié)能培訓(xùn)721.3太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)介紹太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)分類:一、離網(wǎng)型太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)離網(wǎng)型太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)根據(jù)輸出電力類型分類:1、直流太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)2、交流太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)3、交直流太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)二、并網(wǎng)型太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)1.3太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)介紹太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)分類:731.3.1離網(wǎng)型太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)離網(wǎng)型太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)由太陽(yáng)能組件(太陽(yáng)能電池或太陽(yáng)能電池板)、太陽(yáng)能控制器、蓄電池(組)組成。如輸出電源為交流220V或110V,還需配置逆變器。1.3.1離網(wǎng)型太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)離網(wǎng)型太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)由太74太陽(yáng)能組件要將太陽(yáng)向外輻射的大量光能轉(zhuǎn)變成電能,就需要采用能量轉(zhuǎn)換裝置。太陽(yáng)能電池實(shí)際上就是一種把光能變成電能的能量轉(zhuǎn)換器,這種電池是利用“光生伏打效應(yīng)”原理制成的。單個(gè)太陽(yáng)能電池不能直接作為電源使用。實(shí)際應(yīng)用中都是將幾片或幾十片單個(gè)的太陽(yáng)能電池串聯(lián)或并聯(lián)起來(lái),組成太陽(yáng)能電池方陣,便可以獲得相當(dāng)大的電能。太陽(yáng)能電池分類按制造材料分1.薄膜電池2.晶體硅電池非晶硅電池(近兩年興起,技術(shù)不太成熟,發(fā)電效率低在建筑領(lǐng)域具有優(yōu)勢(shì))晶體電池(技術(shù)成熟,發(fā)電效率較高)單晶硅(較多晶硅發(fā)電效率稍高)多晶硅太陽(yáng)能組件要將太陽(yáng)向外輻射的大量光能轉(zhuǎn)變成電能,就需要采用能75太陽(yáng)能電池太陽(yáng)能電池76太陽(yáng)能充放電控制器太陽(yáng)能控制器的作用是控制整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài),并對(duì)蓄電池起到過(guò)充電保護(hù)、過(guò)放電保護(hù)的作用。在溫差較大的地方,合格的控制器還應(yīng)具備溫度補(bǔ)償?shù)墓δ?。其他附加功能如光控開關(guān)、時(shí)控開關(guān)都應(yīng)當(dāng)是控制器的可選項(xiàng)。光伏發(fā)電系統(tǒng)中使用的控制器類型很多,如2點(diǎn)式控制器,多路順序控制器、智能控制器、最大功率跟蹤充電控制器等,我國(guó)目前使用的大都是簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)的控制器,智能型控制器僅用于通信系統(tǒng)和較大型的光伏電站。太陽(yáng)能充放電控制器太陽(yáng)能控制器的作用是控制整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)77太陽(yáng)能控制器分類小功率太陽(yáng)能路燈用控制器具有光控和時(shí)控功能,一般功率比較小通信監(jiān)控專用太陽(yáng)能發(fā)電控制器具有通信及遠(yuǎn)程控制功能,功率較大大型獨(dú)立太陽(yáng)能電站用控制器具有MPPT(最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)),功率大均具有對(duì)蓄電池的充放電管理功能太陽(yáng)能控制器分類小功率太陽(yáng)能路燈用控制器均具有對(duì)蓄電池的充放78太陽(yáng)能控制器太陽(yáng)能控制器79蓄電池(組) 蓄電池組是離網(wǎng)型新能源供電系統(tǒng)不可缺少的重要部件。蓄電池組將光伏電池方陣發(fā)出的直流電貯能起來(lái)供負(fù)載使用。在新能源供電系統(tǒng)中,蓄電池處于浮充放電狀態(tài)。白天光伏電池方陣給負(fù)載供電,同時(shí)給蓄電池充電,晚上或陰雨天負(fù)載用電全部由蓄電池供給。蓄電池(組) 蓄電池組是離網(wǎng)型新能源供電系統(tǒng)不可缺少的重要部80蓄電池分類免維護(hù)鉛酸蓄電池(比較常用價(jià)格便宜,一般用在對(duì)溫度要求不高的場(chǎng)合)膠體電池,低溫充放電性能良好(價(jià)格較高,一般用在環(huán)境溫度較低的場(chǎng)合)蓄電池分類免維護(hù)鉛酸蓄電池(比較常用價(jià)格便宜,一般用在對(duì)溫度81逆變器離網(wǎng)型逆變器1、修正波逆變器價(jià)格便宜,適用于一般的阻性負(fù)載2、正弦波逆變器價(jià)格較高,適用于對(duì)電源質(zhì)量要求較高,尤其通信用電源場(chǎng)合并網(wǎng)逆變器逆變器離網(wǎng)型逆變器82逆變器原理
逆變器又稱逆變電源,是一種電源轉(zhuǎn)換裝置,主要功能是將蓄電池的直流電逆變成交流電。通過(guò)全橋電路,一般采用SPWM處理器經(jīng)過(guò)調(diào)制、濾波、升壓等,得到與照明負(fù)載頻率、額定電壓等相匹配的正弦交流電供系統(tǒng)終端用戶使用。有了逆變器,就可使用直流蓄電池為電器提供交流電。逆變器原理逆變器又稱逆變電源,是一種電源轉(zhuǎn)換裝置,主要83修正波修正波84正弦波正弦波85太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法在太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)前首先需要明確以下幾個(gè)問題1、太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)在哪里使用?該地日光輻射情況如何?2、系統(tǒng)的負(fù)載功率多大,每天工作多少小時(shí)?3、系統(tǒng)的輸出電壓是多少,直流還是交流?4、如遇到?jīng)]有日光照射的陰雨天氣,系統(tǒng)需連續(xù)供電多少天?太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法在太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)前首先需要明確以下86太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例1.地理位置:安康國(guó)土幅員在北緯31°42′—33°49′、東經(jīng)108°01′—110°01′之間氣象數(shù)據(jù)陜西南部各地區(qū)的氣象數(shù)據(jù)1(溫度及平面有效日照)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例1.地理位置:安康國(guó)土幅員在北緯3187太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例2.
系統(tǒng)的負(fù)載功率太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例2.系統(tǒng)的負(fù)載功率88太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例3.系統(tǒng)的輸出電壓是多少,直流還是交流因負(fù)載為直流供電,所以系統(tǒng)需設(shè)計(jì)成直流系統(tǒng)(如有交流負(fù)載需根據(jù)負(fù)載配置逆變器)4.如遇到?jīng)]有日光照射的陰雨天氣,系統(tǒng)需連續(xù)供電多少?根據(jù)客戶要求為7個(gè)連續(xù)陰雨天太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例3.系統(tǒng)的輸出電壓是多少,直流還是交流89系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算以上表中負(fù)載為例,負(fù)載工作電壓為24V直流,平均為功率為44W,每天工作24h,最長(zhǎng)連續(xù)陰雨天為7天,兩最長(zhǎng)連續(xù)陰雨天最短間隔天數(shù)為15天,光伏電池組件采YM170-24S型高效率單晶硅光伏電池組件,組件標(biāo)準(zhǔn)功率為170Wp,工作電壓35V,工作電流4.86A。45度斜面其平均日照為3.75小時(shí),以下計(jì)算光伏方陣功率及蓄電池容量。蓄電池組容量的計(jì)算蓄電池的容量對(duì)保證連續(xù)供電是很重要的。在一年內(nèi),方陣發(fā)電量各月份有很大差別。方陣的發(fā)電量在不能滿足用電需要的月份,要靠蓄電池的電能給以補(bǔ)足;在超過(guò)用電需要的月份,是靠蓄電池將多余的電能儲(chǔ)存起來(lái)。所以方陣發(fā)電量的不足和過(guò)剩值,是確定蓄電池容量的依據(jù)之一。同樣,連續(xù)陰雨天期間的負(fù)載用電也必須從蓄電池取得。所以,這期間的耗電量也是確定蓄電池容量的因素之一。因此,蓄電池的容量BC計(jì)算公式為:(1)蓄電池容量Bc Bc=A×QL×NL×To/DOD =1.1×44Ah×7d×1.1/0.75 =497Ah式中:A為安全系數(shù),取1.1~1.4之間;
QL為負(fù)載日平均耗電量,為工作電流乘以日工作小時(shí)數(shù);
NL為最長(zhǎng)連續(xù)陰雨天數(shù);
TO為溫度修正系數(shù),一般在0℃以上取1,-10℃以上取1.1,-10℃以下取1.2;DOD為蓄電池放電深度,一般鉛酸蓄電池取0.7~0.8,堿性鎳鎘蓄電池取0.85。系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算以上表中負(fù)載為例,負(fù)載工作電壓為24V直流,平90系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算光伏電池方陣設(shè)計(jì)(1)光伏電池組件串聯(lián)數(shù)NS
將光伏電池組件按一定數(shù)目串聯(lián)起來(lái),就可獲得所需要的工作電壓,但是,光伏電池組件的串聯(lián)數(shù)必須適當(dāng),光伏電池組件公稱電壓要與蓄電池組的公稱電壓相匹配。計(jì)算方法如下:
NS=US/UM=24V/24V =1式中:US為系統(tǒng)直流工作電壓;
UM為單塊光伏電池組件公稱電壓。系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算光伏電池方陣設(shè)計(jì)91系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算(2)光伏電池組件并聯(lián)數(shù)NP要計(jì)算出光伏電池組件并聯(lián)數(shù)NP,要按照以下步驟來(lái)計(jì)算。①標(biāo)準(zhǔn)240Wp光伏電池組件日發(fā)電量Qp Qp=Ioc×H×CzAh(4) =4.86A×3.75h×0.9 =16.4Ah
式中:Ioc為光伏電池組件最佳工作電流;
H為太陽(yáng)能平均日照小時(shí)數(shù)(4.3小時(shí));
Cz為修正系數(shù),主要為組合、衰減、灰塵、充電效率等的損失,一般取0.9。②兩組最長(zhǎng)連續(xù)陰雨天之間的最短間隔天數(shù)Nw,此數(shù)據(jù)為本設(shè)計(jì)之獨(dú)特之處,主要考慮要在此段時(shí)間內(nèi)將虧損的蓄電池電量補(bǔ)充起來(lái),需補(bǔ)充的蓄電池容量Bcb為:
Bcb=A×QL×NLAh =1.1×44Ah×7d =338.8Ah③光伏電池組件并聯(lián)數(shù)Np的計(jì)算方法為:
Np=(Bcb+Nw×QL)/(Qp×Nw)
=(338.8Ah+15d×44Ah)/(16.4×15d) =4.06
式中:Bcb為蓄電池在連續(xù)7天陰雨天后需補(bǔ)充的容量;
Nw為兩組連續(xù)陰雨天之間的最短間隔天數(shù),是蓄電池虧電后恢復(fù)時(shí)間,這里取15天;
QL為負(fù)載每天的耗電量。
QP為170W光伏電池組件在安康市地區(qū)上每天發(fā)電量。
式中的表達(dá)意為:并聯(lián)的太陽(yáng)能電池組組數(shù),在兩組連續(xù)陰雨天之間的最短間隔天數(shù)內(nèi)所發(fā)電量,不僅供負(fù)載使用,還需補(bǔ)足蓄電池在最長(zhǎng)連續(xù)陰雨天內(nèi)所虧損電量。系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算(2)光伏電池組件并聯(lián)數(shù)NP92系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算(3)光伏電池方陣的功率計(jì)算根據(jù)光伏電池組件的串并聯(lián)數(shù),即可得出所需光伏電池方陣的功率P:
P=Po×Ns×NpWp =170W×1×4.06 =690.2Wp
式中:Po為光伏電池組件的額定功率,這里是采用170Wp光伏電池組件。(4)計(jì)算結(jié)果計(jì)算結(jié)果:該負(fù)載需光伏電池方陣功率為690.2Wp以上,蓄電池容量為497Ah。設(shè)備選定:光伏電池方陣功率選用680Wp(170Wp×4塊),蓄電池組采用2V、500Ah×12塊串聯(lián)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算(3)光伏電池方陣的功率計(jì)算93太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)示意圖太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)示意圖94太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)951.4風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電原理:
風(fēng)力發(fā)電機(jī),是一種把風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能,再轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿臋C(jī)電設(shè)備,利用風(fēng)力發(fā)電,向蓄電池充電儲(chǔ)存電能,還可以把儲(chǔ)存的電能通過(guò)逆變器轉(zhuǎn)變?yōu)?20V/50HZ的交流電源,風(fēng)力發(fā)電不需燃料,無(wú)污染。它普遍適用于風(fēng)能條件好,遠(yuǎn)離電網(wǎng)或電網(wǎng)不正常的地區(qū),供給照明、電視機(jī)、探照燈、放像、通訊設(shè)備和電動(dòng)工具等。風(fēng)力發(fā)電的原理,是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn),再透過(guò)增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升,來(lái)促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。依據(jù)目前的風(fēng)車技術(shù),大約是每秒三公尺的微風(fēng)速度(微風(fēng)的程度),便可以開始發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮,為風(fēng)力發(fā)電沒有燃料問題,也不會(huì)產(chǎn)生輻射或空氣污染。1.4風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電原理:96風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)分類獨(dú)立型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)分類獨(dú)立型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)97風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)主要由以下幾部分構(gòu)成一、機(jī)械部分:發(fā)電機(jī)、風(fēng)葉、輪轂、尾舵桿、尾舵、導(dǎo)流罩、支架;二、電氣部分:控制器、逆變器、蓄電池、配電箱、泄荷器、輔件;
三、基礎(chǔ)部分:基礎(chǔ)預(yù)埋件、基礎(chǔ)法蘭盤、鉸鏈、水泥、沙石等風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)主要由以下幾部分構(gòu)成98風(fēng)力發(fā)電機(jī)構(gòu)成 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要由風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)、塔架、迎風(fēng)及限速機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)與變速機(jī)構(gòu)(大中型風(fēng)力發(fā)電機(jī))組成。
(1)風(fēng)輪 風(fēng)輪是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主體,接受風(fēng)的動(dòng)力風(fēng)輪旋轉(zhuǎn),將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,它包括輪轂和葉片。輪轂的作用是將葉片和發(fā)電機(jī)(或變速機(jī)構(gòu))連接起來(lái),葉片作用是接受風(fēng)能。
(2)發(fā)電機(jī) 發(fā)電機(jī)是將旋轉(zhuǎn)風(fēng)輪的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要是低速永磁發(fā)電機(jī),這主要是因?yàn)樾⌒惋L(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪直接耦合在發(fā)電機(jī)軸上,省去了升速機(jī)構(gòu),這就要求發(fā)電機(jī)只有幾百轉(zhuǎn)/分,所以采用低速發(fā)電機(jī)。
(3)塔架 小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)拉索架用幾節(jié)相同的圓鋼管連接起來(lái),它可根據(jù)地形及風(fēng)況決定使用幾節(jié),然后用四根鋼索固定在地面上即可。獨(dú)立桿則就由一根下粗上細(xì)的變徑的鋼桿組成,不用拉索。 (4)迎風(fēng)機(jī)構(gòu) 小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的迎風(fēng)機(jī)構(gòu)主要靠尾舵,只要尾舵設(shè)計(jì)的合理,就完全可以滿足對(duì)風(fēng)性能的技術(shù)要求。 (5)限速機(jī)構(gòu)小型風(fēng)機(jī)的限速方法比較多,主要是偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),仰頭機(jī)構(gòu),離心機(jī)構(gòu),電磁限速等;目前使用較多的主要是偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),在風(fēng)速超過(guò)工作風(fēng)速時(shí),由于側(cè)偏的作用,風(fēng)輪受力超過(guò)額定要求,會(huì)自動(dòng)偏離,使之不正常迎風(fēng)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)構(gòu)成 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要由風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)、塔架、迎風(fēng)及99風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)力發(fā)電機(jī)100風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成
風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成101風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)因風(fēng)量不穩(wěn)定,故其輸出的是13~25V變化的交流電,須經(jīng)充電器整流,再對(duì)蓄電瓶充電,使風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能變成化學(xué)能。然后用有保護(hù)電路的逆變電源,把電瓶里的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成交流220V市電,才能保證穩(wěn)定使用。通常人們認(rèn)為,風(fēng)力發(fā)電的功率完全由風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率決定,總想選購(gòu)大一點(diǎn)的風(fēng)力發(fā)電機(jī),而這是不正確的。目前的風(fēng)力發(fā)電機(jī)只是給電瓶充電,而由電瓶把電能貯存起來(lái),人們最終使用電功率的大小與電瓶大小有更密切的關(guān)系。功率的大小更主要取決于風(fēng)量的大小,而不僅是機(jī)頭功率的大小。在內(nèi)地,小的風(fēng)力發(fā)電機(jī)會(huì)比大的更合適。因?yàn)樗菀妆恍★L(fēng)量帶動(dòng)而發(fā)電,持續(xù)不斷的小風(fēng),會(huì)比一時(shí)狂風(fēng)更能供給較大的能量。當(dāng)無(wú)風(fēng)時(shí)人們還可以正常使用風(fēng)力帶來(lái)的電能,也就是說(shuō)一臺(tái)200W風(fēng)力發(fā)電機(jī)也可以通過(guò)大電瓶與逆變器的配合使用,獲得500W甚至1000W乃至更大的功率出。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)因風(fēng)量不穩(wěn)定,故其輸出的是13~21021KW功率與風(fēng)速曲線1KW功率與風(fēng)速曲線103 風(fēng)力發(fā)電的應(yīng)用領(lǐng)域 可利用小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的地方主要有: 航運(yùn)系統(tǒng)--我國(guó)有長(zhǎng)江等水系幾條大河流,如:長(zhǎng)江航運(yùn)中的拖船,一般在100-200噸,經(jīng)常被擱置在江中間的錨地上,用電主要靠蓄電池,使用風(fēng)力發(fā)電機(jī)對(duì)蓄電池補(bǔ)充充電效果更好。在我國(guó)大小河流湖泊上的船舶數(shù)量驚人,用小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)可解決船員生活的照明、做飯、收看電視、收聽廣播等,市場(chǎng)很大,意義也很重要。 森林防火高山觀察站--據(jù)林業(yè)部防火指揮部介紹,東北約有400個(gè)觀察站,西南也有幾百個(gè)高山觀察站,各省市都有一些森林高山防火觀察站,站上的工作人員,在防火期從10月到第二年4、5月期間晝夜在站上值勤,解決他們的照明及聽廣播、看電視頗為費(fèi)神。由于山高、道路狹窄歧嶇、運(yùn)輸困難,又不能使用明火,使用小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以解決觀察站的照明、做飯及娛樂用電。 無(wú)人值守的差轉(zhuǎn)臺(tái)和微波站; 海邊,海島; 圍網(wǎng)養(yǎng)殖場(chǎng); 農(nóng)牧區(qū); 沙漠戈壁地區(qū); 山區(qū); 城市道路照明; 生產(chǎn)型企業(yè); 辦公、家庭; 礦山、勘探; 森林伐木; 旅游業(yè); 農(nóng)業(yè)、漁業(yè); 廣告業(yè)、廣告牌、廣告燈箱; 賓館、餐廳; 海洋碼頭船舶自供電; 用電不便地區(qū)自供電; 移動(dòng)餐車;移動(dòng)旅店。 風(fēng)力發(fā)電的應(yīng)用領(lǐng)域 可利用小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的地方主要有:104風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)太陽(yáng)能是地球上一切能源的來(lái)源,太陽(yáng)照射著地球的每一片土地。風(fēng)能是太陽(yáng)能在地球表面的另外一種表現(xiàn)形式,由于地球表面的不同形態(tài)(如沙土地面、植被地面和水面)對(duì)太陽(yáng)光照的吸熱系數(shù)不同,在地球表面形成溫差,地表空氣的溫度不同形成空氣對(duì)流而產(chǎn)生風(fēng)能。因此,太陽(yáng)能與風(fēng)能在時(shí)間上和地域上都有很強(qiáng)的互補(bǔ)性。白天太陽(yáng)光最強(qiáng)時(shí),風(fēng)很小,晚上太陽(yáng)落山后,光照很弱,但由于地表溫差變化大而風(fēng)能加強(qiáng)。在夏季,太陽(yáng)光強(qiáng)度大而風(fēng)小,冬季,太陽(yáng)光強(qiáng)度弱而風(fēng)大。太陽(yáng)能和風(fēng)能在時(shí)間上的互補(bǔ)性使風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)在資源上具有最佳的匹配性,風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)是資源條件最好的獨(dú)立電源系統(tǒng)。由于地域間的光照和風(fēng)力資源不平衡,采用光伏發(fā)電還是風(fēng)力發(fā)電,或者風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電,要根據(jù)當(dāng)?shù)氐墓夥L(fēng)力資源來(lái)選擇。從系統(tǒng)的優(yōu)化角度考慮,風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)更符合節(jié)省和實(shí)用原則。對(duì)于偏遠(yuǎn)或交通不便地區(qū),系統(tǒng)維護(hù)不方便的地區(qū),風(fēng)光互補(bǔ)光伏供電系統(tǒng)因幾乎不需要維護(hù)而更適合應(yīng)用。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)太陽(yáng)能是地球上一切能源的來(lái)源,太陽(yáng)照射著地球105風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)介紹風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的合理配置風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)由太陽(yáng)能光電板、小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、系統(tǒng)控制器、蓄電池組和逆變器等幾部分組成,發(fā)電系統(tǒng)各部分容量的合理配置對(duì)保證發(fā)電系統(tǒng)的可靠性非常重要。一般來(lái)說(shuō),系統(tǒng)配置應(yīng)考慮以下幾方面因素:1、用電負(fù)荷的特征發(fā)電系統(tǒng)是為滿足用戶的用電要求而設(shè)計(jì)的,要為用戶提供可靠的電力,就必須認(rèn)真分析用戶的用電負(fù)荷特征。主要是了解用戶的最大用電負(fù)荷和平均日用電量。最大用電負(fù)荷是選擇系統(tǒng)逆變器容量的依據(jù),而平均日發(fā)電量則是選擇風(fēng)機(jī)及光電板容量和蓄電池組容量的依據(jù)。2.太陽(yáng)能和風(fēng)能的資源狀況項(xiàng)目實(shí)施地的太陽(yáng)能和風(fēng)能的資源狀況是系統(tǒng)光電板和風(fēng)機(jī)容量選擇的另一個(gè)依據(jù),一般根據(jù)資源狀況來(lái)確定光電板和風(fēng)機(jī)的容量系數(shù),在按用戶的日用電量確定容量的前提下再考慮容量系數(shù),最后光電板和風(fēng)機(jī)的容量.風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)介紹風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的合理配置106風(fēng)光互補(bǔ)原理圖風(fēng)光互補(bǔ)原理圖107風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)配置離網(wǎng)型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的基本構(gòu)成如圖所示,主要由風(fēng)力發(fā)電機(jī)/光伏組件、風(fēng)機(jī)/光伏控制器、蓄電池和逆變器等構(gòu)成,各部分的作用同風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)配置離網(wǎng)型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的基本構(gòu)成如圖所示108基于風(fēng)光互補(bǔ)控制器的系統(tǒng)基于風(fēng)光互補(bǔ)控制器的系統(tǒng)109風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)110電梯節(jié)能節(jié)約資源是我國(guó)的基本國(guó)策。國(guó)家實(shí)施節(jié)約與開發(fā)并舉、把節(jié)約放在首位的能源發(fā)展戰(zhàn)略。國(guó)家鼓勵(lì)、支持節(jié)能科學(xué)技術(shù)的研究、開發(fā)、示范和推廣,促進(jìn)節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新與進(jìn)步。全國(guó)人大常委會(huì)于2007年10月28日通過(guò)的《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》中規(guī)定,“對(duì)高耗能的特種設(shè)備,按照國(guó)務(wù)院的規(guī)定實(shí)行節(jié)能審查和監(jiān)管。”國(guó)家質(zhì)檢總局質(zhì)檢特函〔2007〕29號(hào)文件提出:要對(duì)鍋爐、換熱壓力容器、電梯等高耗能特種設(shè)備實(shí)行能效測(cè)試,加強(qiáng)特種設(shè)備使用環(huán)節(jié)的節(jié)能監(jiān)管。據(jù)資料介紹,我國(guó)僅三星級(jí)以上的酒店,空調(diào)和電梯兩項(xiàng)耗電量就占城市耗電量的三分之一,電梯是現(xiàn)代建筑最大的用電設(shè)備之一。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展,人民生活水平的不斷提高,電梯的擁有量呈不斷上升趨勢(shì),電梯的能耗也隨之不斷增高。因此,電梯節(jié)能降耗的研究已引起社會(huì)各界的關(guān)注。開展電梯的節(jié)能降耗工作已經(jīng)是大勢(shì)所趨,是一件利國(guó)利民的工作。電梯節(jié)能節(jié)約資源是我國(guó)的基本國(guó)策。國(guó)家實(shí)施節(jié)約與開發(fā)并舉、把111電梯節(jié)能據(jù)中國(guó)電梯協(xié)會(huì)提供的信息顯示,全國(guó)在用電梯總保有量已超過(guò)90萬(wàn)臺(tái),成為世界上電梯總保有量最多的國(guó)家。而且,隨著我國(guó)城市化進(jìn)程進(jìn)入快速發(fā)展期,每年都將有超過(guò)數(shù)十萬(wàn)臺(tái)新增電梯(新增電梯數(shù)量世界第一)投入使用。電梯作為交通工具,已經(jīng)成為人們?nèi)粘I畈豢扇鄙俚囊徊糠帧k娞莨?jié)能據(jù)中國(guó)電梯協(xié)會(huì)提供的信息顯示,全國(guó)在用電梯總保有量已112電梯節(jié)能意義電梯在使用過(guò)程中,有電動(dòng)運(yùn)行與發(fā)電運(yùn)行(也叫制動(dòng)運(yùn)行)兩種狀態(tài)。其中的發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)會(huì)產(chǎn)生一部分能量,我們稱之為再生能源。目前市場(chǎng)上使用的電梯(除進(jìn)口高速電梯之外,約占總量的2%)將再生能源消耗在制動(dòng)電阻上,在浪費(fèi)這些能源的同時(shí),也造成了電梯控制柜的發(fā)熱。如果將這部分再生能源收集起來(lái),每年節(jié)約的電能相當(dāng)可觀。我們簡(jiǎn)單計(jì)算一下,一般使用能量回饋裝置來(lái)收集電梯再生能源,可以節(jié)省15%~45%的耗電量。按照平均20%的數(shù)據(jù)計(jì)算,如果全國(guó)的電梯都安裝了能量回饋裝置,每年可以從電梯中回收52.56億度電。這個(gè)數(shù)字是什么概念呢?我們看一下,據(jù)中國(guó)水利網(wǎng)數(shù)據(jù),國(guó)家黃河小浪底水電廠每年發(fā)電量平均為51億度,也就是說(shuō),全國(guó)的電梯使用能量回饋裝置來(lái)收集電梯再生能源,相當(dāng)于又造了一個(gè)小浪底水電廠!使用能量回饋裝置收集電梯再生能源,同時(shí)也降低了電梯運(yùn)行中的發(fā)熱量,將大大降低電梯控制系統(tǒng)的故障率,延長(zhǎng)使用壽命。
21世紀(jì)能源將日益緊張,我國(guó)又是能源消耗大國(guó),節(jié)能勢(shì)在必行。因此,使用能量回饋裝置收集電梯再生能源是利國(guó)利民的一件好事,是造福子孫后代的大事!電梯節(jié)能意義電梯在使用過(guò)程中,有電動(dòng)運(yùn)行與發(fā)電運(yùn)行(也叫制動(dòng)113電梯結(jié)構(gòu)原理圖電梯結(jié)構(gòu)原理圖114電梯節(jié)能電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)節(jié)約電能的途徑主要有兩大類:一、是提高電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行效率,如風(fēng)機(jī)、水泵調(diào)速是以提高負(fù)載運(yùn)行效率為目標(biāo)的節(jié)能措施,再如電梯曳引機(jī)采用變頻器調(diào)速取代異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速是以提高電動(dòng)機(jī)運(yùn)行效率為目標(biāo)的節(jié)能措施。二、是將運(yùn)動(dòng)中負(fù)載上的機(jī)械能(位能、動(dòng)能)通過(guò)能量回饋器變換成電能(再生電能)并回送給交流電網(wǎng),供附近其它用電設(shè)備使用,使電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)在單位時(shí)間消耗電網(wǎng)電能下降,從而達(dá)到節(jié)約電能的目的。電梯節(jié)能電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)節(jié)約電能的途徑主要有兩大類:115電梯節(jié)能電梯節(jié)能原理采用變頻調(diào)速的電梯啟動(dòng)運(yùn)行達(dá)到最高運(yùn)行速度后具有最大的機(jī)械功能,電梯達(dá)到目標(biāo)層前要逐步減速直到電梯停止運(yùn)動(dòng)為止,這一過(guò)程是電梯曳引機(jī)釋放機(jī)械功能量的過(guò)程。此外,升降電梯還是一個(gè)位能性負(fù)載,為了均勻拖動(dòng)負(fù)載,電梯由曳引機(jī)拖動(dòng)的負(fù)載是由載客轎廂和對(duì)重平衡塊組成,只有當(dāng)轎廂載重量約為50%(1噸載客電梯乘客為7人左右)時(shí),轎廂和對(duì)重平衡塊才相互平衡,否則,轎廂和對(duì)重平衡塊就會(huì)有質(zhì)量差,使電梯運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生機(jī)械位能。電梯運(yùn)行中多余的機(jī)械能(含位能、動(dòng)能)通過(guò)電動(dòng)機(jī)和變頻器轉(zhuǎn)換成直流電能儲(chǔ)存在變頻器直流回路中的電容中,此時(shí)電容就好比是一個(gè)小水庫(kù),回送到電容中的電能越多,電容電壓就越高,(好比水庫(kù)水位超高),如不及時(shí)釋放電容器儲(chǔ)存的電能,就會(huì)產(chǎn)生過(guò)壓故障,使變頻器停止工作,電梯無(wú)法正常運(yùn)行。目前國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)變頻調(diào)速電梯均采用電阻消耗電容中儲(chǔ)存的電能的方法來(lái)防止電容過(guò)電壓,但是電阻耗能不僅降低了系統(tǒng)的效率,電阻產(chǎn)生的大量熱量還惡化了電梯控制柜周邊的環(huán)境。能量回饋器的作用就是能有效的將電容中儲(chǔ)存的電能回送給交流電網(wǎng)供周邊其它用電設(shè)備使用,節(jié)電效果十分明顯,一般節(jié)電率可達(dá)21%-46%。此外,由于無(wú)電阻發(fā)熱元件,機(jī)房溫度下降,可以節(jié)省機(jī)房空調(diào)的耗電量,在許多場(chǎng)合,節(jié)約空調(diào)耗電量往往帶來(lái)更大的節(jié)電效果。電梯節(jié)能電梯節(jié)能原理116電梯節(jié)能電梯能量回饋器的主電路由智能模塊IPM-IGBT、隔離二極管、濾波電感、電容等元件組成。IPM模塊是主電路中的核心元件,它將直流電能逆變?yōu)榕c交流電網(wǎng)同步的三相電流回送電網(wǎng)。電梯節(jié)能電梯能量回饋器的主電路由智能模塊IPM-IGBT、隔117能量回饋器能量回饋器118空調(diào)制冷節(jié)能當(dāng)前,談及環(huán)保生活,幾乎必言“低碳”。據(jù)國(guó)家有關(guān)部門統(tǒng)計(jì),中央空調(diào)耗電占到公共建筑的30%,可見中央空調(diào)節(jié)能是“低碳”生活相當(dāng)重要的一部分。今年兩會(huì),公共場(chǎng)所空調(diào)溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于26℃與環(huán)保相違背的做法,以及中央空調(diào)節(jié)能改造具有巨大潛力引起了市人大代表孫利的關(guān)注,她提交了《關(guān)于推行中央空調(diào)節(jié)能改造的建議》。中央空調(diào)系統(tǒng)是現(xiàn)代大型建筑物不可缺少的配套設(shè)施之一,電能的消耗非常大,約占建筑物總電能消耗的50%。由于中央空調(diào)系統(tǒng)都是按最大負(fù)載并增加一定余量設(shè)計(jì),而實(shí)際上在一年中,滿負(fù)載下運(yùn)行最多只有十多天,甚至十多個(gè)小時(shí),幾乎絕大部分時(shí)間負(fù)載都在70%以下運(yùn)行。通常中央空調(diào)系統(tǒng)中冷凍主機(jī)的負(fù)荷能隨季節(jié)氣溫變化自動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)載,而與冷凍主機(jī)相匹配的冷凍泵、冷卻泵卻不能自動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)載,幾乎長(zhǎng)期在100%負(fù)載下運(yùn)行,造成了能量的極大浪費(fèi),也惡化了中央空調(diào)的運(yùn)行環(huán)境和運(yùn)行質(zhì)量。隨著變頻技術(shù)的日益成熟,利用變
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