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设计方案

年*** 22-06-19 设计方案

一、产品研制的背景、目的和意义

随着全球经济的迅速发展和人口的不断增加，以石油、天然气和煤炭等为主的化石能源正逐步消耗，能源危机成为世界各国共同面临的问题。与此同时，化石能源造成的环境污染和生态失衡等一系列问题也成为制约社会经济发展甚至威胁人类生存的严重障碍。新能源应用正成为全球的热点。风能、太阳能是大自然赋予人类最丰富的两种可再生能源，具有取之不尽，用之不竭，分布广泛，循环往复可再生，不污染环境等巨大优势，是国际上公认的理想替代能源。

近年来如何利用这些可再生能源，一直是科学界攻关的课题。我国风能资源丰富，可开发风能为10亿KW，居世界第三位，但开发起步较晚，尤其是风电成套设备制造业严重滞后，一直被国外产品垄断，制约我国风电产业的发展。国家和政府十分重视包括风能在内的可再生能源开发，先后颁布《可再生能源法》和一系列促进可再生能源开发的法令，国家“863”和“973”计划都将这一领域的课题放在重要位置，将开发可再生能源列为国家可持续发展的重大战略。

离网型风光互补独立供电系统在国家鼓励开发可再生能源的号召的前提下开发研制的，对有效实现节能降排，创建节约型社会具有重要意义，是可再生能源距离人民生产生活最贴近的高科技产品。

离网型风光互补独立供电系统（又称分布式供能系统）是指利用风力发电、太阳能发电技术，辅以储能系统、自适应控制系统，自身实现发电、储能、变配电，对电网以外用户提供电能的独立系统。整个系统由风力发电机组、太阳能光伏电池、储能系统和自适应控制系统组成。

公司目前推出的离网型风光互补独立供电系统产品有SYF-400W、SYF-10KW、SYF-30KW三种规格。可使用的领域主要有：路灯照明、城市景观亮化。远离电网的偏远山村、哨所、海岛、海上钻井平台和轮船等。企事业机关、学校、医院等负荷相对集中的用电单位。

二、承担研制工作单位的技术力量

企业现有技术人员42人，其中高级职称11人，中级职称26人，专业涵盖电气、空气动力学、太阳能光伏、机械制造、电力电子、精密仪器等，企业综合技术实力、研发能力强。公司近年来坚持走产、学、研相结合的道路，与中国科技大学、上海交通大学、大连理工大学等高校合作，进行技术培训、产品研发等工作。

三、产品研制的过程

公司在制定了详细的开发计划后，组织骨干力量成立了研发小组并做了具体人员分工，在对目标产品的特点经过深入的了解分析后，我们对制造方案的精心设计与反复交流、方案比较，通过反复的论证，最终确定了实施方案。在样机试制过程中，从原材料采购、加工、装配的各个环节严格把关，经过认真、反复的调试、修改，产品最终满足设计方案，经过小批量试制试运行后取得良好的经济和环境效益。

在产品的研制过程中，公司严格按照制订的工艺流程、工艺规程进行研制，从备料开始严把材料关，对原材料进厂时进行检验，不合格的材料和部件不许进厂。严格控制自制件质量，不合格的零部件绝不流到下一道工序。

在研制过程中严肃过程控制，每道工序完成后都进行严格的检验。并分别对各种部件进行检验合格后组装，组装后进行检验、检测。组装完成的成品送交试验室，运用先进的检测设备，对照相关标准进行严格的检验。保证产品的优质品质和性能的一致性。

四、研发小组人员及其分工

1、副总经理，本科学历，高级工程师，具有丰富的风力发电设备和光伏发电设备制造及管理经验，理念先进，对产品品质一贯持有精益求精、追求卓越的态度，极具创新、开拓精神，在本项目的研发中负责审定研发产品的制造、工艺设计方案、监督整个研发的进度、审批各项研制费用的支出。

2、技术部经理，高级工程师，本科，负责风力发电机的结构设计和整个研发项目的实施。

3、技术部副经理，高级工程师，本科，负责风力发电机控制器和太阳能及光源控制器的开发设计工作。

4、技术部副经理，高级工程师，本科，负责太阳能电池板的设计、验证工作。

5、技术员，工程师，本科，负责工艺设计、跟踪工艺参数落实情况。

6、技术员，工程师，本科，负责加工工艺设计、对外联络。

7、质检部经理，工程师，本科，负责样机的调试及数据采集。

五、产品研制的进度

安排本产品的研制时间为20xx年12月至20xx年12月，具体进度安排如下：

1、20xx.12.10-20xx.2.18：风力发电机工艺及结构设计；

2、20xx.2.19-20xx.3.11：风力发电机控制器的开发和试制；

3、20xx.3.12-20xx.3.26：风力发电机的试制及风洞试验、发电量测量；

4、20xx.3.27-20xx.4.5：风力发电机的改进及风洞试验、发电量测量；

5、20xx.4.6-20xx.5.15：太阳能电池板的结构设计；

6、20xx.5.16-20xx.8.10：太阳能及光源控制器的开发和试制；

7、20xx.8.11-20xx.9.21：太阳能发电量的测量；

8、20xx.9.22-20xx.2.21：风光互补系统整合、试验及发电量测量；

9、20xx.2.22-20xx.4.28：小批量生产；

10、20xx.4.29-20xx.6：交付客户，并协助客户成功安装调试；

11、20xx.6-20xx.12.31：与使用客户交流沟通产品相关信息；

12、20xx.1.1-20xx.2：新产品鉴定。

六、产品研制的经费使用和管理

项目所需经费207万元，来源为自筹资金，具体分配如下：

七、产品研制的主要内容

1、进行详细的工艺方案设计，充分考虑工艺的可行性、合理性与先进性；

2、利用CAD辅助设计技术设计风力发电机，保证风力发电机具有可靠的精度和稳定的特性；

3、利用PROTEL辅助设计技术设计风力发电机控制器和太阳能及光源控制器；

4、整合风力发电机和太阳能电池板的发电兼容性和互补性，使其达到最佳利用率；

5、装配和调试过程严格按照方案的要求，确保风光互补供电系统的可靠性。

八、产品研制过程中遇到的问题和解决办法

1、在连续阴雨环境中如何使风光互补供电系统能连续工作：公司采用工业级芯片低功耗设计，运用单片机技术对蓄电池进行智能充、放电；根据我国内陆的风速情况，运用空气动力学和新型材料，专门设计了额定风速为7米/秒的风力发电机，微风启动，使发电效率和发电量有较大提高；合理配置风力发电和太阳能发电的比例，增强互补性，提高系统持续发电的稳定性。

2、自然界的风况是十分复杂的，紊流是主状态，同时，风速风向的变化频繁而又迅捷，任何机械装置都不可能瞬时响应实际风况的变化，加上长期运行导致的机械磨损会使装置的配合间隙增大。所有这些均会导致保护滞后、失效以及剧烈的震动，引发风力机飞车、过载和剧烈震动等破坏性结果。为达到风力机处于过功率状态下能有效地减小风力机吸收风能，使风力机不致超速运行：公司采用了失速型叶片设计,防止了风力发电机出现飞车失控的情况发生.在系统容量配置上，充分考虑便携的集成化要求的前提下，使系统的供电量达到最大。风力发电机组的结构设计上采用了压铸铝一体化成型结构，把风机的重量降到最低，而且造型优美。叶片采用玻璃纤维加尼龙混合，热压铸成型技术，不仅保证了叶片的一致性，而且在保持叶片足够强度的前提下，有较好的柔性和变形、曲复强度。发电机采用了钕铁硼永磁电机，并按B级绝缘和IP55的防护级等级制造，设计上留有足够的过载余量，使整个风力发电机系列的可靠性大大提高。由于摆脱了机械限速结构的限制，外观设计上采用了整体压铸铝结构，在充分考虑风机的气动特性要求的前提下，突出外形的美观效果，同时兼顾了风机现场安装操作简单的要求。

九、新产品所采用的技术工艺

1技术路线

小型风力发电系统效率很高，但它不是只由一个发电机头组成的，而是一个有一定科技含量的小系统：风力发电机＋充电器＋数字逆变器。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都很重要，各部分功能为：叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风。