风光互补发电装置的结构优化(应用型)

摘要

我国的风能与太阳能发电技术正处于高速发展阶段，尤其是小型风力发电技术与太阳能发电技术方面存在较大的优势，所以快速发展是一种趋势。在一些地区偏远、电网覆盖不到的地区，可充分发挥两者在季节上的互补特性，提供可靠地电能输出。目前，风光互补技术已在路灯行业应用广泛，而适合于西北牧区等地区、便于移动与安装拆卸、抗风能力强的风光互补发电装置还比较少，所以设计一种该类型的风光互补发电装置可增加风光互补发电技术的应用范围。
　　本文由兰州理工大学研制、兰州裕祥将军山机械厂有限公司协作完成的风光互补发电装置样机着手，通过对样机实际运行情况的分析，提出了样机存在的问题，并针对出现的问题采用SolidWorks修改设计模型，并设计多种由不同控制尺寸控制的配置，应用用SolidWorks Flow对其进行流体仿真，将流体仿真的结果导入Simulation中进行力性能的分析，优化模型尺寸，使得成本趋于合理。最终完成风光互补发电装置的设计:设计了一种便于安装、拆卸、运输、抗风性能高的风力机塔架。塔架为两段式，采用自制的法兰连接，上部采用拉索控制。此结构可有效的解决原塔架由于制造以及运行时间的原因所带来间隙的影响。另外，将塔架的共振频率控制在1至2级风内，并采用拉索增加塔架的强度，可有效的减少共振发生的概率;设计了一种便于安装、拆卸、运输、抗风性能高的光伏支架。此支架采用俯仰式结构，该结构可在强风作用下变形小，运行平稳。

目录

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摘要

插图索引

第一章 绪论

1．1 课题意义及国内外研究现状综述

1．1．1 风光互补发电系统的项目概述

1．2 结构最优化设计的研究方法

1．2．1 传统设计与最优化设计

1．2．2 结构最优化设计的数学模型

1．3 本文的内容

第二章 风载对风光互补发电装置的影响

2．1 风的基本特征

2．1．1 风向与风速

2．1．2 风压

2．2 风载对风光互补发电装置的影响

2．2．1 风速波动的影响

2．2．2 极大风速的影响

2．3 计算实例

2．4 本章小结

第三章 塔架的设计

3．1 原塔架设计方案

3．1．1 方案简介

3．1．2 存在的问题

3．2 优化的设计方案

3．2．1 CFD方法简介

3．2．2 CFD过程

3．2．3 仿真过程

3．3 频率分析

3．3．1 塔架的共振频率

3．3．2 风振频率

3．4 本章小结

第四章 光伏支撑架的优化设计

4．1 原光伏支撑架设计方案

4．1．1 方案简介

4．1．2 实验结果

4．1．3 存在的问题

4．2 优化的设计方案与仿真

4．3 本章小结

总结

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果