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（优秀毕业全套设计）多功能供电车的设计（整套下载）

系统具有不间断电源的作用，这对于些重要负荷甚至些家庭用户来说具有重要意义此外，该系统还可以充当功率调节器的作用，稳定电网电压抵消有害的高次谐波分量从而提高电能质量。不带有蓄电池环节的并网光伏发电系统称为不可调度式并网光伏发电系统，在此系统中，并网逆变器将太阳能电池板产生的直流电能转化为和电网电压同频同相的交流电能，当主电网断电时，系统自动停止向电网供电。当有日照照射光伏系统所产生的交流电能超过负载所需时，多余的部分将送往电网夜间当负载所需电能超过光伏系统产生的交流电能时，电网自动向负载补充电能。混合型光伏发电系统图混合型光伏发电系统结构框图图.为混合型光伏发电系统，它区别于以上两个系统之处是增加了台备用发电机组，当光伏阵列发电不足或蓄电池储量不足时，可以启动备用发电机组，它既可以直接给交流负载供电，又可以经整流器后给蓄电池充电，所以称为混合型光伏发电系统。本次设计就采用此系统。.太阳能光伏电池的原理太阳能光伏电池表面有层金属薄膜似的半导体薄片，当太阳光照射时，薄片的另侧和金属薄膜之间将产生定的电压，这现象称为光伏效应。太阳能光伏电池正是种利用光伏效应直接将光能转化为电能的装置。对于半导体结，光伏效应更明显，因此，太阳能光伏电池都是由半导体构成的。下面以硅半导体为例，对太阳能光伏电池的工作原理加以说明。当型硅和型硅结合时，型区的电子扩散到型区，型区的空穴扩散到型区，此时，型带正电，型带负电，在硅半导体内部产生电场。当太阳光照在半导体结上时，形成新的空穴电子对，在结电场的作用下，空穴由型区流向型区，电子由型区流向型区，当接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能光伏电池的工作原理，如图所示。太阳能半导体晶片晶片受太阳光照射过程中带正电的空穴向型半导体区移动带负电的电子向型半导体区移动晶片受太阳光照射以后电子从区负电极流出负电，空穴从区正电极流出正电图太阳能光伏电池工作原理图将太阳能光伏电池单元进行串并联并封装后就成为太阳能光伏电池组件，其功率可达几瓦几十瓦甚至上百瓦，若干太阳能光伏电池组件按需要进行串并联后形成太阳能光伏电池阵列。.太阳能光伏电池的分类个太阳能光伏电池最重要的部分是半导体材料层，即用来产生电流的部分。目前，有许多材料可以用来做太阳能光伏电池的半导体层，但是能产生高能量转换效率的光伏材料并不多。全世界应用和研究的光伏材料主要包括单晶硅多晶硅砷化稼晶体材料以及非晶硅磅化锡等薄膜材料。从对太阳能光吸收效率能量转换效率制造技术的成熟与否以及制造成本等多个因素来看，每种光伏材料各有其有缺点。单晶硅太阳能光伏电池硅系列太阳能光伏电池中，单晶硅太阳能光伏电池转换效率最高，技术最成熟般都采用表面织构化发射区钝化分区掺杂等技术，使用寿命也最长。但是，由于受单晶硅太阳能光伏电池材料价格及相应的繁琐的电池工艺的影响，使得单晶硅成本价格居高不下，并且要想大幅度降低其成本是非常困难的。非晶硅薄膜太阳能光伏电池由于非晶硅薄膜太阳能光伏电池资源丰富制造过程简单并且成本低，便于大规模生产，普遍受到人们的重视并得到迅速发展，但是与晶体硅太阳能光伏电池相比光电转换效率较低，稳定性较差。多晶硅薄膜太阳能光伏电池通常的晶体硅太阳能电池是在厚度的高质量硅片上制成的，为了节省材料，人们采用化学气相沉积法制备多晶硅薄膜电池，通常先用低压化学气相沉积在衬底上沉积层较薄的非晶硅层，再将这层非晶硅层退火，得到较大的晶粒，然后再在这层籽晶上沉积厚的多晶硅薄膜，因此，再结晶技术无疑是很重要的个环节，另外还采用了几乎所有制备单晶硅太阳能电池的技术，这样制得的太阳能电池转换效率明显提高。多晶硅薄膜电池由于所使用的硅远较单晶硅少，无效率衰退问题，并且还有可能在廉价衬底材料上制备，其成本价格远低于单晶硅电池，而效率又高于非晶硅薄膜电池，因此，多晶硅薄膜电池不久将会在太阳能光伏电池市场上占据主导地位。.光伏发电系统的计算本设计采用型光伏电池板，其单板的电气参数如表所示表型光伏电池板单板的电气参数电器特性规格额定输出最大功率.额定电流.额定电压.开路电压负载电压为，功率为，每天工作小时，最长的连阴雨天为天，两个最长的连阴雨天相隔的天数为天，蓄电池采用铅酸免维护蓄电池，浮充电压为.。其水平太阳辐射数据参照表“我国主要城市的辐射参数表”资料，实际计算如下表我国主要城市的辐射参数表城市纬度日辐射量最佳倾角斜面日辐射量修正系数哈尔滨长春沈阳北京天津呼和浩特太原乌鲁木齐西宁兰州银川西安上海南京合肥杭州南昌福州济南郑州武汉长沙广州海口南宁成都贵阳昆明拉萨光伏电池组件串联数将光伏电池组件按定数目串联起来，就可获得所需要的工作电压。另外，太阳能光伏电池方阵对蓄电池充电时，光伏电池组件的串联数必须适当。如果串联数太少，串联电压低于蓄电池浮充电压，方阵就不能对蓄电池充电。当串联组件的输出电压远高于浮充电压时，充电电流也不会有明显的增加。因此，只有当光伏电池组件的串联电压等于合适的浮充电压时，才能达到最佳的充电状态。计算方法如下式中光伏方阵输出最小电压光伏电池组件的最佳工作电压蓄电池的浮充电压二极管压降，般取.其他因素引起的压降。蓄电池的浮充电压和所选的蓄电池参数有关，应等于在最低温度下所选蓄电池单体的最大工作电压乘以串联的电池数。光伏电池组件并联数在确定这个问题之前，我们先确定其相关量的计算方法。将光伏电池方阵安装地点的太阳能日辐射量，转化成在标准光强下的平均日照辐射时数以中国的中心城市西安的辐射参数为例.为将日辐射量换算为标准光强下的平均日辐射时数的系数。小时光伏电池组件日发电量安时式中光伏电池组件最佳工作电流斜面修正系数修正系数，主要为组合衰减灰尘充电效率等的损失，般取.。两组最长连续阴雨天之间的最短间隔天数，主要考虑要在此段时间内将亏损的蓄电池电量补充起来，需补充的蓄电池容量安时安时光伏电池组件并联数的计算方法表达式意为并联所用光伏电池组件数，在两组连续阴雨天之间的最短间隔天数内所发电量，不仅供负载使用，还需补足蓄电池在最长连续阴雨天内所亏损电量。光伏电池方阵的功率计算根据光伏电池组件的串并联数，即可得出所需光伏电池方阵的功率式中光伏电池组件的额定功率计算结果由于光伏电池板既要给蓄电池充电，又要给负载提供所需的电量，因此本设计选用功率为的光伏电池方阵，需额定功率为.的光伏电池板块串联，块并联。.光伏发电系统蓄电池的选用蓄电池的概念蓄电池又称二次电池。它与原电池又称次电池不同，原电池经放电后，不能使用充电方法使其活性物质复原。而蓄电池经放电后，可用充电方法使活性物质复原，再放电，故能以充电放电方式循环多次使用。光伏发电系统蓄电池的选用光伏发电系统的储能装置主要是蓄电池，其作用是将光伏电池转换出来的电能储存起来以便使用。与光伏电池方阵配套的蓄电池通常在浮充状态下工作，其电压随方阵发电量和负载用电量的变化而变化。它的电能量比用电负载所需的电能量大得多。蓄电池提供的能量还受环境温度的影响。为了与光伏电池匹配，要求蓄电池工作寿命长而且要维护简单。能够和光伏电池配套使用的蓄电池种类很多，但目前广泛采用的有铅酸免维护蓄电池普通铅酸蓄电池和碱性镍锡蓄电池铿电池等。光伏发电系统中应用的蓄电池般为铅酸蓄电池，它的价格便宜高低温性能良好可在的条件下工作易于浮充使用，没有“记忆效应”。国内目前最主要使用的蓄电池为铅酸免维护蓄电池，因为其固有的“免”维护特性及对环境较少污染的特点，很适合用于性能可靠的光伏电源系统，特别是无人值守的工作站。而普通铅酸蓄电池由于需要较强的维护能力及环境污染较大，所以主要用于有维护能力或低档场合使用。碱性镍镉蓄电池虽然有较好的低温过充过放性能，但由于其价格较高，仅使用于较为特殊的场合。锂电池从各方面性能来看都非常突出且比较轻，配备锂电池当然是首选，但价格昂贵。因此在本设计中选用铅酸蓄电池。铅酸蓄电池的应用非常的广泛。现在市面上有各种用途的铅酸蓄电池，如固定型防酸式牵引用铁路客车用内燃机用摩托车用矿灯用航标用航空用等光伏系统中常用的蓄电池是固定型防酸式铅酸蓄电池，它的电解液较稀，寿命长，适合于浮充使用。铅酸蓄电池的电池反应铅酸蓄电池未接负载时，正负极板都与电解液形成双电层，正极板具有正电位，负极板具有负电位，正负极间的电位差就是蓄电池的电动势，其值约为.伏。电解液的比重比同，蓄电池的电动势也不同，铅酸蓄电池的电动势般可根据下述经验公式计算式中表示时，极板活性物质为空中电解液的比重，.为铅酸蓄电池的电动势常数。蓄电池充电过程的化学反应为正极水负极正极硫酸负极从上式可以看出，充电过程中，正极板上的硫酸铅逐渐变为二氧化铅，负极板上的硫酸铅逐渐变为海绵状。同时，电解液中的硫酸分子逐渐增加，水分子逐渐减少，因此电解液的比重逐渐增加，蓄电池的端电压也逐渐增加，蓄电池充电电流的大小通常用充电率表示。比如，用小时率充电电流进行充电，个小时后充入蓄电池的电量即可达到它的额定容量，因此小时率充电电流为式中蓄电池的额定容量。蓄电池放电过程的化学反应为正极硫酸负极正极水负极从上式可以看出，在蓄电池放电过程中，正负极板上的活性物质和都不断地转变为硫酸铅，由于硫酸铅的导电性能比较差，所以放电后，蓄电池的内阻增加。此外，在放电过程中，由于电解液中的硫酸逐渐变为水，所以电解液的比重逐渐下降。这样，也使蓄电池的内阻增加，电动势降低。蓄电池的端电压下降到.时，蓄电池就不应再继续放电。放电终了时，蓄电池放出的电量即放电电流介与放电时间的乘积成为蓄电池的容量，通常用表示。铅酸蓄电池的容量设计安时式中安全系数，取之间负载的日平均耗电量，为工作电流乘以日工作小时数最长连阴雨天数温度修正系数，般在以上取，以上取.，以下取.蓄电池的放电深度，般铅酸蓄电池取.因此选用工作电压为，容量为的蓄电池。.本章小结本章主要内容是太阳能光伏发电系统及其组成，太阳能光伏电池的原理及其分类，光伏发电系统的计算，以及光伏发电系统蓄电池的选用。第章太阳能电池板举升机构设计.传动类型的选择选择螺旋传动。螺旋传动的特点将旋转运动变成直线运动，并能以较小的转矩得到很大的轴向力结构简单，传动平稳，无噪声滑动螺旋可制成自锁机构工作速递般比较低。螺旋传动主要由螺杆与螺母组成。除自锁螺旋外，般用来把旋转运动变成直线运动，也可以把直线运动变成旋转运动，同时进行能量和力的传递，或者调整零件间的相互位置。当其以传递运动为主，并要求有较高传动精度时，称为传动螺旋。以调整零件间的相互位置为主时，称为调整螺旋。.螺旋传动的类型特点和选择根据螺纹副的摩擦状态，螺旋传动可分为滑动螺旋滚动螺旋和静压螺旋大类。特点如表。表螺旋传动的类型和特点类型特点滑动螺旋．摩擦阻力大，传动效率低，般仅。当螺纹升角小于摩擦角时，反行程自锁，这时效率低于磨损快．运转较平稳，但低速或微调时易出现爬行现象．螺纹间有侧向间隙，定位精度低，轴向刚度较差．结构简单，制造方便，成本低滚动螺旋．摩擦阻力小，传动效率在.以上。具有传动的可逆性．工作寿命长，平均约为滑动摩擦的倍．运动平稳，运动时无颤动，低速时不爬行．可得到很高的定位精度和轴向刚度．不能自锁，抗